監測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法
2023-10-31 10:59:37
專利名稱：監測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法
技術領域：
本發明涉及高壓輸電線路，涉及高壓輸電線路覆冰監測告警技術，特別涉及 一種監測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法。
背景技術：
圖1為目前的測量方法原理圖。
高壓輸電線路在嚴重覆冰的情況下會發生電線斷線或鐵塔倒塔事故，危及電 網安全。目前的輸電線路覆冰告警監測裝置都是僅以測量導線凝冰厚度為目的i其 測量原理如圖1所示。圖中所示弧線為一段導線，通過監測該導線的傾角變化能夠 計算出導線上的覆冰厚度。導線的傾角、導線水平方向應力及導線單位長度的質量 (比載)之間的關係滿足懸鏈線方程
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其中^__導線傾角，w—導線水平方向應力，廣一導線比載。
當氣象條件變化時，電線應力和弧垂也隨著發生變化，該變化與電線的彈性 模量和溫度膨脹係數有關，其變化規律遵循電線狀態方程
(7 , — ^-;~= 0"--^--COS外 , — 0
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當電線覆冰後，電線的比載發生了變化，y^"Y冰，將新的比載帶入狀態方程，就可以建立覆冰條件下覆冰厚度與電線傾角之間的關係。
目前的監測方法存在的主要問題在於只能監測一段導線的覆冰厚度，而危及 輸電線路安全的主要問題並非導線斷線，而是線路架設鐵塔倒塌。直線鐵塔在無覆 冰的情況下兩側導線的張力處於平衡狀態，但在覆冰狀態下處於特殊地形的直線塔 會承受不平衡張力，當該不平衡張力超過一定值時會導致鐵塔倒塌。因此輸電線路 覆冰監測系統在監測導線覆冰厚度的同時還應監測鐵塔受力情況。
發明內容
本發明的任務是提供一種監測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法， 它解決了目前的監測方法只能監測一段導線的覆冰厚度而不能監測鐵塔受力情況， 致使危及輸電線路安全導致鐵塔倒塌的問題。
本發明的技術解決方案如下
一種監測蘊冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法，監測導線的覆冰厚度， 在監測導線覆冰厚度的同時監測直線塔的受力情況，通過測量導線和絕緣子傾角來 監測導線覆冰厚度及直線塔受力情況，在位於中間的絕緣子及兩側的導線上安裝傾 角傳感器和溫度傳感器，同時測量相鄰兩檔的導線傾角及中間絕緣子的傾角，在計 算覆冰厚度的同時計算直線塔受力情況。
在監測計算中增設直線塔受力計算模塊。
計算流程的步驟為
a. 讀入常數表，讀入初始數據表；
b. 讀入測量數據；
C.比較導線溫度是否與初始值相同，若否，調用導線狀態計算模塊，若是， 進入下一步驟；
d. 比較絕緣子傾角是否與初始值相同，若否，調用絕緣子傾斜修正計算模塊， 若是，進入下一步驟；
e. 計算杆塔受力情況；
f. 輸出計算結果至實時輸出數據表及歷史資料庫；
g. 計時器判斷是否到下一個測量計算間隔的時間。
本發明設計一種輸電線路覆冰告警系統，在線路上安裝覆冰厚度及鐵塔受力
4監測裝置，在監測導線覆冰厚度的同時監測直線塔的受力情況，在鐵塔不平衡張力 超標時及時報警，以避免發生倒塔事故。
按本發明的監測方法，通過測量導線和絕緣子傾角監測覆冰線路電線覆冰厚 度及直線塔受力情況，保證線路在覆冰條件下的安全性。本發明在現有技術的基礎 上拓展了監測對象和告警功能，從而提高了輸電線路的安全性。
圖1是目前的輸電線路覆冰告警監測裝置測量導線覆冰厚度的測量原理圖。 圖2是以中間直線塔及兩側導線為監測對象的示意圖， 圖3是直線塔的受力情況示意圖。
圖4是按本發明的監測方法監測系統的硬體構成示意圖。
圖5是按本發明的監測方法監測系統的軟體及資料庫結構示意閣。
圖6是按本發明的監測方法監測系統的計算流程圖。
具體實施例方式
參看圖2和圖3，按本發明的監測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方 法，在監測導線覆冰厚度的同時監測直線塔的受力情況，系通過測量導線和絕緣子 傾角來實現監測導線覆冰厚度及直線塔受力情況。
圖2中顯示了一段架設在山上的一部分線路，系由三個鐵塔(#301、 #302、 #303)和兩段導線構成。本方法的監視對象為#302塔，該塔的受力情況如圖3所 示，通過監視該塔兩側導線的傾角變化，不僅能計算導線覆冰厚度，同時還能計算 出該塔的受力情況。
