一种直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法及系统包括，获取覆冰层配电线路参数信息，根据所述参数信息设计第一配电导线；根据所述第一配电导线结合超声波探头，设计第二配电导线；将所述第二配电导线的探头信号接入安装在配电线路配电杆塔的超声波信号处理与传输电路装置，根据处理后数据计算出配电导线的实时覆冰厚度。通过提出基于超声波直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法，能够满足在配电线路覆冰领域对新的监测方法的迫切需求，准确掌握配电线路覆冰状态，保证配电网安全运行。证配电网安全运行。证配电网安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及配电线路覆冰检测
，尤其涉及一种直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法及系统。

技术介绍

[0002]输电线路覆冰状态监测方法有称重法、导线倾角法、图像监测法、电容法、覆冰速率计法、模拟导线法、光纤传感法等。其中，称重法、图像监测法在中国南方地区应用最广。称重法是利用角度和拉力传感器获得的悬垂绝缘子串的倾角、风偏角数据和导、地线荷载，结合风速和风向等气象参量进而计算输电线路覆冰状况。该方法原理简单，测量精度高，但安装传感器需要对杆塔结构进行改变。图像监测法是指基于摄像设备实时采集图像并将图像上传至监测主站，利用人工定性分析或图像智能识别算法等方式判断线路的覆冰情况。该方法能直观反映出线路覆冰状况，但在复杂天气下，摄像设备容易被冰雪覆盖，无法正常工作，因此通常作为输电线路覆冰监测的辅助方法。
[0003]上述方法在输电线路得到了广泛的应用，由于配电线路数量多，采用称重法不可避免涉及施工、维护工作量将难以承受，此外配电线路采用拉力传感器其量程小可能导致环境因素干扰较大的结果。采用图像监测法除了摄像设备容易被冰雪覆盖外，还存在成本等问题。目前人工观冰一直是配电线路覆冰监测的主要手段，效率低下，并且夜间无法掌握线路覆冰信息。因此，配电线路覆冰监测对新技术的需求非常迫切。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术提供了一种直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法及系统，能够解决配电线路覆冰监测不精确等问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法，包括：
[0008]获取覆冰层配电线路参数信息，根据所述参数信息设计第一配电导线；
[0009]根据所述第一配电导线结合超声波探头，设计第二配电导线；
[0010]将所述第二配电导线的探头信号接入安装在配电线路配电杆塔的超声波信号处理与传输电路装置，根据处理后数据计算出配电导线的实时覆冰厚度。
[0011]作为本专利技术所述的直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法的一种优选方案，其中：所述配电线路参数信息包括，获取配电线路的直径、截面积、外径、弹性系数、弹性模量、材料材质以及线膨胀系数。
[0012]作为本专利技术所述的直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法的一种优选方案，
其中：所述第二配电导线包括，所述第二配电导线与配电杆塔连接处为第一连接点，
[0013]以距离第一连接点处50cm处的长100cm第二配电导线内设置超声波探头，超声波探头按照设置于顶部、底部，左侧以右侧四个方向，按此顺序分别设为第一探头、第二探头、第三探头以及第四探头，所述第一探头、第二探头、第三探头以及第四探头嵌置于第二配电导线内部，将所述第一配电导线打孔，增加与超声波探头接触面；
[0014]向所述第二配电导线内部注入环氧树脂，注入完成后放置5天待其凝固。
[0015]作为本专利技术所述的直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法的一种优选方案，其中：所述实时覆冰厚度包括，
[0016]当设备进行作业前，等待配电线路无覆冰时将第二配电导线放置于配电线路固定净空距离处，保证所述第二配电导线与配电线路覆冰状态接近；
[0017]所述固定净空距离包括20cm、40cm、60cm、80cm以及100cm，以五种不同固定净空距离设置五个第二配电导线，分别为第一距离导线、第二距离导线、第三距离导线、第四距离导线以及第五距离导线；
[0018]当设备进行作业后，由超声波信号处理与传输电路装置获取五个第二配电导线的第一探头处覆冰厚度、第二探头处覆冰厚度、第三探头处覆冰厚度与第四探头处覆冰厚度，由配电线路参数信息获取配电线路的直径长度。
[0019]作为本专利技术所述的直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法的一种优选方案，其中：所述实时覆冰厚度还包括，
[0020]a＝2r+d
t
+d
b
[0021]b＝2r+d
l
+d
r
[0022][0023]其中，d
t
为第一探头处覆冰厚度，d
b
