输电线路覆冰监测拉力传感器性能测试

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输电线路导线覆冰的国内外研究现状

输电线路导线覆冰的国内外研究现状

输电线路导线覆冰的国内外研究现状

摘要:架空线路是把发电厂变电站及用电设备连接起来,起着输送、分配电能的作用,因此架空线路是电力网的重要组成部分。由于其暴露在野外,长期受到风吹日晒、严冬酷暑、污秽侵袭、雷电冲击及外部环境的影响,随时可能导致线路故障,影响安全用电。严重时将会导致大面积停电事故。架空配电线路点多、面广、线长,运行环境差,绝缘水平低,外界因素的作用和气候的干变万化易对线路的安全运行造成影响。本文分析了国内外线路覆冰问题的现状,并提出了相关的解决方案。

关键词:输电线路;覆冰;国内外研究状况

1覆冰问题形成原因以及影响因素

1.1物理过程分析

了解高压输电线路覆冰情况,会发现温度、湿度、风速是其中的关键因素。当三者达到标准之后,就会在线路上出现覆冰问题。调查研究表明,气温在0℃以下,且空气之中的水分含量高于80%,且风速要大于1m/s,符合覆冰的情况。在冬季或者春季,气温相对较低,其风速较快,如果遇到小雨、大雾等气候,水滴量大,且周围气温较高,那么水滴散发的速度就相对较低,在输电线路周围可能会出现雨凇问题。在降雨之后,气温突然下降,或者雨雪天气交加,那么雪水和冻雨,就会粘在雨凇表面,而且厚度也明显增加。在形成过程中多次出现晴冷的情形,出现混合凇,提升了线路覆冰的概率。

1.2影响因素

在大气环境之中,水分在0℃基本就会出现冷却的情形,被冷却水包裹的输电线路,如果与其他冷却水滴粘结,或者与其他冷却水滴相互碰撞,就会导致线路表面覆冰。在同一地区,海拔的高低也会影响覆冰的速度。如果高压线路的海拔较高,那么在水分、温度的影响之下,出现覆冰问题的概率增加。如果是海拔较低的区域,那么覆冰的概率相对较低。在每个地区,都会出现一个特定的起始结冰的高度,这便是凝结高度。在输电线路之中,输电导线出现覆冰的问题,还会受制于山脉的走向、风口等条件。

输电导线覆冰量的大小,与电场的强度有密切联系。如果电场强度较小,出现电场强度增发的情形,那么导线覆冰量明显提升,电场强度增大,不带电的覆冰量相对于带电导线覆冰量也会比较大。强电场的作用之下,输电导线覆冰密度,要低于无电场的状态。对已经出现覆冰问题的线路进行观察分析,覆冰较为严重的地区,线路多半是东西走向,而南北走向的输电线路覆冰则不会太严重。为降低导线覆冰问题,要尽可能地避免线路东西走向布置。确定悬挂高度,根据一个地区的情况,如果悬挂的高度越高,那么出现覆冰问题的概率也会越大,覆冰也相对较厚,所以在处理线路覆冰问题期间,要结合实际设置相应的悬挂高度,提升技术效果。

架空输电线路覆冰在线监测系统的运行

架空输电线路覆冰在线监测系统的运行

架空输 电 路羲 在 监测系统 的 衙 

盂毅,陈继东,胡丹晖 

(华中电力科学研究院,湖北武汉430077) 

