專利名稱：一種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓供電電力監(jiān)測(cè)，特別涉及一種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
無(wú)論在山區(qū)或平原地區(qū)，春、冬季節(jié)輸電線路的導(dǎo)線都會(huì)產(chǎn)生覆冰現(xiàn)象，加之在風(fēng)力的作用下舞動(dòng)，會(huì)對(duì)高壓輸電線路造成了很大的破壞作用，致使冰災(zāi)事故頻頻發(fā)生，如冰閃、導(dǎo)線鞭擊、桿塔傾斜，甚至桿塔傾倒、導(dǎo)線接地等等，嚴(yán)重威脅著電力裝置的安全運(yùn)行。輸電線路的導(dǎo)線在空氣的溫度和濕度達(dá)到一定的條件下才可能形成覆冰，且風(fēng)速和風(fēng)向不同，形成覆冰的速度也不相同，一般在風(fēng)向和導(dǎo)線走向越接近垂直時(shí)風(fēng)速越快，形成覆冰的速度就越快；當(dāng)溫度和濕度滿足條件以后，形成覆冰的量決定于風(fēng)速，當(dāng)為無(wú)風(fēng)或微風(fēng)時(shí)，只能形成極薄的覆冰，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定速度之后，導(dǎo)線上的覆冰就會(huì)越積越厚，并在風(fēng)力的作用下使導(dǎo)線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成扁凌型覆冰，且越積越厚，此時(shí)就極容易出現(xiàn)冰閃、 風(fēng)鞭，甚至桿塔傾倒、導(dǎo)線接地等事故。架空輸電線中，往往是架空地線的覆冰厚度最大，這是因?yàn)榈鼐€沒(méi)有電流通過(guò)，沒(méi)有產(chǎn)生熱量，而導(dǎo)線由于有電流通過(guò)發(fā)熱，對(duì)導(dǎo)線覆冰有融化作用，因此地線的覆冰量往往最大，這與架空地線先損壞、桿塔受損往往先發(fā)生在架空地線一側(cè)的實(shí)際情況相符，因此監(jiān)測(cè)地線的覆冰量更有意義。目前已有的導(dǎo)線覆冰在線監(jiān)測(cè)裝置(系統(tǒng))，需要監(jiān)測(cè)風(fēng)力大小、風(fēng)向角等參量才能估算架空地線覆冰厚度，致使監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，且大多覆冰監(jiān)測(cè)裝置需應(yīng)用有源器件，安全系數(shù)低?？梢?jiàn)，現(xiàn)有導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全系數(shù)低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置，用以解決現(xiàn)有導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全系數(shù)低的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例提供一種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置，包括測(cè)試導(dǎo)線；兩根平行的豎直連桿，與所述測(cè)試導(dǎo)線垂直固定連接；豎直彈性部件，上端與所述豎直連桿的上端固定，下端的位置固定不變，用于當(dāng)所述豎直連桿跟隨覆冰重壓下的所述測(cè)試導(dǎo)線下移時(shí)，接受所述豎直連桿施加的豎直壓力，
產(chǎn)生形變量；位移傳感器，用于測(cè)量所述形變量。所述兩根平行的豎直連桿具體為第一豎直連桿，下端與所述測(cè)試導(dǎo)線的第一位置垂直固定連接；第二豎直連桿，下端與所述測(cè)試導(dǎo)線的第二位置垂直固定連接；其中，所述第一豎直連桿與所述第二豎直連桿平行且等長(zhǎng)，所述第一位置與所述第二位置相對(duì)于所述測(cè)試導(dǎo)線的中心對(duì)稱。所述豎直彈性部件包括第一卡板，位置固定不變，位于所述第一豎直連桿的上端與所述測(cè)試導(dǎo)線之間；所述第一豎直連桿和第二豎直連桿穿過(guò)所述第一卡板；第一豎直彈簧，穿設(shè)于所述第一豎直連桿上，上端與所述第一豎直連桿的上端固定連接，下端固定連接所述第一卡板；第二豎直彈簧，穿設(shè)于所述第二豎直連桿上，上端與所述第二豎直連桿的上端固定連接，下端固定連接所述第一卡板。所述監(jiān)測(cè)裝置，還包括第一水平連桿，固定連接所述第一豎直連桿和第二豎直連桿的上端；所述位移傳感器的自由端與所述第一水平連桿的中間部位固定連接。所述位移傳感器的非自由端豎直固定連接所述第一卡板。所述監(jiān)測(cè)裝置，還包括殼體，位置固定不變；其中，所述第一卡板附著在所述殼體的下底面。所述監(jiān)測(cè)裝置，還包括第二卡板，位置固定不變，高于所述第一豎直連桿的上端；所述位移傳感器的非自由端豎直固定連接所述第二卡板。所述監(jiān)測(cè)裝置，還包括第二水平連桿，固定連接所述第一豎直彈簧和第二豎直彈簧的下端。所述位移傳感器的自由端與所述第二水平連桿的中間部位豎直固定連接。