一种绝缘子覆冰预警方法技术

本发明专利技术提供一种绝缘子覆冰预警方法，在输电线路及杆塔上工作绝缘子串安装的相近位置，放置长度及材料完全相同的观察绝缘子串；当气象监测装置监测到环境温度低于0℃，相对湿度大于85％，力传感器记录此时的观察绝缘子串垂直方向的力F1；通过安装的摄像头拍摄线路上工作的绝缘子串，当工作绝缘子串第一次发生冰闪现象时，记录此时的观察绝缘子串的垂直方向的力为F1+ΔF1，不同杆塔和线路上观察绝缘子串覆冰过程中的气候条件及覆冰速度被上传预警中心数据库；观察绝缘子串垂直方向的力F1，经过t1时间垂直方向的力为F1+ΔF2这段时间内，预警中心结合杆塔安装的摄像头拍摄线路上工作的绝缘子串、导线或杆塔覆冰图像等信息，决定是否派工人来进行检查和扫冰等工作。

【技术实现步骤摘要】
一种绝缘子覆冰预警方法
本专利技术属于电力设备外绝缘监测和防护
，涉及输电线路绝缘子覆冰预警，具体涉及一种绝缘子覆冰预警方法。
技术介绍
绝缘子作为固定及支撑输电线的绝缘体，是输电线安全可靠地对电能进行远距离传输过程中必不可少的重要元件。对于高电压等级的输电线，如220kV，500kV输电线路的杆塔一般都需要架设在偏远的大山、高海拔地区。这些地区的气候条件恶劣，环境湿度大，温度常年较低，输电线上的绝缘子串很容易覆冰。由于绝缘子表面覆冰之后，其绝缘性能其有效爬电距离大大的减小，容易导致绝缘子发生冰闪，严重影响电网的安全可靠运行。同时现有的绝缘子覆冰预警方法单纯地使用称重法或者视频监测法，过程比较复杂而且效果不好，受环境影响大，忽略了历史数据中绝缘子串覆冰的信息特点。因此有必要提出一种绝缘子覆冰预警方法，让预警中心能够清楚地了解绝缘子串在不同环境中的覆冰情况、覆冰速度等信息，能够在输电线路上的工作绝缘子覆冰厚度达到冰闪事故之前，进行有效预警，让电网工作人员能够及时对覆冰进行处理，从而提高电网的可靠性。
技术实现思路
为解决现有技术存在的以上问题，确保高寒、高海拔地区水电站输电线路的运行安全，本专利技术公开了一种绝缘子覆冰预警方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术具体采用以下技术方案。一种绝缘子覆冰预警方法，其特征在于：通过在在输电线路杆塔上工作绝缘子串安装的附近位置观察绝缘子，根据观察绝缘子的状态对工作绝缘子的覆冰情况进行预警。一种绝缘子覆冰预警方法，其特征在于，所述绝缘子覆冰预警方法包括如下步骤：步骤一，在输电线路杆塔上工作绝缘子串安装的附近位置，放置长度及材料完全相同的观察绝缘子串，其安装方式及方向角度与输电线路线路杆塔上工作的绝缘子串相同，观察绝缘子串与拉力传感器相连；步骤二，当气象监测装置监测到环境温度低于0℃，相对湿度大于湿度阈值时，拉力传感器测量并记录此时的观察绝缘子串垂直方向的力F1；步骤三，通过安装的摄像头拍摄线路上工作的绝缘子串，当工作绝缘子串第一次发生冰闪现象时，拉力传感器记录此时的观察绝缘子串的垂直方向的力为F1+ΔF1，不同杆塔和线路上观察绝缘子串覆冰过程中的气候条件及覆冰速度被上传预警中心数据库；步骤四，工作人员来对发生冰闪的工作绝缘子串进行清扫、更换，然后对观察绝缘子串进行清扫，直到观察绝缘子串垂直方向的力恢复为F1；步骤五，监测观察绝缘子串垂直方向的力F1，经过某t1时间，当垂直方向的力为F1+ΔF2时，预警中心结合覆冰增长速率、气象条件信息，发出报警信号，判断是否派工人来进行检查和除冰。本专利技术进一步包括以下优选方案。在步骤一中，每隔设定间距，选取一输电线路杆塔安装观察绝缘子。每隔设定间距后，优选高山、丛林、跨越河流或山谷处的杆塔安装观察绝缘。所述设定间隔为1000-2000米。在步骤一中，将观察绝缘子串安装在原有工作绝缘子串的四周任意位置。