摘要:持续低温雨雪天气使架空输电线路覆冰,对电网运行造成严重危害,输电线路覆冰在线监测系毫 譬 

具有重要意义。分析了输电线路覆冰在线监测系统的原理及功能,将输电线路覆冰过程分为形成、稳定增叠 

长、缓慢增长、消失4个阶段。对系统的研发及运行进行了总结.指出拉力传感器等关键部件存在的问题 

及解决措施。通过若干年的运行,可建立覆冰统计资料序列,为输电线路工程设计提供依据 关键词:架窄输电线路;覆冰;在线监测;传感器 

中图分类号:TM752+.5 文献标志码:A 文章编号:1004—9649(2011)05.0038.03 

0引言 

近年旧内电网受大气候和微地形、微气象条件 

的影响.冰害事故时 发生 冻雨覆冰使输电线路的 

荷重增加,对导线、铁塔、绝缘子和金具带来不同程 

度的机械损坏.严重时导致断线和倒杆塔.造成大而 

积停电事故 湖南、汀西、贵州等地电网一度解列,部 

分地 电网儿乎全部损毁 、此次冰灾的直接原因是 罕见的持续大范围低温雨雪冰冻气候.同时也反映 

缺少在第一时间掌握线路覆冰状况的手段… 

目Im检测线路覆冰的方法主要有人工巡视、观 

冰站等,这些方法存在劳动强度:大、投资高、检测结 

果准确性差等问题 输电线路覆冰在线监测技术通 过存易覆冰 域的铁塔卜安装覆冰自动 测站.将 

数据通过无线通信网络传给 控中心.可随时掌握 

线路的覆冰情况,实现预、报警,:达到降低电网覆冰 

事故损失的目的 

1原理及功能 

输电线路覆冰在线 测系统是集计算机技术、 

微量信号传感技术、电磁兼容技术、数据信息处理技 

术、低功耗技术、视频技术、网络通信技术等为一体 

的技术集合体 在输电线路杆:嗒上安装拉力传感 

器、倾角传感器、温/湿度传感器、风速传感器、风向 传感器、摄像机.采用无线通信技术(通常是GSM或 

GPRS)进行现场数据/图像的实时传输 专家系统根 

高海拔地区输电线路覆冰监测与融冰通用技术导则.

高海拔地区输电线路覆冰监测与融冰通用技术导则.

高海拔地区输电线路覆冰监测与融冰通用技术导则.

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高海拔地区输电线路覆冰监测与融冰通用技术导则

输电线路覆冰厚度测量方法及装置

输电线路覆冰厚度测量方法及装置

输电线路覆冰厚度测量方法及装置

本发明涉及输电线路覆冰厚度测量技术领域,具体涉及一种输电线路覆冰厚度测量方法及装置。

现有输电线路覆冰厚度测量方法多采用人工巡检或直升机巡视来进行,费时、费力,数据精度和可靠性有待提高。

本发明的目的在于提供一种简便高效的输电线路覆冰厚度测量方法及装置,能够自动化地对输电线路覆冰厚度进行测量,提高数据准确性和可靠性。

本发明的技术方案为:一种输电线路覆冰厚度测量方法,包括以下步骤:

(1)在输电线路的杆塔上安装一组红外线传感器,用来探测输电线路覆冰情况;

(2)红外线传感器探测到输电线路上出现覆冰情况后,向中央处理单元发送信号,并开始记录数据;

(3)中央处理单元接收到红外线传感器的信号后,通过激光测距仪对输电线路上的覆冰厚度进行测量,并将测量结果保存在存储器中。

本发明的技术方案还包括以下特征:

所述的红外线传感器包括多个红外线探测器,可以精确测量输电线路不同位置的覆冰情况;

所述的中央处理单元还包括一组图像传感器,用来对输电线路覆冰的形状进行拍照记录,以便后期进行数据分析和对比。 本发明还提供了一种输电线路覆冰厚度测量装置,包括多个红外线传感器、中央处理单元和激光测距仪。其中,红外线传感器用来探测输电线路上的覆冰情况,中央处理单元负责控制红外线传感器的工作和对覆冰情况进行数据处理和分析,激光测距仪用来对输电线路上的覆冰厚度进行测量。

本发明具有以下优点:

(1)采用自动化测量方法,避免人工巡检和直升机巡视的劳动费用和时间成本,提高测量效率;

(2)利用红外线传感器实时探测输电线路覆冰情况,避免了人工巡检漏检的问题;

(3)采用激光测距技术对覆冰厚度进行测量,结果准确可靠;