使用本發(fā)明實(shí)施例提供的監(jiān)測(cè)裝置的方法為將測(cè)試導(dǎo)線臨近且平行于實(shí)際導(dǎo)線設(shè)置，這樣，測(cè)試導(dǎo)線與實(shí)際導(dǎo)線上的覆冰情況基本相同。豎直連桿與測(cè)試導(dǎo)線是垂直固定連接的，當(dāng)測(cè)試導(dǎo)線在覆冰重壓下下移時(shí)，豎直連桿也跟隨測(cè)試導(dǎo)線下移，在下移過(guò)程中， 豎直連桿會(huì)給豎直彈性部件施加向下的豎直壓力，從而使豎直彈性部件產(chǎn)生形變量；位移傳感器測(cè)量出形變量之后，便可以根據(jù)位移傳感器自由端的力、豎直連桿的重力、測(cè)試導(dǎo)線的重力以及豎直彈性部件的恢復(fù)力，利用受力平衡原理計(jì)算出覆冰重力，進(jìn)而可得到覆冰的體積、厚度等參數(shù)，為輸電線安全運(yùn)行提供可靠數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例提供的監(jiān)測(cè)裝置不僅能夠?qū)\(yùn)行的導(dǎo)線上的覆冰進(jìn)行有效地在線監(jiān)測(cè)，而且還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，安全系數(shù)高，易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例第二種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例第三種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例第四種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例第五種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例第六種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例第七種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明實(shí)施例第八種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置，包括測(cè)試導(dǎo)線106 ；兩根平行的豎直連桿104，與測(cè)試導(dǎo)線106垂直固定連接；豎直彈性部件103，上端與豎直連桿104的上端固定，下端的位置固定不變，用于當(dāng)豎直連桿104跟隨覆冰重壓下的測(cè)試導(dǎo)線106下移時(shí)，接受豎直連桿104施加的豎直壓力，產(chǎn)生形變量；位移傳感器102，用于測(cè)量形變量。其中，測(cè)試導(dǎo)線106與實(shí)際導(dǎo)線(如輸電架空地線)的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)相同，測(cè)試導(dǎo)線 106的長(zhǎng)度可在1米至10米之間。豎直連桿104可為輕質(zhì)不銹鋼管。豎直彈性部件103可為專業(yè)不銹鋼彈簧。豎直彈性部件103的上端與豎直連桿104的上端固定，下端的位置固定不變的目的是當(dāng)豎直連桿104跟隨覆冰重壓下的測(cè)試導(dǎo)線106下移時(shí)，豎直彈性部件103的上端也能跟隨豎直連桿104—起下移，而豎直彈性部件103的下端的位置固定不變，又可使豎直彈性部件103產(chǎn)生形變量，由于是覆冰重力導(dǎo)致各組件下移的，因此，豎直彈性部件103的形變量可反映出覆冰重力的大小。使用上述監(jiān)測(cè)裝置的方法為將測(cè)試導(dǎo)線106臨近且平行于實(shí)際導(dǎo)線設(shè)置，這樣， 測(cè)試導(dǎo)線106與實(shí)際導(dǎo)線上的覆冰情況基本相同。豎直連桿104與測(cè)試導(dǎo)線106是垂直固定連接的，當(dāng)測(cè)試導(dǎo)線106在覆冰重壓下下移時(shí)，豎直連桿104也跟隨測(cè)試導(dǎo)線106下移， 在下移過(guò)程中，豎直連桿會(huì)給豎直彈性部件103施加向下的豎直壓力，從而使豎直彈性部件103產(chǎn)生形變量；位移傳感器102測(cè)量出形變量之后，便可以根據(jù)位移傳感器自由端的力、豎直連桿的重力、測(cè)試導(dǎo)線的重力以及豎直彈性部件的恢復(fù)力，利用受力平衡原理計(jì)算出覆冰重力，進(jìn)而可得到覆冰的體積、厚度等參數(shù)，為輸電線安全運(yùn)行提供可靠數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例提供的監(jiān)測(cè)裝置不僅能夠?qū)\(yùn)行的導(dǎo)線上的覆冰進(jìn)行有效地在線監(jiān)測(cè)，而且還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，安全系數(shù)高，易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。