用绝缘支架将观察绝缘子固定在输电线路杆塔上，观察绝缘子的倾斜角度与输电线路上工作绝缘子串的倾斜角度差在设定范围内，并且绝缘子串的片数、材料、安装的方向；其中，所述设定范围是指角度差在5°以内。所述绝缘支架包括横向硬质绝缘杆1、支撑架2、两根纵向硬质绝缘伸缩杆3；所述横向硬质绝缘杆1的一端固定在杆塔上，绝缘支架的两条支撑架2的一端分别固定在杆塔的不同位置，另一端连接在一起，固定在绝缘支架的横向硬质绝缘杆1上的某个位置下边缘，支撑横向硬质绝缘杆1；两根纵向硬质绝缘伸缩杆3的一端分别固定在绝缘支架的横向硬质绝缘杆1的不同位置，另一端分别通过各自的拉力传感器4连接在观察绝缘子串5的两端，通过控制硬质绝缘伸缩杆的伸缩长度实现观察绝缘子串5倾斜角度控制，两个拉力传感器的拉力只和为观察绝缘子串的力之和为垂直方向的力F1。在步骤二中，所述湿度阈值为相对湿度85％。在步骤三中，所述摄像头安装在输电线路杆塔上，并且能够正面拍摄工作绝缘子串，在摄像头捕捉到工作绝缘子串第一次发生冰闪现象时，触动拉力传感器记录此时的观察绝缘子串的垂直方向的力为F1+ΔF1并上传至预警中心。当工作绝缘子发生冰闪后，还需要将覆冰观察过程中周围天气情况、以及在该天气情况下的每小时的覆冰速度、覆冰质量为多少时发生绝缘子串发生冰闪等一起上传到预警中心数据库。在步骤五中，ΔF2<ΔF1，ΔF2按照下式(1)确定：ΔF2＝ΔF1-ΔFv1t2(1)其中，t2为从预警中心派工人到现场完成除冰工作的预防措施反应时间，ΔFv1为每小时的覆冰增长速率。其中，每小时的覆冰增长速率ΔFv1，根据数据库中存储的相同或相似天气情况下的每小时的覆冰速度确定；若式中ΔFv1每个小时的覆冰速度不相同，则覆冰量按照每小时间隔计算汇总，得到ΔF2的计算公式(2)：ΔF2＝ΔF1-∑ΔFv1×1h(2)；其中1h为1小时。若环境温度T和相对湿度RH与数据库中所存储的历史数据不同时，需要对ΔF2的值进行修正：△F2＝△F1－ka×kb×∑△Fv1×1h(3)其中，ka为温度修正系数，kb为湿度修正系数；-5℃≤T＜0℃时，ka＝1；-10℃≤T＜-5℃时，ka＝1.15；-20℃≤T＜-10℃时，ka＝1.25；T＜-20℃时，ka＝1.3；85％≤RH＜90％时，kb＝1；RH＞90％时，kb＝1.3。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本专利技术具有以下特点：1.通过从以往发生冰闪的案例中，搜集其气候条件、覆冰速度、发生冰闪时的覆冰质量等信息形成数据库，当数据库较完备以后，就可以通过将待预警的观察绝缘子串与历史数据库进行比对，从而找出类似的观察绝缘子进行覆冰预测，进而实现线路上工作绝缘子的覆冰预警，无需在实验室进行实验操作，操作简单。2.将线路上不好直接通过称重法测量的工作绝缘子串，转化成通过条件相似的观察绝缘子串上的覆冰预测，进而实现工作绝缘子的覆冰预警，只需要测量观察绝缘子串及覆冰拉力，测量值不受输电线因覆冰的重量变化和风速变化的影响，与现有的通过线路称重法相比，有效性与准确性大大提高。3.拉力传感器与摄像头结合使用，互补了各自方法的缺点，同时可以在彼此出现故障时，保证覆冰预警还能运行，提高了可靠性。附图说明图1是本专利技术一种绝缘子覆冰预警方法的流程图。图2是本专利技术带有倾斜角度的观察绝缘子串所用的绝缘支架结构示意图。图中标记；1、绝缘支架的横向硬质绝缘杆，2、绝缘支架的支撑架，3、纵向硬质绝缘伸缩杆，4、拉力传感器，5、观察绝缘子串。具体实施方式以下结合附图和较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种绝缘子覆冰预警方法具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。