(4)采用图像传感器对覆冰形状进行拍照记录,方便后期数据分析和对比。

架空输电线路导线覆冰厚度计算

架空输电线路导线覆冰厚度计算

架空输电线路导线覆冰厚度计算

摘要:随着我的锅电力企业的不断发展,输电线路安全问题日益突出。对无冰状态下导线的各个参量以及最大弧垂和悬挂点倾角的进行计算,得出在覆冰条件下垂直线路的竖向垂直比载,分析悬挂点导线施加到杆塔上的张力,得出导线覆冰的截面积,进而得出作用于杆塔的导线垂直荷载和杆塔所承受的导线覆冰冰重以及导线覆冰标准冰厚。该算法所需测量数据少,可为输电线路覆冰分析提供数据。

关键词:架空线路;杆塔;导线覆冰

引言

架空输电线路从低压到高压,乃至现在的超高压、特高压,经历了一个不断升压的过程。在电网电压等级不断升高的过程中,电网频繁受到了恶劣天气影响,发生大大小小的无数次电网事故,严重影响了电网安全运行。2008年的冰灾事故导致大面积停电和部分电网解列,使得湘赣、云贵、江浙等地电网出现不同程度的冰闪跳闸和断线倒塔。这些事故往往都伴随着恶劣的天气、困难的交通,加之停电导致通信中断,抢修难度大,严重时甚至会造成区域电网崩溃、长时间停电,不仅给人们的生活带来极大不便,而且给电网的建设、维护带来极大的经济损失。鉴于此,本文对导线覆冰的力学模型进行论述分析,并结合分析出的覆冰数据和在线监测系统所测数据对湖南地区已运行线路的抗冰、防护进行研究分析,从而为湖南电网的抗冰工作提供参考。

1覆冰在线监测装置技术比较

1.1图像等效判别法

在杆塔上安装视频装置,拍摄导线上的覆冰形状,利用GPRSCDMA或自建无线数据接力传输系统等方式将图片传输到后台,利用导线固有的几何尺寸,采用微积分的方法计算覆冰面积,再换算到等效覆冰厚度。这种方法简单易行,但不能真实反映导线等值覆冰状况,例如:导线不同部位覆冰的不均匀性,冰的密度(0.9g/cm3)换算等。

1.2称重法

将拉力传感器替换球头挂环,直接测量在一个垂直档距内导线的质量,利用风速、风向和倾角传感器,计算出风阻系数和绝缘子串的倾斜分量,采用排除法,最终得出覆冰质量,再用0.9g/cm3的密度换算为等值覆冰厚度。这种方法是最直接、最可靠、误差最小的国际通用的方法,加拿大、日本、俄罗斯等国家都是采用这种方法。采用称重法监测覆冰的装置还具有很好的功能扩展性,加装双轴倾角传感器可监测杆塔所承受的垂直下压力、纵向不均衡张力、导线风偏角和杆塔倾斜度等。本文着重介绍称重法在线监测覆冰装置的技术和应用情况。

输电线路覆冰监测及预警探讨

输电线路覆冰监测及预警探讨

广西电力 2008年第4期 

输电线路覆冰监测及预警探讨 

Discussion on Monitoring and Early Warning for Transmission Line Icing 

吴 荣 夭 采 WU Rong (广西电力试验研究院有限公司,广西南宁530023) 

摘要:阐述了输电线路覆冰监测系统的原理、功能和特点,以及在电力系统中应用的可行性和必要性。对目前在输电线 路覆冰监测应用中存在的技术和管理问题进行了探讨,提出了解决办法。 关键词:输电线路;覆冰;监测;预警 中图分类号:TM75文献标识码:B文章编号:1671—8380(2008)04—0060—03 0 引言 2008年1月10日至2月4日,受北方强冷空 气和西南暖湿气流共同作用的影响,广西北部出现 大面积持续低温、降雪和冻雨等灾害性天气,输电线 路严重覆冰,造成多处倒塔断线等事故。因为电网 事先对冰灾情况掌握不充分、冰害的严重性估计不 足,抗冰救灾工作困难重重,抗冰效率也很低下,广 西电网尤其是桂林电网在这次冰灾中受到很大损 失。总结这次抗冰灾经验和教训,很重要的一点就 是必须开展对覆冰地区输电线路冰害的监测和预警 工作。通过对导线、绝缘子、杆塔覆冰状况的在线监 测,及时掌握线路覆冰发生、发展情况,采取有效技 术措施,防止断线、倒杆塔等事故发生,确保电网安 全稳定运行。目前国内外对覆冰理论、冰闪机理和 覆冰监测方面做了大量的理论研究工作,南方电网 研究中心拟在贵州积极开展输电线路覆冰监测及预 警的应用,有力地推动了电网覆冰监测研究。 广西电网也正在积极地开展覆冰监测、预警研 究,主要是针对有代表性的输电线路覆冰,安装覆冰 在线监测系统,建立一个统一的覆冰在线监测平台, 作为覆冰线路在线监测的基础。在线监测导线、杆 塔、绝缘子的覆冰发生、发展情况,监测导线及杆塔 周围小气象环境的温度、湿度、风速、风向、日照辐射 强度等参数,利用覆冰载荷计算模型、覆冰生长机 理、杆塔三维受力状态的数学模型、风偏系数的数学 