为第二探头处覆冰厚度，d
l
为第三探头处覆冰厚度，d
r
为第四探头处覆冰厚度，a为第二配电导线覆冰后切面的长径，b为第二配电导线覆冰后切面的短径，D为超声波检测配电导线覆冰厚度，r为导体半径。
[0024]作为本专利技术所述的直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法的一种优选方案，其中：所述实时覆冰厚度还包括，
[0025]D
AVG
＝λ1D1+λ2D2+λ3D3+λ4D4+λ5D5[0026]其中，D
AVG
为实时等效覆冰厚度，D1、D2、D3、D4、D5为不同固定净空距离求解出的覆冰厚度；
[0027]λ1为第一距离导线覆冰厚度占真实覆冰厚度的权重系数，λ1＝0.225；
[0028]λ2为第二距离导线覆冰厚度占真实覆冰厚度的权重系数，λ2＝0.203；
[0029]λ3为第三距离导线覆冰厚度占真实覆冰厚度的权重系数，λ3＝0.198；
[0030]λ4为第四距离导线覆冰厚度占真实覆冰厚度的权重系数，λ4＝0.189；
[0031]λ5为第五距离导线覆冰厚度占真实覆冰厚度的权重系数，λ5＝0.185。
[0032]作为本专利技术所述的直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法的一种优选方案，其中：所述处理后数据包括，
[0033][0034]其中，G是超声衰减系数，P
r
是换能器重新接收的超声波的压力，P
t
是换能器发出的超声波的压力，G
ac
是声增益，a是有效膜半径，r是到目标的范围，α是随之增加的衰减系数。
[0035]一种直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测系统，其特征在于：包括，第一配电导线设计模块、第二配电导线设计模块以及实时覆冰厚度获取模块，
[0036]第一配电导线设计模块，所述第一配电导线设计模块用于获取覆冰层配电线路参数信息，根据所述参数信息设计第一配电导线；
[0037]第二配电导线设计模块，所述第二配电导线设计模块用于根据所述第一配电导线结合超声波探头，设计第二配电导线；
[0038]实时覆冰厚度获取模块，所述实时覆冰厚度获取模块用于将所述第二配电导线的探头信号接入安装在配电线路配电杆塔的超声波信号处理与传输电路装置，根据处理后数据计算出配电导线的实时覆冰厚度。
[0039本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于：包括，获取覆冰层配电线路参数信息，根据所述参数信息设计第一配电导线；根据所述第一配电导线结合超声波探头，设计第二配电导线；将所述第二配电导线的探头信号接入安装在配电线路配电杆塔的超声波信号处理与传输电路装置，根据处理后数据计算出配电导线的实时覆冰厚度。2.如权利要求1所述的直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于：所述配电线路参数信息包括，获取配电线路的直径、截面积、外径、弹性系数、弹性模量、材料材质以及线膨胀系数。3.如权利要求2所述的直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于：所述第二配电导线包括，所述第二配电导线与配电杆塔连接处为第一连接点，以距离第一连接点处50cm处的长100cm第二配电导线内设置超声波探头，超声波探头按照设置于顶部、底部，左侧以右侧四个方向，按此顺序分别设为第一探头、第二探头、第三探头以及第四探头，所述第一探头、第二探头、第三探头以及第四探头嵌置于第二配电导线内部，将所述第一配电导线打孔，增加与超声波探头接触面；向所述第二配电导线内部注入环氧树脂，注入完成后放置5天待其凝固。4.如权利要求3所述的直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于：所述实时覆冰厚度包括，当设备进行作业前，等待配电线路无覆冰时将第二配电导线放置于配电线路固定净空距离处，保证所述第二配电导线与配电线路覆冰状态接近；所述固定净空距离包括20cm、40cm、60cm、80cm以及100cm，以五种不同固定净空距离设置五个第二配电导线，分别为第一距离导线、第二距离导线、第三距离导线、第四距离导线以及第五距离导线；当设备进行作业后，由超声波信号处理与传输电路装置获取五个第二配电导线的第一探头处覆冰厚度、第二探头处覆冰厚度、第三探头处覆冰厚度与第四探头处覆冰厚度，由配电线路参数信息获取配电线路的直径长度。5.如权利要求4所述的直接接触测量的配电线路覆冰厚度检测方法，其特征在于：所述实时覆冰厚度还包括，a＝2r+d
t
+d
b
b＝2r+d
l
+d
r
其中，d
t
为第一探头处覆冰厚度，d
b
为第二探头处覆冰厚度，d
l
为第三探头处覆冰厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旗，郑友卓，林心昊，李跃，俞磊，肖小兵，曾华荣，蔡永翔，付宇，刘胤良，毛先胤，刘安茳，段舒尹，郝树青，黄伟，陈宇，王扬，张恒荣，苗宇，宋子宏，王卓月，李新皓，马宗俊，石月文，张洋，曾杰，陈滔，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：