一种防覆冰型在线监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种防覆冰型在线监测系统，属于线缆防护技术领域，其包括：图像监测模块、气象监测模块、无线通信与控制模块、供电模块、振动执行模块和压电换能模块；供电模块与图像监测模块、气象监测模块、无线通信与控制模块、振动执行模块连接，实现各模块的电能供应；图像监测模块、气象监测模块和无线通信与控制模块相连，将线路的实时运行照片及其周围气象参数通过无线网络传回后台主站。无线通信与控制模块和振动执行模块连接，控制振动执行模块产生高频交流电信号；振动执行模块与压电换能模块连接，高频交流电信号使得线路上的压电换能模块发生超声振动，将线路覆冰崩解掉落，从而防止架空线路覆冰。

An on-line monitoring system of anti icing type

【技术实现步骤摘要】
一种防覆冰型在线监测系统
本专利技术涉及线缆防护
，尤其涉及一种防覆冰型在线监测系统。
技术介绍
高压架空输电线路通常延绵数十乃至数百公里，常跨越山区、高原、江河、丘陵等气象地理环境恶劣地区，线路运行易面临多种故障风险，线路覆冰就是影响输电线路安全的一个重要因素，在严寒季节，线路覆冰问题尤为突出。在2008年，我国南方多地遭受雨雪冰冻灾害，35722条线路因此停运，近一亿人用电受到影响，仅此次冰雪灾害造成的直接经济损失就超过1100亿元。架空线路覆冰后的危害主要体现在过荷载、不均匀覆冰或不同期脱冰、覆冰导线舞动、绝缘子冰闪这几个方面，由于架空线路覆冰造成的停电事故影响范围大、时间长、损失破坏严重，目前国内部分地区已建立起输电线路覆冰在线监测系统，实现输电线路的覆冰监测、预警。然而，关于线路的防覆冰技术还未得到大范围推广应用。目前，线路除冰领域主要有电热融冰技术、机械除冰技术、自动被动除冰技术，但由于效率、成本、应用场景限值的原因，各技术方法均有较大的局限性。因此，需设计一种全新的防覆冰型在线监测系统，克服传统线路除冰技术的局限性，同时实现线路的覆冰监测和防覆冰操作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种防覆冰型在线监测系统，解决线路覆冰问题，适用于架空输配电线路。本专利技术在线路覆冰季节可替代人工操作，自动实现复杂地理气象环境下的线路覆冰监测和除冰操作，避免线路因覆冰发生故障，降低线路在覆冰季节的运行风险。为了达到本专利技术的上述及其他目的，本专利技术提供一种防覆冰型在线监测系统，包括：图像监测模块、气象监测模块、无线通信与控制模块、供电模块、振动执行模块和压电换能模块；供电模块与图像监测模块、气象监测模块、无线通信与控制模块、振动执行模块连接，实现各模块的电能供应；图像监测模块、气象监测模块和无线通信与控制模块相连，将线路的实时运行照片及其周围气象参数通过无线网络传回后台主站。无线通信与控制模块和振动执行模块连接，控制振动执行模块产生高频交流电信号；振动执行模块与压电换能模块连接，高频交流电信号使得线路上的压电换能模块发生超声振动，将线路覆冰崩解掉落，从而防止架空线路覆冰。优选地，所述图像监测模块采用微型夜视摄像头。优选地，所述气象监测模块包含多路PT100温度传感器、光照强度传感器、罗氏线圈。优选地，所述振动执行模块采用超声波发生器。优选地，所述无线通信与控制模块包含4G通信模块、GPS\北斗对时模块、单片机模块，所述无线通信与控制模块将线路实时运行照片及其周围气象参数通过无线网络传回后台主站，并接收后台主站的线路覆冰判据，控制振动执行模块工作。优选地，所述供电模块采用感应取电CT、蓄电池供电。优选地，所述压电换能模块采用压电换能器。优选地，所述多路PT100温度传感器采集导线的表面温度和导线附近的环境温度。优选地，所述光照强度传感器监测导线处的日照强度。优选地，所述罗氏线圈用于监测线路的运行电流。优选地，所述振动执行模块产生与压电换能模块相匹配的超高频交流电信号，驱动压电换能模块振动。本专利技术的有益成果是：利用本专利技术的防覆冰型在线监测系统，可实时监测架空线路的气象环境参数、导线运行工况，线路覆冰情况，在线路覆冰初期即可阻止覆冰进一步发展。本专利技术克服现有的线路除冰技术弊端，在线路覆冰季节可替代人工操作，自动实现复杂地理气象环境下的线路覆冰监测和除冰操作，避免线路因覆冰发生故障，极大降低线路在覆冰季节的运行风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的结构示意图；图2是所述压电换能模块示意图；图中所示，1-压电介质材料，2-固定夹紧装置，3-插销装置。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1、图2所示，本专利技术提供的一种防覆冰型在线监测系统，包括图像监测模块、气象监测模块、无线通信与控制模块、供电模块、振动执行模块和压电换能模块；供电模块与图像监测模块、气象监测模块、无线通信与控制模块、振动执行模块连接，实现各模块的电能供应；图像监测模块、气象监测模块和无线通信与控制模块相连，将线路的实时运行照片及其周围气象参数通过无线网络传回后台主站。无线通信与控制模块和振动执行模块连接，控制振动执行模块产生高频交流电信号；振动执行模块与压电换能模块连接，高频交流电信号使得线路上的压电换能模块发生超声振动，将线路覆冰崩解掉落，从而防止架空线路覆冰。其中，利用气象监测模块监测导线的表面温度，导线监测点附近的环境温度、日照强度以及导线的运行电流，气象监测模块监测到的数据通过无线通信与控制模块，利用4G无线网络将数据传输至后台主站；图像监测模块对准线路走廊通道，实时抓拍线路照片，图像监测模块拍摄的图片通过无线通信与控制模块，利用4G无线网络将数据传输至后台主站。后台主站可部署线路覆冰分析系统，通过图像监测模块上传的线路图片，自动智能识别线路是否发生覆冰。若线路图像中识别到线路已覆冰，可通过后台主站向无线通信与控制模块发送启动振动执行模块的指令；若线路图像中未识别到线路覆冰，则向无线通信与控制模块发送关闭振动执行模块的指令。此外，后台主站还可配置热路模型分析系统，计算线路在当前气象条件下的温升变化趋势，结合线路温度变化趋势、导线实时温度、环境温度，给出线路除冰判据。线路除冰判据信息通过4G无线网络回传至防覆冰在线监测装置的无线通信与控制模块；振动执行模块在收到无线通信与控制模块的启动命令后，超声波发生器工作，产生与压电换能模块相匹配的超高频交流电信号，驱动压电换能模块振动；压电换能模块在超高频交流电信号的作用下，压电介质材料1不断发生伸缩形变，即发生超声振动，超声波在冰层与导线表面之间来回反射产生剪切力，使得冰层崩解掉落。利用本专利技术的防覆冰型在线监测系统，可实时监测架空线路的气象环境参数、导线运行工况，线路覆冰情况，在线路覆冰初期即可阻止覆冰进一步发展。本专利技术克服现有的线路除冰技术弊端，在线路覆冰季节可替代人工操作，自动实现复杂地理气象环境下的线路覆冰监测和除冰操作，避免线路因覆冰发生故障，极大降低线路在覆冰季节的运行风险。本实施例中，图像监测模块、气象监测模块、无线通信与控制模块、供电模块、振动执行模块组合在一个装置内，构成防覆冰在线监测装置的主体，线路从装置主体内部穿过，使其安装在架空输配电线路上；压电换能模块是防覆冰在线监测装置的重要组成部分，此模块是通过在导线上均匀布置4个压电介质材料1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防覆冰型在线监测系统，其特征在于，包括图像监测模块、气象监测模块、无线通信与控制模块、供电模块、振动执行模块、压电换能模块：所述供电模块用于实现各模块的电能供应；图像监测模块和气象监测模块分别与无线通信与控制模块相连，图像监测模块用于获取架空线路的线路图像，气象监测模块用于监测架空线路所处环境的气象参数；无线通信与控制模块和振动执行模块连接，控制振动执行模块产生高频交流电信号；振动执行模块与压电换能模块连接，高频交流电信号使得线路上的压电换能模块发生超声振动，将线路覆冰崩解掉落，从而防止架空线路覆冰。/n

