專利名稱：輸電線路覆冰重量和厚度在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于遙測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輸電線路覆冰重量和厚 度在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
輸電線路覆水易？ I發(fā)輸電線路冰閃跳閘，當(dāng)覆水荷載超過輸電線路承 載能力時，會導(dǎo)致輸電線路金具損壞、導(dǎo)線斷線和倒塔事故發(fā)生，是影響 電網(wǎng)安全的一個重要因素。隨著我國電網(wǎng)的大規(guī)才莫發(fā)展，以及"西電東送" 和"南北互供"、全國大聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的實施，電源點到用電負(fù)荷中心的距離越 來越遠(yuǎn)，往往要跨過崇山峻嶺進(jìn)行遠(yuǎn)距離大容量送電，并且這些線路要多 次通過微地形、微氣象區(qū)域，這些區(qū)域中有的是高寒重覆水區(qū)、有的是迎 風(fēng)水雪區(qū)、有的是寒風(fēng)通道，使得輸電線路發(fā)生覆冰災(zāi)害的可能性越來越 大。
由于缺乏可靠的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，使得現(xiàn)行輸電線路覆冰設(shè)計存在不足，
導(dǎo)致大量的輸電線路覆水倒塔事故的發(fā)生。2008年在湖南電網(wǎng)內(nèi)的大范圍 覆水災(zāi)害，共導(dǎo)致500 kV線路跳閘34條次，220 kV線路跳閘12條次。500 kV線路發(fā)生倒塔24基、變形2基，220 kV線路倒塔17基。造成500 kV 通道多次出現(xiàn)斷開情況，并導(dǎo)致使湖南電網(wǎng)與華中電網(wǎng)短時間解列。2008 年l月，全國范圍內(nèi)發(fā)生了大規(guī)模輸電線路覆冰突害，湖南、湖北、貴州、 安徽等地，大量的500kV高壓輸電線路因為覆冰厚度超出設(shè)計值，導(dǎo)致了 斷線倒塔事故的發(fā)生，不僅給國家電網(wǎng)造成巨大損失，同時造成供水、交 通、通訊長時間中斷，給人民的生活帶來極大的不便。
因此，對輸電線路覆冰重量和覆水厚度進(jìn)行測量，對保障電網(wǎng)安全和 提高供電可靠性具有重要意義。

實用新型內(nèi)容
為了解決現(xiàn)行輸電線路覆水設(shè)計存在不足，導(dǎo)致大量的輸電線路覆冰
倒塔事故的問題，本實用新型提供一種輸電線路覆冰重量和厚度在線監(jiān)測 系統(tǒng)。
具體設(shè)計方案如下
數(shù)據(jù)采集單元201中各路傳感器的輸出信號經(jīng)數(shù)據(jù)調(diào)理卡后分別和數(shù) 據(jù)采集卡相應(yīng)的信號輸入端連接，數(shù)據(jù)采集卡和工控機由總線連接，工控 機的數(shù)據(jù)輸出口和無線傳輸單元202中的無線數(shù)據(jù)采集終端的信號輸入口 連接，無線傳輸單元202中的無線數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)輸出口和數(shù)據(jù)發(fā)送 模塊的數(shù)據(jù)輸入口連接，無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)輸出端和遠(yuǎn)程監(jiān)測中心 203中的數(shù)據(jù)接收模塊輸入端之間通過GPRS/CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)和 INTERNET網(wǎng)絡(luò)連接，遠(yuǎn)程監(jiān)測中心2 0 3中的數(shù)據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)輸出口和
數(shù)據(jù)分析處理模塊的數(shù)據(jù)輸入口連接；
供電電源204的電源輸出端和數(shù)據(jù)采集單元201以及無線傳輸單元202
的電源輸入端連接；
供電電源204采用微型太陽能電站；
數(shù)據(jù)釆集單元201中溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向傳感器集成5安裝在 輸電鐵塔橫擔(dān)處，拉力傳感器1和傾角傳感器2安裝在輸電線路絕緣子串 連接金具處，傾角傳感器3和傾角傳感器4分別安裝在線夾進(jìn)、出口側(cè)；
數(shù)據(jù)采集單元201中的拉力傳感器采用應(yīng)變片式拉力傳感器。
本實用新型的積極效果是保障了電網(wǎng)的安全運行，提高了供電系統(tǒng) 的可靠性，有效地減少了倒塔事故的發(fā)生，因而直接經(jīng)濟(jì)效益和社會經(jīng)濟(jì) 效益巨大。


圖l為本實用新型傳感器安裝位置圖； 圖2為本實用新型電路原理框圖。 具體實施方案
以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型作進(jìn)一步地"^兌明。 實施例
參見圖1和圖2，數(shù)據(jù)采集單元201中各路傳感器的輸出信號經(jīng)數(shù)據(jù)調(diào)
理卡后分別和數(shù)據(jù)采集卡相應(yīng)的信號輸入端連接，數(shù)據(jù)采集卡和工控機由
總線連接，工控^L的數(shù)據(jù)輸出口和無線傳輸單元202中的無線凄t據(jù)采集終 端的信號輸入口連接，無線傳輸單元202中的無線lt據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)輸 出口和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)輸入口連接，無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)輸出端 和遠(yuǎn)程監(jiān)測中心203中的數(shù)據(jù)接收模塊輸入端之間通過GPRS/CDMA移動通 信網(wǎng)絡(luò)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)連接，遠(yuǎn)程監(jiān)測中心203中的數(shù)據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)
輸出口和數(shù)據(jù)分析處理模塊的數(shù)據(jù)輸入口連接；
供電電源204的電源輸出端和數(shù)據(jù)采集單元201以及無線傳輸單元202
的電源輸入端連接；
供電電源204采用微型太陽能電站；
數(shù)據(jù)采集單元201中溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向傳感器集成5安裝在 輸電鐵塔橫擔(dān)處，拉力傳感器1和傾角傳感器2安裝在輸電線路絕緣子串 連接金具處，傾角傳感器3和傾角傳感器4分別安裝在線夾進(jìn)、出口側(cè)， 見圖1;