以圖2中的中間直線塔及兩側導線為監測對象，在位於中間的絕緣子及兩側 的導線上安裝傾角傳感器和溫度傳感器，同時測量相鄰兩檔的導線傾角及中間絕緣 子的傾角，在計算覆冰厚度的同時計算直線塔受力情況。
在常溫下，左右兩側的電線的水平方向的拉力大小相等、方向相反，因此絕 緣子在水平方向不受力，即絕緣子在常溫下保持垂直狀態。當電線覆冰後，電線的 比載增加，左側增加的荷載主要分解到垂直方向，右側增加的荷載主要分解到水平 方向，因此左右兩檔的水平方向受力不再平衡，右側的水平方向拉力大於左側，造
5成絕緣子向右側傾斜，使右側電線拉力減小，左側電線拉力增加，同時絕緣子受到 向左的水平拉力，從而達到新的受力平衡。作用在絕緣子上的水平拉力也就是作用 在該直線塔上的向右的不平衡張力。二者拉力大小相等、方向相反。
圖4顯示了按本發明的監測方法監測系統的硬體構成，它包括釆集及監測系 統。監測儀表包括溫度、風速、導線傾角傳感器，數據釆集模塊將傳感器採集到的 模擬量轉換為數字量並傳送至伺服器，伺服器中安裝了數據處理軟體及用戶監測系 統程序， 一方面將數據採集模塊傳送的數據保存至資料庫，另一方面進行數據處理 及計算分析，為用戶提供計算、查詢等服務，用戶通過與伺服器聯網的個人電腦訪 問監測系統。
圖5顯示了按本發明的監測方法監測系統的軟體及資料庫結構。 按本發明的監測方法，在監測計算中增設直線塔受力計算模塊。 參看圖6，按本發明的監測方法監測系統的計算流程的步驟如下
a. 讀入常數表，讀入初始數據表。
b. 讀入測量數據。
c. 比較導線溫度是否與初始值相同，若否，調用導線狀態計算模塊；若是，
進入下一步驟。
d. 比較絕緣子傾角是否與初始值相同，若否，調用絕緣子傾斜修正計算模塊； 若是，進入下一步驟。
e. 計算杆塔受力情況。
f. 輸出計算結果至實時輸出數據表及歷史資料庫。
g. 計時器判斷是否到下一個測量計算間隔的時間。
當然，本技術領域內的一般技術人員應當認識到，上述實施例僅是用來說明 本發明，而並非用作對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對上述實 施例的變換、變型都將落在本發明權利要求的範圍內。
權利要求
1.一種監測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法，監測導線的覆冰厚度，其特徵在於，在監測導線覆冰厚度的同時監測直線塔的受力情況，通過測量導線和絕緣子傾角來監測導線覆冰厚度及直線塔受力情況，在位於中間的絕緣子及兩側的導線上安裝傾角傳感器和溫度傳感器，同時測量相鄰兩檔的導線傾角及中間絕緣子的傾角，在計算覆冰厚度的同時計算直線塔受力情況。
2. 根據權利要求1所述的監測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法， 其特徵在於，在監測計算中增設直線塔受力計算模塊。
3. 根據權利要求2所述的監測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法，其特徵在於，計算流程的步驟為a. 讀入常數表，讀入初始數據表；b. 讀入測量數據；C.比較導線溫度是否與初始值相同，若否，調用導線狀態計算模塊，若是， 進入下一步驟；d. 比較絕緣子傾角是否與初始值相同，若否，調用絕緣子傾斜修正計算模塊，若是，進入下一步驟；e. 計算杆塔受力情況；f. 輸出計算結果至實時輸出數據表及歷史資料庫；g. 計時器判斷是否到下 一 個測量計算間隔的時間。
全文摘要
本發明涉及一種監測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法，在監測導線覆冰厚度的同時監測直線塔的受力情況，通過測量導線和絕緣子傾角來監測導線覆冰厚度及直線塔受力情況，在位於中間的絕緣子及兩側的導線上安裝傾角傳感器和溫度傳感器，同時測量相鄰兩檔的導線傾角及中間絕緣子的傾角，在計算覆冰厚度的同時計算直線塔受力情況。按本發明的監測方法，通過測量導線和絕緣子傾角監測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力情況，在鐵塔不平衡張力超標時及時報警，以避免發生倒塔事故，保證線路在覆冰條件下的安全性。
文檔編號G01B21/08GK101666636SQ200810042499
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月4日 優先權日2008年9月4日
發明者穎 李, 珩 金 申請人:華東電力試驗研究院有限公司