一种可实现断丝监测的智能架空输电线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可实现断丝监测的智能架空输电线。包括铝包钢绞线和设置在铝包钢绞线上一处的断丝监测传感器，断丝监测传感器包括铝包钢绞线表面的环氧树脂涂层、激励线圈、偏置磁场励磁线圈、线圈保护壳；铝包钢绞线的外表面喷涂环氧树脂涂层，铝包钢绞线的外表面喷涂环氧树脂涂层，环氧树脂涂层向外依次绕制有激励线圈和偏置磁场励磁线圈，周围附近的铝包钢绞线之外被线圈保护壳包覆，激励线圈和偏置磁场励磁线圈的输出端穿出于线圈保护壳后连接到同一传感器线缆接口。本实用新型专利技术能实现被测结构中导波信号激励与接收，电‑声耦合效率高，大大提高了能量的转换效率，增加超声导波的探测范围。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现断丝监测的智能架空输电线
本技术涉及一种架空输电线，尤其涉及一种可以实现断丝监测功能的架空输电线，可以用于户外架空高压输电线等。
技术介绍
输电线路是电力工业发展的物质基础，输电电网设施负担着输送、分配电能的任务，这些设备的可靠性及运行状况直接决定整个系统的稳定和安全，也决定着供电质量和供电的可靠性。输电是电力系统整体功能的重要组成环节，它不仅具有电能损耗小、经济效益高、方便灵活、易于调控、环境污染少等特点，而且具有覆盖范围广、线路长、运行环境恶劣等特点。暴露于大气中的输电线路很容易受到气象和环境(如冰雪、大风、雷电、污秽等)的影响而引起故障。因此，输电线路巡视困难，维护工作量大，对输电线路中存在的问题如果不能及时发现解决，从而将会影响国家和居民的生产和生活。确保电力“生命线”安全、畅通已成为刻不容缓的社会问题。然而，随着电力建设的迅速发展，在地形复杂条件下的电网建设和设备维护工作也越来越多。现有的输电线路的运行安全和线路的使用寿命，已被广大电力工作者所关注。迅速增长的输电线路给线路运行人员带来越来越多的巡视维护工作，对交叉跨越、人员活动密集地等线路危险点监测必不可少。另外，当地气象站不能精准监测特定输电线路走廊的微气象环境，仅仅是对某一地区的环境定时定点监测记录，使输电线路及时故障判断、提前预防及研究分析带来了一定的难度。我国经济持续快速增长，用电量的猛增，供、用电形势日趋严峻。电网规划建设的滞后和输电能力的不足的问题日益突出，加剧了电网和电源发展的不协调，带来了一系列的问题，在一些经济发达地区尤为突出。针对一些输电线路受到输送容量热稳定的限额的限制，已严重制约系统内输电线路的输送容量，极大地影响了电网供电能力。随着电网规模的不断扩大，这些问题日益突出，仅依靠人工手段无法有效解决。在当前不断推进的输电线路状态检修工作中,线路状态评价作为实施状态检修的前提和基础，其准确性、及时性更是直接影响到线路检修策略和检修周期的正确制定及实施。另外，线路状态评估与诊断仍停留在离散式监测和分析模式，自动化和信息化程度不高，导致对隐患的监测及预警能力不强。这就要求发展一种连续的或者定时的在线监控技术应用于输电线路的运行和维护，建立集中监测和控制中心，制定24小时专人值班制度等，把现代化的监测手段和管理机制有效联系起来，使得电网的安全稳定运行工作上一个新的台阶。目前，我国智能电网规划设计提出，以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的统一的坚强智能化电网。而高压输电线路作为连接发电厂、变电站和用电客户之间纽带，保证其安全稳定运行，无疑将是对建设坚强智能电网的起着重要作用。目前国内外已有不少针对架空输电线路在线检测和实时监测的技术和装置，但是这些装置大多只针对一两项参数进行监测，功能单一，且难以实现真正的24小时全天候监测工作；特别是，截至目前，尚未有可靠的架空输电线导线损伤、断股的无损检测技术手段，为输电线路安全运行的提供保证。因此开展架空输电线路电流、温度、舞动、覆冰及断股的综合在线监测技术研究，符合智能电网的发展方向，对于保障输电线路安全、减少巡线维护工作量具有重要意义。目前针对架空输电线断丝监测已公开的各项技术，尚未有一种完善的可实现结构健康状况全面监测的智能方案。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本技术的目的是克服背景