數(shù)據(jù)采集單元201中的拉力傳感器采用應(yīng)變片式拉力傳感器。 根據(jù)測量得到的金具拉力和傾斜角，計算得到金具所受拉力的垂直分 量大?。桓鶕?jù)測量得到的線夾出口處相鄰兩個檔距輸電線的傾斜角，以及 相鄰兩個檔距的水平距離、高差等數(shù)據(jù)，計算得到兩檔距內(nèi)輸電線弧垂大 小，進(jìn)一步計算得到輸電線自身重量載荷；由金具所受拉力的垂直方向分 量減去輸電線自身重量載荷，得到輸電線路覆水重量，分析計算得到輸電 線路覆冰厚度。
輸電線路覆冰重量測量系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元201、無線數(shù)據(jù)傳輸單元 202、遠(yuǎn)程監(jiān)測中心203和電源提供單元204組成。數(shù)據(jù)采集單元201由拉 力傳感器、傾角傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、數(shù) 據(jù)調(diào)理卡、數(shù)據(jù)釆集卡和工控機組成，分別測量輸電塔金具所受拉力、金 具傾斜角度、線夾出口處輸電線傾斜角、溫度、濕度、風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)。無 線數(shù)據(jù)傳輸單元202由無線數(shù)據(jù)采集終端(DTU )和無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊組成， 無線數(shù)據(jù)采集終端通過RS232,接收數(shù)據(jù)采集單元2G1發(fā)送的信號，經(jīng)無線
數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，傳輸至GPRS或者CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)，移動通信網(wǎng)絡(luò)再將 數(shù)據(jù)傳輸至Internet網(wǎng)絡(luò)。遠(yuǎn)程監(jiān)測中心203由數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)分析 處理模塊組成，數(shù)據(jù)接收模塊接收Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的測量數(shù)據(jù)，供 數(shù)據(jù)分析處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、顯示和分析，實現(xiàn)輸電線路覆水重量的 監(jiān)測和預(yù)警功能。電源供應(yīng)單元204由太陽能電池;tl、蓄電池組和控制器 組成，為數(shù)據(jù)采集單元201、無線數(shù)據(jù)傳輸單元202才是供可靠的電力供應(yīng)， 太陽能電池板在白天有光照的情況下一方面為測量系統(tǒng)供電，同時通過控 制器為蓄電池組充電，在沒有光照情況下，蓄電池組放電為測量系統(tǒng)供電。
權(quán)利要求1、輸電線路覆冰重量和厚度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:數(shù)據(jù)采集單元(201)中各路傳感器的輸出信號經(jīng)數(shù)據(jù)調(diào)理卡后分別和數(shù)據(jù)采集卡相應(yīng)的信號輸入端連接，數(shù)據(jù)采集卡和工控機由總線連接，工控機的數(shù)據(jù)輸出口和無線傳輸單元(202)中的無線數(shù)據(jù)采集終端的信號輸入口連接，無線傳輸單元(202)中的無線數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)輸出口和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)輸入口連接，無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)輸出端和遠(yuǎn)程監(jiān)測中心(203)中的數(shù)據(jù)接收模塊輸入端之間通過GPRS/CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)連接，遠(yuǎn)程監(jiān)測中心(203)中的數(shù)據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)輸出口和數(shù)據(jù)分析處理模塊的數(shù)據(jù)輸入口連接；供電電源(204)的電源輸出端和數(shù)據(jù)采集單元(201)以及無線傳輸單元(202)的電源輸入端連接。
2、 權(quán)利要求l所說的輸電線路覆水重量和厚度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征 是供電電源(204 )采用微型太陽能電站。
3、 權(quán)利要求1所說的輸電線路覆水重量和厚度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征 是數(shù)據(jù)采集單元(201)中溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向傳感器集成(5)安裝 在輸電鐵塔橫擔(dān)處，拉力傳感器(1)和傾角傳感器(2)安裝在輸電線路 絕緣子串連接金具處，傾角傳感器(3)和傾角傳感器(4)分別安裝在線 夾進(jìn)、出口側(cè)。
4、 權(quán)利要求1或3所說的輸電線路覆水重量和厚度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其 特征是數(shù)據(jù)采集單元(201)中的拉力傳感器采用應(yīng)變片式拉力傳感器。
專利摘要一種輸電線路覆冰重量和厚度在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元，無線傳輸單元，遠(yuǎn)程監(jiān)測中心和供電電源。數(shù)據(jù)采集單元采集到輸電線路絕緣子串連接金具拉力、絕緣子串傾斜角、輸電線路傾斜角、以及溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等參數(shù)，經(jīng)無線發(fā)送單元發(fā)送至移動通信網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)測中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析、顯示、并實現(xiàn)輸電線路覆冰超限報警。覆冰重量和厚度根據(jù)金具拉力、絕緣子串傾斜角、輸電線傾斜角等參數(shù)計算得出。本實用新型保障了電網(wǎng)的安全運行，提高了供電系統(tǒng)的可靠性，因而直接經(jīng)濟(jì)效益和社會經(jīng)濟(jì)效益巨大。
文檔編號G01B21/08GK201203463SQ20082003575
公開日2009年3月4日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者張會武, 杜曉峰, 江 汪, 田萬軍, 陳自年, 峰 高 申請人:安徽省電力科學(xué)研究院