高压输电线路在线监测技术研究

国咤力毅奄 2013年第11期 

DOI编码:10.3969 ̄.issn.1007—0079.2013.011.091 

输电线路在线监测技术研究 

谢志武 

摘要:输电线路的运行状态关系到电网运行的效率和安全,影响输电线路正常运行的因素有很多,而最主要的是自然气候因素,所 以解决自然气候因素的影响是目前输电线路监测技术主要的研究问题。对高压输电线路在线监测技术中的输电线路动态增容技术、线 路弧垂和张力的监测、线路覆冰情况的监测、线路图像的监控、微气候测量等相关问题进行了分析,并给出了一些建议。 关键词:输电线路;状态监测系统;监测方法;动态增容 作者简介:谢志武(1983一),男,广东龙川人,广东电网公司,工程师。(广东广州510600) 中图分类号:TM72 文献标识码:A 文章编号:1007—0079(2013)11-0180-02 

随着我国经济的迅速增长,各个领域对电力资源的需求量 也急剧增多。但是我国的水力、煤炭等一次资源具有分布的不 

平衡性,这就决定了能源要由电网传输,所以科技人员越来越 关注输电线路运行安全性和可靠性,因为它是电网系统中极其 

重要而不可缺少的部分。但是现在由于我国输电线路总长度和 传输容量不断增长,加大了对其维护与检修的难度。所以,现在 

主要的任务就是提高其运行管理的自动化水平。 

一、输电线路动态增容技术 

我国目前运用静态提温增容技术和动态监测增容技术两种 方法来提高现有输电线路输送容量。 

静态提温增容技术是一项新的突破,为了达到增大输送量 的目的,它巧妙地提高了现有的导线正常运行允许温度。但是这 

项技术在一定程度上脱离了一些行内的规定,因此它在很大程 度上会导致导线破损并缩短一些必需设备的使用寿命。 

动态增容技术能及时反映输电线路潮流与线路热稳定限额 

的变化,这样电网的工作人员就可以适当对一些运行数据进行 

调整,并且分析线路剩余的输送量,从而可以有效地保证输电 线路正常运行和—定的传输容量。 

输电线路人工观冰值与覆冰预警系统监测值对比分析研究

20l4年第42卷第1期 2014,Vo1.42 No.1 陕西电力 SHAANXI ELECTRIC POWER 电网技术 Grid Technology 

输电线路人工观冰值与覆冰预警 

系统监测值对比分析研究 

杨跃光 .王 昕 ,秦宏伟z 

(1.中国南方电网超  ̄j一 一,nX.司-,广东广州 510663; 

2.华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉430074) 

Comparison and Analysis on Transmission Line Icing Data From 

Artificial Measurement and On-line Monitoring System 

YANG Yue-guang ,WANG Xin ,QIN Hong-wei 

(1.China Southern Power Grid EHV Transmission Company,Guangzhou 5 1 0063,China; 

2.College of Electrical and Electronics Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China) 

