輸電線路的在線溫度監測裝置的製作方法
2023-10-24 13:21:02 2
專利名稱：輸電線路的在線溫度監測裝置的製作方法
技術領域：
輸電線路的在線溫度監測裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種溫度監測設備，尤其是涉及一種輸電線路的在線溫度監測裝置。技術背景[0002]對於架空輸電電路來說，其允許運行載流量與環境風速、風向、環境溫度、環境溼度和日照輻射等環境氣象條件、以及與導線的直徑、新舊程度和電阻等導線本身的物理性質所相關。我國在設計架空輸電線路的時候，是按照十分惡劣的氣象條件來計算線路的允許載流量的，即晴天(環境溫度40°C)、風速低(平均風速0. 5m/s)、太陽直射等這樣的極端氣象條件來計算。但實際上，出現這樣極端的天氣狀況的時間很少，這種保守的計算方法雖然能夠把導線運行的溫度限制在安全範圍，從而保證架空導線對地安全距離足夠大；但是當氣象條件處於一般情況而不是惡劣的條件下時，線路仍按極端氣象條件設計的允許載流量來運行，會浪費掉一部分輸電線路的送電能力，這是由於線路在一般情況下的允許載流量比在極端氣象條件下的載流量要大。在計算輸電線路允許載流量時，一般使用熱平衡公式，，其中MCp是導線的比熱容，Tc是導線溫度，t是時間，I2R (Tc)是導線的通電發熱，Qs是日照輻射吸熱，Qc是對流散熱，Qr是導線的輻射散熱。當輸電線路達到熱平衡穩態時，dT。/ dt = 0。[0003]在日照輻射的獲取上，一種方法是通過取定值或者考慮太陽高度、太陽方位角、線路的方位角、海拔高度和地理位置等因素去計算得到日照強度。進而進一步得到日照輻射量4。但是，這種方法得出的只是晴天或者日照最強烈時刻的日照強度，與實際情況相差甚大，當遇到陰雨天氣的時候，這個結果取值就不準確了(日照強度為0. lW/cm2)。另一種方法就是利用日照輻射傳感器來獲取實時的日照強度；但該方法的缺點也很明顯，過分依賴日照輻射傳感器，當傳感器故障時，就會影響實時氣象數據的獲取，進而影響輸電線路允許載流量的計算。實用新型內容[0004]本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種輸電線路的在線溫度監測裝置， 其無需日照輻射傳感器、通過直接測量輸電導線和參考導線溫度來獲取準確的實時溫度數據，通過計算獲取實時日照輻射量以及氣象條件對導線對流散熱的影響。[0005]本實用新型的技術問題是通過以下技術方案解決的[0006]一種輸電線路的在線溫度監測裝置，其特徵是包括[0007]—屏蔽外殼，內設有無線收發器和電源模塊；[0008]一段與輸電線路的導線型號一致、方向平行的參考導線；[0009]所述的參考導線和輸電線路的導線穿過所述的屏蔽外殼，且在屏蔽外殼內的參考導線和輸電線路的導線上設有多個溫度傳感器，各溫度傳感器與所述的無線收發器以數據線電連接，所述的電源模塊通過從輸電導線上取能給所述的無線收發器供電。[0010]所述的屏蔽外殼為方形，由上下兩部分組成，安裝的時候，用連接件組合固定在一起構成一個整體。[0011]所述的屏蔽外殼內設有兩條平行的線槽，以便容納參考導線和輸電線路的導線。[0012]所述的參考導線和輸電線路的導線分別用固定喉箍固定在兩個線槽上。[0013]所述的參考導線和輸電線路的導線穿過外殼的開孔處設有墊圈。[0014]所述的參考導線和輸電線路的導線用固定支臂固定好兩導線之間的相對位置，使兩者平行，固定支臂的兩端設有支臂環用來固定導線。[0015]本實用新型通過加入一段參考導線(參考導線型號與輸電導線一致)，參考導線與輸電導線所處的環境相同、新舊程度相同、表面老化相同，參考導線與輸電導線相平行。由於參考導線與輸電導線的各種條件相一致，因此它們的單位日照吸熱量會相等。利用溫度傳感器實時測量參考導線的溫度變化，可以得出有關於參考導線的暫態熱平衡方程；最後再對輸電導線使用暫態熱平衡方程和穩態熱平衡方程確定輸電導線的實時允許載流量。這種方法可以免去日照輻射傳感器的使用，同時也能根據實際的氣象條件計算出日照強度和熱傳遞係數，有利於克服採用保守的日照強度值和採用太陽高度角日照強度計算載流量所帶來的與實際情況的誤差，既適用于晴天時，也適用於陰雨天時的允許載流量計算。[0016]有益效果本裝置結構合理，使用簡便，通過無線收發器來進行溫度數據傳輸，從而達到遠距離檢測，屏蔽外殼能夠起到防止電暈對裝置內部器件正常工作影響的作用。
[0017]圖1為本實用新型實施例1示意圖；[0018]圖2為本實用新型實施例2示意圖。
具體實施方式
[0019]
