一種覆冰監測模式下的絕緣子串力學參數採樣方法與流程

2023-12-05 10:19:41

本發明涉及輸電線路在線監測領域，尤其涉及一種覆冰監測模式下的絕緣子串力學參數採樣方法。

背景技術：

隨著計算機和傳感器技術的發展，輸電線路狀態監測技術也相應取得了突破性的進展。輸電線路上的絕緣子串是線路絕緣的主要元件，保證線路具有可靠的電氣絕緣強度。絕緣子串的受力情況是輸電線路工程領域所關心的重要內容。在覆冰監測系統中杆塔所作用於絕緣子串掛點處的軸向拉力在數值上可以通過拉力傳感器測量得到。而作用於整個水平檔距內的風荷載使得絕緣子串產生風偏，絕緣子串的風偏角可通過傾角傳感器獲得。

絕緣子串力學參數採樣的準確度主要依賴於以下幾個方面：一：傳感器本身的精確度；二、各採樣數據的同步性；三：採樣策略的合理性。傳感器本身的精確度可通過出廠校驗、安裝校驗、定期校驗達到，而各採樣數據的同步性和採樣策略的合理性則需要考慮風的動態特性影響因素。因為風荷載是輸電塔線體系的主要外荷載，當有風荷載作用時，不同時刻的絕緣子串及導線均處於不同的狀態。

而現階段絕緣子串力學參數採樣方式均未考慮風的動態特性對整個採樣過程的影響，缺乏合理的上傳前採樣數據的分析處理，使得採樣數據結果出現了不準確的現象。在實際工況中為了傳感器測量數據能較真實反映絕緣子串受力的情況，需儘量確保採樣時絕緣子串和導線處於相對穩定狀態，即受風荷載的影響不顯著。為了使採樣過程處於一個穩態從而採集到穩定可靠的數據，採樣時就需要對陣風狀態進行識別。因此從統計學的角度，通過對風的時域分析和風譜特徵研究，得出風的動態變化對絕緣子串力學參數採樣的影響規律，提出絕緣子串力學參數採樣策略，從而提高覆冰計算用基礎數據採集的準確性。

技術實現要素：

本發明為克服上述的不足之處，目的在於提供一種覆冰監測模式下的絕緣子串力學參數採樣方法，該方法根據風荷載對絕緣子串及導線的動態影響規律，從採樣時長、採樣周期、採樣狀態識別和採樣數據處理方面提出了絕緣子串力學參數採樣方法，該方法在理論上合理、正確，算法簡單，結果精確，方便準確地實現了對絕緣子串力學參數的採樣，有效提升等值覆冰厚度監測結果的精確性，從而使覆冰監測系統在輸電線路防冰抗冰工作中發揮真正的預警作用。

本發明是通過以下技術方案達到上述目的：一種覆冰監測模式下的絕緣子串力學參數採樣方法，包括如下步驟：

(1)設置採樣周期為10分鐘，設定一次連續採樣總時長為8秒，傾角傳感器每次採樣連續16組角度數據，採樣間隔均為0.5秒；

(2)通過對16次連續採樣採集到的各角度值計算得到風荷載加速度a(t)，將計算所得的風荷載加速度值a(t)與預設門檻值進行比較，識別判斷出該採樣狀態是否處於穩態；其中，預設門檻值為1‰g，g為重力加速度，單位m/s2；

(3)若a(t)≤1‰g，則識別出採樣狀態為穩態，並將16次數據認定為可信數據後執行步驟(5)；若a(t)＞1‰g，則識別出採樣狀態為暫態，並執行步驟(4)；

(4)對採樣的16次數據進行採樣數據處理，捨棄變化率超過預設門檻值的角度值數據並重新進行採樣，直至採樣的各角度值計算得到的a(t)滿足a(t)≤1‰g；保留變化率小於預設門檻值的角度值數據；

(5)進行採樣數據上傳。

作為優選，所述的風荷載加速度a(t)通過如下公式得到：

其中，為絕緣子串風偏角，即為測得的角度數據，單位為°；ω(t)為角速度，單位rad/s，1rad＝360°/(2π)；t為時間間隔，單位s；a(t)為風荷載加速度，單位m/s2。

本發明的有益效果在於：本發明通過對絕緣子串力學參數的採樣方法制定，提高絕緣子串力學參數的測量精度，從而提高覆冰監測終端的監測結果的準確性，為現場監測工作提供有力的理論支持，發揮出覆冰在線監測裝置真正的預警作用。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護範圍並不僅限於此：

實施例：某一220kv線路，導線型號為lgj300/40進行絕緣子串力學參數採樣：

一種覆冰監測模式下的絕緣子串力學參數採樣方法，具體如下：

1)設置採樣周期為10分鐘，設定一次連續採樣總時長為8秒，傾角傳感器每次採樣連續16組角度數據，採樣間隔均為0.5秒；16次連續採樣得到一組角度值為：為7.991°，為7.991°，為7.991°，7.991°，為7.991°，為7.991°，為7.991°，為7.991°，為7.991°，7.991°，7.991°，7.991°，為7.992°，為7.994°，8.000°，7.997°；

2)通過對16次連續採樣採集到的各角度值計算得到風荷載加速度a(t)，將計算所得的風荷載加速度值a(t)與預設門檻值進行比較，識別判斷出該採樣狀態是否處於穩態；其中，預設門檻值為1‰g，g為重力加速度，單位m/s2；

在本實施例中，通過各角度值計算得到風荷載加速度a1，a2，…a10的值均為0m/s2，a11值為0.004m/s2，a12值為0.004m/s2，a13值為0.016m/s2，a14值為0.012m/s2，則a13和a14的值超過門檻值：1‰g＝0.0098m/s2，因此識別出採樣狀態不處於穩態，需進行採樣數據處理。

3)對採樣的16次數據進行採樣數據處理，捨棄變化率超過預設門檻值的角度值數據並重新進行採樣，直至採樣的各角度值計算得到的a(t)滿足a(t)≤1‰g；保留變化率小於預設門檻值的角度值數據；

在本實施例中，判斷出角度值變化率超過門檻值，並予以捨棄後重新進行採樣。從而二次採樣獲得新角度值為：7.996°，7.996°，計算所得a13值為0m/s2，a14值為0.008m/s2，a(t)均小於千分之一重力加速度值，則採樣狀態為穩態，二次採樣獲得新角度值為可信數據。

4)將採樣數據進行上傳。

以上的所述乃是本發明的具體實施例及所運用的技術原理，若依本發明的構想所作的改變，其所產生的功能作用仍未超出說明書所涵蓋的精神時，仍應屬本發明的保護範圍。