【技术特征摘要】
1.一种防覆冰型在线监测系统，其特征在于，包括图像监测模块、气象监测模块、无线通信与控制模块、供电模块、振动执行模块、压电换能模块：所述供电模块用于实现各模块的电能供应；图像监测模块和气象监测模块分别与无线通信与控制模块相连，图像监测模块用于获取架空线路的线路图像，气象监测模块用于监测架空线路所处环境的气象参数；无线通信与控制模块和振动执行模块连接，控制振动执行模块产生高频交流电信号；振动执行模块与压电换能模块连接，高频交流电信号使得线路上的压电换能模块发生超声振动，将线路覆冰崩解掉落，从而防止架空线路覆冰。


2.如权利要求1所述的防覆冰型在线监测系统，其特征在于，所述图像监测模块采用微型夜视摄像头。


3.如权利要求1所述的防覆冰型在线监测系统，其特征在于，所述气象监测模块包括多路PT100温度传感器，所述多路PT100温度传感器用于采集架空线路的表面温度和架空线路附近的环境温度。


4.如权利要求1所述的防覆冰型在线监测系统，其特征在于，所述振动执行模块采用超声波发生器。


5.如权利要求1所述的防覆冰型在线监测系统，其特征在于，所述无线通信与控制模块包含4G通信模块和GPS\北斗对时模块，所述无...

【专利技术属性】
技术研发人员：马覃峰，唐建兴，姚瑶，刘明顺，袁小清，朱灵子，王国松，贺先强，张丹，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52