参见图1，一种绝缘子覆冰预警方法，主要通过五个步骤来完成：步骤一，在输电线路及杆塔上工作绝缘子串安装的相近位置，放置长度及材料完全相同的观察绝缘子串，其安装方式及方向角度与线路上工作的绝缘子串基本相同，观察绝缘子串与力传感器相连；在步骤一中，每隔设定间距，选取一输电线路杆塔安装观察绝缘子。每隔设定间距后，优选高山、丛林、跨越河流或山谷处的杆塔安装观察绝缘。在本申请的优选实施例中，所述设定间隔为1000-2000米。可以将观察绝缘子串安装在原有工作绝缘子串的四周任意位置。用绝缘支架将观察绝缘子固定在输电线路杆塔上，观察绝缘子的倾斜角度与输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝缘子覆冰预警方法，其特征在于：通过在在输电线路杆塔上工作绝缘子串安装的附近位置观察绝缘子，根据观察绝缘子的状态对工作绝缘子的覆冰情况进行预警。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘子覆冰预警方法，其特征在于：通过在在输电线路杆塔上工作绝缘子串安装的附近位置观察绝缘子，根据观察绝缘子的状态对工作绝缘子的覆冰情况进行预警。2.一种绝缘子覆冰预警方法，其特征在于，所述绝缘子覆冰预警方法包括如下步骤：步骤一，在输电线路杆塔上工作绝缘子串安装的附近位置，放置长度及材料完全相同的观察绝缘子串，其安装方式及方向角度与输电线路线路杆塔上工作的绝缘子串相同，观察绝缘子串与拉力传感器相连；步骤二，当气象监测装置监测到环境温度低于0℃，相对湿度大于湿度阈值时，拉力传感器测量并记录此时的观察绝缘子串垂直方向的力F1；步骤三，通过安装的摄像头拍摄线路上工作的绝缘子串，当工作绝缘子串第一次发生冰闪现象时，拉力传感器记录此时的观察绝缘子串的垂直方向的力为F1+ΔF1，不同杆塔和线路上观察绝缘子串覆冰过程中的气候条件及覆冰速度被上传预警中心数据库；步骤四，工作人员来对发生冰闪的工作绝缘子串进行清扫、更换，然后对观察绝缘子串进行清扫，直到观察绝缘子串垂直方向的力恢复为F1；步骤五，监测观察绝缘子串垂直方向的力F1，经过某t1时间，当垂直方向的力为F1+ΔF2时，预警中心结合覆冰增长速率、气象条件信息，对工作绝缘子的覆冰状态发出报警信号，判断是否派工人来进行检查和除冰。3.根据权利要求2所述的绝缘子覆冰预警方法，其特征在于：在步骤一中，每隔设定间距，选取一输电线路杆塔安装观察绝缘子。4.根据权利要求3所述的绝缘子覆冰预警方法，其特征在于：每隔设定间距后，优选高山、丛林、跨越河流或山谷处的杆塔安装观察绝缘。5.根据权利要求4所述的绝缘子覆冰预警方法，其特征在于：所述设定间隔为1000-2000米。6.根据权利要求1或5所述的绝缘子覆冰预警方法，其特征在于：在步骤一中，将观察绝缘子串安装在原有工作绝缘子串的四周任意位置。7.根据权利要求6所述的绝缘子覆冰预警方法，其特征在于：用绝缘支架将观察绝缘子固定在输电线路杆塔上，观察绝缘子的倾斜角度与输电线路上工作绝缘子串的倾斜角度差在设定范围内，并且绝缘子串的片数、材料、安装的方向；其中，所述设定范围是指角度差在5°以内。8.根据权利要求7所述的绝缘子覆冰预警方法，其特征在于：所述绝缘支架包括横向硬质绝缘杆(1)、支撑架(2)、两根纵向硬质绝缘伸缩杆(3)；所述横向硬质绝缘杆(1)的一端固定在杆塔上，绝缘支架的两条支撑架(2)的一端分别固定在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树峰，何旭，邵明川，夏春芬，孟星辰，黄海峰，汪全，许峥，湛伟男，冯克成，王环东，王永宏，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网新源水电有限公司，吉林松江河水力发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11