如圖2所示，兩根平行的豎直連桿104具體為第一豎直連桿104a，下端與測(cè)試導(dǎo)線106的第一位置垂直固定連接；第二豎直連桿104b，下端與測(cè)試導(dǎo)線106的第二位置垂直固定連接；其中，第一豎直連桿10 與第二豎直連桿104b平行且等長(zhǎng)，第一位置與第二位置相對(duì)于測(cè)試導(dǎo)線106的中心對(duì)稱。如圖3所示，圖2中的豎直彈性部件103包括第一卡板107，位置固定不變，位于第一豎直連桿10 的上端與測(cè)試導(dǎo)線106之間；第一豎直連桿10 和第二豎直連桿104b穿過(guò)第一卡板107 ；第一豎直彈簧103a，穿設(shè)于第一豎直連桿10 上，上端與第一豎直連桿10 的上端固定連接，下端固定連接第一卡板107 ；第二豎直彈簧103b，穿設(shè)于第二豎直連桿104b上，上端與第二豎直連桿104b的上端固定連接，下端固定連接第一卡板107。其中，第一卡板107所起的作用是使第一豎直彈簧103a和第二豎直彈簧10 的下端的位置固定不變。如圖4所示，圖3 (或圖2)所述監(jiān)測(cè)裝置還包括第一水平連桿105a，固定連接第一豎直連桿10 和第二豎直連桿104b的上端；此時(shí)，位移傳感器102的自由端與第一水平連桿10 的中間部位固定連接。而位移傳感器102的非自由端可以豎直固定連接第一卡板107 ；此時(shí)，如圖5所示，圖4所示的監(jiān)測(cè)裝置，還可以包括殼體101，位置固定不變；其中，第一卡板107附著在殼體101的下底面，第一豎直連桿10 和第二豎直連桿104b位于殼體101內(nèi)。或者，如圖6所示，位移傳感器102的非自由端豎直固定連接第二卡板108，其中， 第二卡板108，位置固定不變，高于第一豎直連桿10 的上端。如圖7所示，所述監(jiān)測(cè)裝置，還包括第二水平連桿105b，固定連接第一豎直彈簧103a和第二豎直彈簧10 的下端；此時(shí)，位移傳感器102的自由端與第二水平連桿10 的中間部位固定連接。而位移傳感器102的非自由端可以固定在如圖7或8所示的位置。其中，監(jiān)測(cè)裝置為圖4所示構(gòu)造時(shí)，初始狀態(tài)為第一豎直彈簧103a部分壓縮，位移傳感器102滿量程；監(jiān)測(cè)裝置為圖6所示構(gòu)造時(shí)，初始狀態(tài)為第一豎直彈簧103a部分壓縮，位移傳感器102無(wú)負(fù)載；監(jiān)測(cè)裝置為圖7所示構(gòu)造時(shí)，初始狀態(tài)為第一豎直彈簧103a部分拉伸，位移傳感器102滿量程；監(jiān)測(cè)裝置為圖8所示構(gòu)造時(shí)，初始狀態(tài)為第一豎直彈簧103a部分拉伸，位移傳感器102無(wú)負(fù)載。下面以圖4所示的監(jiān)測(cè)裝置為例說(shuō)明其工作原理。Al、測(cè)試導(dǎo)線106在覆冰重力的作用下，向下移動(dòng)。A2、由于第一豎直連桿10 與測(cè)試導(dǎo)線106固定連接在一起，因此，第一豎直連桿 10 跟隨測(cè)試導(dǎo)線106 —起向下移動(dòng)。A3、由于第一豎直彈簧103a上端固定連接第一豎直連桿10 的上端，因此，第一豎直彈簧103a上端跟隨第一豎直連桿10 —起向下移動(dòng)；而第一豎直彈簧103a下端固定連接位置固定不變的第一卡板107，因此，第一豎直彈簧103a下端保持固定；最終第一豎直彈簧103a被壓縮。A4、位移傳感器102自由端固定連接第一水平連桿10 的中間部位，非自由端固定連接第一卡板107，因此位移傳感器102的長(zhǎng)度始終保持與第一豎直彈簧103a相等，因此，位移傳感器102可測(cè)得第一豎直彈簧103a被壓縮時(shí)的形變量。下面以圖4所示的監(jiān)測(cè)裝置為例說(shuō)明如何利用上述監(jiān)測(cè)裝置測(cè)量到的形變量計(jì)
6算覆冰重力。 Bi、根據(jù)位移傳感器102測(cè)量到的形變量，計(jì)算出位移傳感器102自由端的力的大其中，位移傳感器102測(cè)量到的形變量就是位移傳感器102的位移量，從而根據(jù)形變量可計(jì)算出位移傳感器102自由端的力的大小。B2、對(duì)第一豎直彈簧103a進(jìn)行受力分析。第一豎直彈簧103a受到位移傳感器102自由端的力的一半、覆冰重力的一半、第一水平連桿10 與第一豎直連桿10 的重力的一半、測(cè)試導(dǎo)線106的重力的一半以及第一豎直彈簧103a自身的恢復(fù)力的全部。其中，第一水平連桿10 與第一豎直連桿10 的重力、測(cè)試導(dǎo)線106的重力是固定的。根據(jù)位移傳感器102測(cè)量到的形變量，可計(jì)算出第一豎直彈簧103a自身的恢復(fù)力。B3、覆冰重力的一半等于第一豎直彈簧103a所受其它力的代數(shù)和。由于第一豎直彈簧103a所受的眾多力中只有覆冰重力未知，根據(jù)第一豎直彈簧 103a受力平衡，覆冰重力的一半為103a所受其它力的代數(shù)和。對(duì)于其它結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)裝置，根據(jù)形變量計(jì)算覆冰重力的方法同上類似，這里不再詳述。