Abstract:The paper collects and compares the transmission line icing data from artificial observation and on—line monitoring system in a power company dunng the period of icing in 2012—2013.On base of these observation data,the paper analyzes the difference between them,locates the error produced by various reasons and puts forward the corresponding improvement measures to obtain nlore accurate data,providing a more accurate comprehensive reference for the transmission lines icing prevention work. Key words:transmission line;icing;artificial observation of icing;on—line monitoring system for icing 

14、输电线路状态监测解决方案

输电线路状态监测解决方案

1.方案背景

随着我国电力建设的快速发展,电网规模的不断扩张,电网设备的维护工作变得越来越频繁,作为电力输送纽带的输电线路具有距离长、分散性大、难以巡视等特点,为了实现对输电线路运行状态的实时监测,我公司设计研发了PRS-716X输电线路状态监测整体解决方案。

2.应用场景

我国电网规模大,输电线路横跨的地形复杂,输电线路状态监测产品的应用场景很广,如:

1)重冰区部分区段线路和迎风山坡、垭口、风道、大水面附近等易覆冰特殊地理环境区

2)与冬季主导风向夹角大于45°的线路易覆冰舞动区

3)因气象因素导致故障(如风偏、非同期摇摆、脱冰跳跃、舞动等)频发的线路区段

4)传统气象监测盲区

5)外力破坏易发区(违章建房、开山炸石、吊车施工等外力破坏易发区域)

6)火灾易发区

7)通道树木(竹)易生长区

8)偏远不易到达区和其他线路危险点

9)档距较大的输电线路

……

图1输电线路易覆冰区段

图2输电线路大跨越区段

图3输电线路通道树木易生长区段

图4输电线路外力破坏易发区

3.方案实现

3.1.概述

PRS-716X系列输电线路状态监测系统由各类监测装置和监控后台组成,监测装置采用太阳能加蓄电池的供电方式,传感器通过防水航空插头或短距离无线通信与监测装置连接,再通过GPRS/CDMA/3G/光纤网络与后台进行通信,将采集到的微气象、导线拉力、绝缘子倾角、图像视频、导线温度、故障电流等数据传送到后台监测中心分析系统。

图5为输电线路状态监测系统图。

图5输电线路状态监测系统

3.2.输电线路在线监测装置安装方案

如图6所示,杆塔终端主机安装于输电线路杆塔横担处,太阳能板和摄像机、气象传感器、拉力倾角传感器、防入侵探测器等固定于杆塔相应位置,终端主机与各外部件通过防水航空插头进行连接。实现对输电线路周围环境和输电线路运行状态的全方位监测,为运维单位提供及时可靠的现场数据,保障输电线路安全运行。

一种架空输电线覆冰厚度的传感监测方案和实验验证

第1期 2011年2月 中国鼋;舛譬q宪阪学瓤 

Journal of CAEIT Vo1.6 No.1 Feb.2011 

一种架空输电线覆冰厚度的传感监测方案和 

实验验证 

陈启冠,张治国,张 民,孟小波,陈 雪 

(信息光子学与光通信教育部重点实验室;北京邮电大学光通信与光电子学研究院,北京100876) 

摘要:提出了一种基于光纤光栅应变传感器的输电线路覆冰监测方案,并进行了仿真分析和实验 验证。方案利用一段与架空输电线相同的测试导线作为覆冰载体,测试导线覆冰重力牵引光纤光 

栅应变传感器应变,通过监测光纤光栅传感器的应变量,同时综合实时气候条件等多种因素,计算 出测试导线的覆冰厚度,估算架空输电线的覆冰厚度。仿真分析及实验测试结果表明此覆冰测量 方案可有效测量覆冰厚度。 关键词:传感监测;架空输电线;覆冰监测装置;光纤光栅 

中图分类号:TN407 文献标识码:A 文章编号:1673-5692(2011)01-086-05 

Ice Thickness Monitoring Program and Verification on Overhead 

Power Transmission Lines with Fiber Bragg Grating Sensor 

CHEN Qi—guan,ZHANG Zhi—guo,ZHANG Min,MENG Xiao—bo,CHEN Xue (Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications(BUPT),Ministry of Education; Institute of Optical Communications and Optoelectronics,Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 1 00876,China) 

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