的不足，提供一种能实现结构健康(断丝)状态监测的智能架空输电线，实时监测输电线损伤的大小和位置。本技术是通过如下技术方案实现的：本技术包括铝包钢绞线和设置在铝包钢绞线上至少一处的断丝监测传感器，断丝监测传感器包括铝包钢绞线表面的环氧树脂涂层、激励线圈、偏置磁场励磁线圈、线圈保护壳；铝包钢绞线的外表面喷涂环氧树脂涂层，铝包钢绞线的外表面喷涂环氧树脂涂层，环氧树脂涂层向外依次绕制有激励线圈和偏置磁场励磁线圈，环氧树脂涂层、激励线圈和偏置磁场励磁线圈沿铝包钢绞线的轴向长度相同且两端对齐，环氧树脂涂层、激励线圈和偏置磁场励磁线圈之外及其周围附近的铝包钢绞线之外被线圈保护壳包覆，激励线圈和偏置磁场励磁线圈的输出端穿出于线圈保护壳后连接到同一传感器线缆接口。所述的激励线圈和偏置磁场励磁线圈采用漆包线绕制或多芯偏平电缆和接插件连接实现，偏置磁场励磁线圈和激励线圈的匝数比要大于1。所述环氧树脂涂层是掺杂了粒度为1000目左右的Fe-Ga合金粉末，具有磁致伸缩效应的树脂材料。所述的断丝监测传感器中的激励线圈和偏置磁场励磁线圈为螺旋绕制或排线焊接多针接插件的结构。所述的线圈保护壳主要由两个半圆桶状结构构成，两个半圆桶状结扣合后将激励线圈和偏置磁场励磁线圈包围在内，并在扣合后上面的传感器线缆接口安装有线缆插座并设有端盖，激励线圈和偏置磁场励磁线圈的引出线与线缆插座的插座对应针脚相连接。所述断丝监测传感器中的激励线圈、偏置磁场励磁线圈和线圈保护壳的材质均为耐高温材质。所述的铝包钢绞线的输电线由钢绞线和铝绞线共同绞合而成，其中铝绞线共有2～3层，邻层之间的绞向相反，钢芯由7根钢绞线合成。本技术实现的一种智能架空输电线利用安装在线路的设备对线路的周边环境参数以及运行状态进行集中监控，将采集的运行状态数据进行分析和综合判断后，实现输电线路的安全预警，能实现状态检修。本技术可广泛用于架空输电线、高压输电线等。本技术的有益效果是：本技术基于磁致伸缩效应，激励磁场和偏置磁场作用在具有高磁致伸缩系数的输电线外涂层上，使磁致伸缩位移传递到输电线中，从而在输电线中形成导波沿着输电线传播，克服了利用输电线本身磁致伸缩效应激发导波换能效率低、衰减大的问题。若本技术能有效地实施，输电线出厂时预置磁致伸缩导波传感器，可在输电线的全生命周期实时监测输电线的结构健康状况，预防事故的发生，创造更大的经济效益。附图说明图1是本技术的整体示意图；图2是本技术图1的剖面图；图3是本技术的涂层示意图；图4是本技术的激励线圈、偏置磁场励磁线圈和线圈保护壳装配示意图；图5是本技术的磁致伸缩传感器示意图；图6是本技术的实施方案示意图；图7是磁致伸缩粉末喷涂效果示意图；图8是实施例钢芯铝绞线导波检测信号结果图。图中：1、端面，2、断丝监测传感器，3、铝包钢绞线，4、环氧树脂涂层，5、激励线圈，6、偏置磁场励磁线圈，7、线圈保护壳，8、传感器线缆接口，9、环氧树脂涂层厚度，10、环氧树脂涂层距端面的距离d，11、环氧树脂涂层的宽度。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1所示，具体实施包括铝包钢绞线3和设置在铝包钢绞线3上至少一处的断丝监测传感器2，铝包钢绞线3作为输电线。如图2-图4所示，断丝监测传感器2包括铝包钢绞线3表面的环氧树脂涂层4、激励本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可实现断丝监测的智能架空输电线，其特征在于：包括铝包钢绞线(3)和设置在铝包钢绞线(3)上一处的断丝监测传感器(2)，断丝监测传感器(2)包括铝包钢绞线(3)表面的环氧树脂涂层(4)、激励线圈(5)、偏置磁场励磁线圈(6)、线圈保护壳(7)；铝包钢绞线(3)的外表面喷涂环氧树脂涂层(4)，环氧树脂涂层(4)向外依次绕制有激励线圈(5)和偏置磁场励磁线圈(6)，环氧树脂涂层(4)、激励线圈(5)和偏置磁场励磁线圈(6)沿铝包钢绞线(3)的轴向长度相同且两端对齐，环氧树脂涂层(4)、激励线圈(5)和偏置磁场励磁线圈(6)之外及其周围附近的铝包钢绞线(3)之外被线圈保护壳(7)包覆，激励线圈(5)和偏置磁场励磁线圈(6)的输出端穿出于线圈保护壳(7)后连接到同一传感器线缆接口(8)。/n

【技术特征摘要】
1.一种可实现断丝监测的智能架空输电线，其特征在于：包括铝包钢绞线(3)和设置在铝包钢绞线(3)上一处的断丝监测传感器(2)，断丝监测传感器(2)包括铝包钢绞线(3)表面的环氧树脂涂层(4)、激励线圈(5)、偏置磁场励磁线圈(6)、线圈保护壳(7)；铝包钢绞线(3)的外表面喷涂环氧树脂涂层(4)，环氧树脂涂层(4)向外依次绕制有激励线圈(5)和偏置磁场励磁线圈(6)，环氧树脂涂层(4)、激励线圈(5)和偏置磁场励磁线圈(6)沿铝包钢绞线(3)的轴向长度相同且两端对齐，环氧树脂涂层(4)、激励线圈(5)和偏置磁场励磁线圈(6)之外及其周围附近的铝包钢绞线(3)之外被线圈保护壳(7)包覆，激励线圈(5)和偏置磁场励磁线圈(6)的输出端穿出于线圈保护壳(7)后连接到同一传感器线缆接口(8)。


2.根据权利要求1所述的一种可实现断丝监测的智能架空输电线，其特征在于：所述的激励线圈(5)和偏置磁场励磁线圈(6)采用漆包线绕制或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳永刚，赵墨林，王海生，薛彬，吕福在，胡家群，唐志峰，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古超高压供电局，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15