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明[0020]如圖1所示，本實用新型的實例一安裝在需要動態增容和溫度檢測的輸電線路上的導線上，本實施例包括與輸電線路的導線型號一致、方向平行的參考導線1、待測輸電導線2、方形屏蔽外殼3、電源模塊4、溫度傳感器5、無線收發器6、固定支臂7、支臂固定環8、 線槽9、固定喉箍10、墊圈11，其中，參考導線1和待測輸電導線2分別用固定喉箍10固定在兩個線槽9上，一同穿過方形屏蔽外殼3和墊圈11，在參考導線1的兩端先分別安裝上固定支臂7的一端和支臂環8，然後再把支臂7的另一端和支臂環8與待測輸電導線2組合起來，固定參考導線1與輸電導線2的相對位置，並使兩者相平行。多個溫度傳感器5分別放置在兩個線槽10上，與參考導線1和待測輸電導線2的表面均有充分的接觸。電源模塊4 設置在待測輸電導線2的下方。各溫度傳感器5與無線收發器6相連。無線收發器6把數據傳送到輸電線路杆塔附近的接收基站處。[0021]所採用的參考導線1型號與待測輸電導線型號一致，新舊程度相同，長度在Im 1. 5m之間，其所處的環境要與待測輸電導線相一致，參考導線始終不通電流；支臂固定環8 由絕緣材料製成，墊圈11由橡膠材料製成。[0022]方形屏蔽外殼，還帶有防電暈的作用，保護裝置內部電子元件的正常運行。[0023]支臂由複合材料製成，使參考導線不通電，電源模塊裝設在方形屏蔽外殼內，通過導線取電，為維持裝置正常的運行進行供電。[0024]如圖2所示，實施例二包括參考導線1、待測輸電導線2、方形屏蔽外殼3、組合螺栓12。所述的方形屏蔽外殼3由上下兩部分組成，安裝的時候，用組合螺絲12組合固定在一起構成一個整體。[0025]本實用新型的參考導線相當於在兩個杆塔之間架設一條不通電的平行導線，其型號、新舊程度一樣，所處的大氣環境中的風速、風向、環境溫度、溼度等氣象條件相同，單位長度吸收的日照輻射量相等，因而可以同時不斷地測量參考導線和輸電導線兩者的溫度值。參考導線的溫度是僅受氣象環境中的風速風向溼度日照等因素所影響的，而輸電導線的溫度除了受氣象環境的因素影響之外，還受流經的電流產生的熱量所影響。通過測得不斷測得參考導線和輸電導線的溫度，可以得到參考導線和輸電導線的兩個熱平衡穩態方程，並組成方程組，解方程組可以得到某個時刻的日照輻射量以及氣象環境對導線散熱有影響的對流散熱係數。得到上述的兩個數值量之後，再通過計算得到輸電導線在該時刻環境影響下的允許載流量。整個計算過只需用到溫度傳感器測量參考導線和輸電導線的溫度，既可消除只按保守值固定日照輻射密度或者按太陽高度角計算日照輻射密度的局限性，也可減少日照輻射傳感器的使用，準去地實現輸電線路最大輸送容量的計算。
權利要求1.一種輸電線路的在線溫度監測裝置，其特徵是包括一屏蔽外殼，內設有無線收發器和電源模塊；一段與輸電線路的導線型號一致、方向平行的參考導線；所述的參考導線和輸電線路的導線穿過所述的屏蔽外殼，且在屏蔽外殼內的參考導線和輸電線路的導線上設有多個溫度傳感器，各溫度傳感器與所述的無線收發器以數據線電連接，所述的電源模塊通過從輸電導線上取能給所述的無線收發器供電。
2.根據權利要求1所述的輸電線路的在線溫度監測裝置，其特徵是所述的屏蔽外殼內設有兩條平行的線槽。
3.根據權利要求2所述的輸電線路的在線溫度監測裝置，其特徵是所述的參考導線和輸電線路的導線分別用固定喉箍固定在所述的兩條平行的線槽上。
4.根據權利要求3所述的輸電線路的在線溫度監測裝置，其特徵是所述的參考導線和輸電線路的導線穿過所述的屏蔽外殼處設有墊圈。
5.根據權利要求4所述的輸電線路的在線溫度監測裝置，其特徵是所述的屏蔽外殼為方形，由上下兩部分組成，用連接件組合固定構成一個整體。
6.根據權利要求5所述的輸電線路的在線溫度監測裝置，其特徵是所述的參考導線和輸電線路的導線用固定支臂固定好兩導線之間的相對位置，使兩者平行，固定支臂的兩端設有支臂環用來固定導線。
專利摘要一種輸電線路的在線溫度監測裝置，其特徵是包括一屏蔽外殼，內設有無線收發器和電源模塊；一段與輸電線路的導線型號一致、方向平行的參考導線；所述的參考導線和輸電線路的導線穿過所述的屏蔽外殼，且在屏蔽外殼內的參考導線和輸電線路的導線上設有多個溫度傳感器，各溫度傳感器與所述的無線收發器以數據線電連接，所述的電源模塊通過從輸電導線上取能給所述的無線收發器供電。本裝置結構合理，使用簡便，通過無線收發器來進行溫度數據傳輸，從而達到遠距離檢測，屏蔽外殼能夠起到防止電暈對裝置內部器件正常工作影響的作用。
文檔編號G01R31/00GK202305052SQ20112035464
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月21日 優先權日2011年9月21日
發明者孔健良, 戴沅, 林介東, 梁永純, 程養春, 聶銘, 詹花茂, 齊波 申請人:華北電力大學, 廣東電網公司電力科學研究院