下面說(shuō)明如何利用覆冰重力計(jì)算覆冰厚度。假設(shè)覆冰時(shí)均勻覆蓋在測(cè)試導(dǎo)線上的，測(cè)試導(dǎo)線有一定厚度覆冰時(shí)，測(cè)試導(dǎo)線可以看做一個(gè)圓柱體，測(cè)試導(dǎo)線在沒(méi)有覆冰覆蓋時(shí)也可以看做圓柱體，通過(guò)計(jì)算覆冰前后測(cè)試導(dǎo)線的體積變化量，在知道冰的密度下，可以算出測(cè)試導(dǎo)線的覆冰的質(zhì)量，乘以當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，即為覆冰重力，利用體積與覆冰重力的上述關(guān)系即可推算出覆冰厚度。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括 測(cè)試導(dǎo)線；兩根平行的豎直連桿，與所述測(cè)試導(dǎo)線垂直固定連接；豎直彈性部件，上端與所述豎直連桿的上端固定，下端的位置固定不變，用于當(dāng)所述豎直連桿跟隨覆冰重壓下的所述測(cè)試導(dǎo)線下移時(shí)，接受所述豎直連桿施加的豎直壓力，產(chǎn)生形變量；位移傳感器，用于測(cè)量所述形變量。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述兩根平行的豎直連桿具體為 第一豎直連桿，下端與所述測(cè)試導(dǎo)線的第一位置垂直固定連接；第二豎直連桿，下端與所述測(cè)試導(dǎo)線的第二位置垂直固定連接； 其中，所述第一豎直連桿與所述第二豎直連桿平行且等長(zhǎng)，所述第一位置與所述第二位置相對(duì)于所述測(cè)試導(dǎo)線的中心對(duì)稱。
3.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述豎直彈性部件包括第一卡板，位置固定不變，位于所述第一豎直連桿的上端與所述測(cè)試導(dǎo)線之間； 所述第一豎直連桿和第二豎直連桿穿過(guò)所述第一卡板；第一豎直彈簧，穿設(shè)于所述第一豎直連桿上，上端與所述第一豎直連桿的上端固定連接，下端固定連接所述第一卡板；第二豎直彈簧，穿設(shè)于所述第二豎直連桿上，上端與所述第二豎直連桿的上端固定連接，下端固定連接所述第一卡板。
4.如權(quán)利要求2或3所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括第一水平連桿，固定連接所述第一豎直連桿和第二豎直連桿的上端； 所述位移傳感器的自由端與所述第一水平連桿的中間部位固定連接。
5.如權(quán)利要求4所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于， 所述位移傳感器的非自由端豎直固定連接所述第一卡板。
6.如權(quán)利要求3或5所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括 殼體，位置固定不變；其中，所述第一卡板附著在所述殼體的下底面。
7.如權(quán)利要求4所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括 第二卡板，位置固定不變，高于所述第一豎直連桿的上端； 所述位移傳感器的非自由端豎直固定連接所述第二卡板。
8.如權(quán)利要求2或3所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括 第二水平連桿，固定連接所述第一豎直彈簧和第二豎直彈簧的下端。 所述位移傳感器的自由端與所述第二水平連桿的中間部位豎直固定連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置，用以解決現(xiàn)有導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置具有制作復(fù)雜、安全系數(shù)低的問(wèn)題。一種導(dǎo)線覆冰量的監(jiān)測(cè)裝置，包括測(cè)試導(dǎo)線；兩根平行的豎直連桿，與所述測(cè)試導(dǎo)線垂直固定連接；豎直彈性部件，上端與所述豎直連桿的上端固定，下端的位置固定不變，用于當(dāng)所述豎直連桿跟隨覆冰重壓下的所述測(cè)試導(dǎo)線下移時(shí)，接受所述豎直連桿施加的豎直壓力，產(chǎn)生形變量；位移傳感器，用于測(cè)量所述形變量。該技術(shù)方案不僅能夠?qū)\(yùn)行的導(dǎo)線上的覆冰進(jìn)行有效地在線監(jiān)測(cè)，而且還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，安全系數(shù)高，易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01L1/08GK102338625SQ20101023111
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者孟小波, 張治國(guó), 李路明, 陳啟冠, 陳雪 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué), 江西省電力公司信息通信中心