覆冰在线监测系统

微探架空输电线路覆冰在线监测装置及防护措施随着经济的发展和人们生活水平的提高，电力需求量不断增加。

为了满足将电能从发电站输送到消费地的需求，输电线路得以建设。

在极端天气条件下，如冬季极寒天气导致输电线路覆冰，将会对电网的安全稳定造成影响。

对覆冰情况进行实时监测，并采取相应的防护措施是十分必要的。

微探架空输电线路覆冰在线监测装置及防护措施应运而生。

架空输电线路覆冰在线监测装置是通过传感器采集架空输电线路的温度、湿度和覆冰厚度等数据，并将数据传输到监测系统中进行分析和处理，从而了解覆冰情况，并及时采取相应的防护措施。

1. 传感器采集数据传感器通过对架空输电线路表面温度的监测，可以判断覆冰的情况。

在覆冰过程中，覆冰层对热量的传导系数远小于空气对热量的传导系数，当架空输电线路覆冰时，表面温度会明显下降。

通过传感器采集的数据，可以判断出覆冰的位置和厚度。

2. 数据传输和分析传感器采集到的数据通过通信模块传输到监测系统中，进行数据分析和处理。

监测系统可以实时监测覆冰情况，并做出预警和预测。

3. 预警和预测监测系统通过对数据的分析，可以预测覆冰情况的发展趋势，并及时对线路覆冰进行预警，为采取相应的防护措施提供依据。

1. 加热系统通过监测装置对覆冰情况的实时监测，可以根据具体情况采取相应的防护措施。

对于已经覆冰的输电线路，可以通过加热系统对覆冰进行融化，保证线路的正常运行。

2. 防冰喷洒系统在监测到覆冰情况严重的情况下，可以启动防冰喷洒系统，喷洒防冰液体，阻止覆冰的进一步发展，保证线路的安全运行。

防冰喷洒系统一般由监控中心控制，根据实时数据进行智能化喷洒。

3. 防护装置针对不同情况，可以对输电线路进行相应的防护，例如安装护罩、加固支架等设施，保证线路不受极端天气条件的影响，保证电网的稳定运行。

1. 实时监测2. 智能化预警监测系统可以实现对防护设施的智能化控制，根据具体情况自动启动加热系统、防冰喷洒系统等设施，保证输电线路的安全运行。

系统概述FH-9007高压输电线路覆冰在线监测系统采用线路图像实时监视及检测导线拉力综合方法来监测架空线路覆冰，可以对线路覆冰形成的气象条件、覆冰形成过程和覆冰的严重程度进行全过程的实时监测。

本系统采用我公司专门针对线路覆冰监测开发的倾角/拉力一体化传感器，能同步采集拉力和倾角数据，减少了设备和线缆数量，方便安装维护，提高了测量精度。

此做法为属国内首创。

该系统采用太阳能电池板+蓄电池供电，安装方便。

投入运行后，可全天候工作，达到实时监控的效果。

运营部门能及时掌握导线覆冰状况状态及发展趋势，据此科学安排除冰检修，有效预防导线“鞭击”、崩断，杆塔压垮等事故，减少经济损失，提高线路安全运行及信息化管理水平。

系统组成本系统由若干监测子站和服务器组成。

其中，监测子站部署在电力杆塔上，其自身又由监测子站主机和一系列数据采集单元等组成。

监测子站主机内置GPRS/3G网络通信模块、充电控制器等，监测子站负责从各采集单元接收数据，并将其通过GPRS/3G网络发送给远程服务器。

数据采集单元包括拉力/倾角采集单元、微气象采集单元、图像采集单元等。

服务器部署在监控中心机房内，能够集中显示所辖各高压输电线路杆塔周围的现场导线覆冰状况，并能对各监测子站进行远程操作。

在服务器上主要运行服务器软件、数据库，需要配备的设备包括防火墙、宽带连接、UPS电源等。

产品特性采用我公司专门针对线路覆冰监测开发的倾角/拉力一体化传感器，能同步采集拉力和倾角数据，减少了设备和线缆数量，方便安装维护，提高了测量精度。

此做法属国内首创，其它公司的覆冰监测产品均为采用分立的倾角传感器和拉力传感器。

通信方式灵活，支持ZIGBEE/WIFI/GSM/CDMA/GPRS和3G网络；为工业级产品，采用防水金属外壳，适用于各种恶劣的气候环境；系统采用低功耗设计，采用动态电源管理策略以满足节电要求；配备完善的后台软件，具有数据存储、历史数据查询、报表、打印、曲线图绘制等功能，可对覆冰状态进行趋势分析；满足国家电网公司企业标准《输电线路状态监测装置通用技术规范》（Q / GDW 242-2010）。

覆冰在线监测装置技术规范书目录1 范围 (2)2 规范性引用文件 (2)3 术语和定义 (4)4 终端配置要求 (5)5 功能要求 (5)6 技术要求 (6)7 试验要求 (10)范围本规范规定了输电线路覆冰监测终端的基本功能、技术要求、试验方法、检验规则、安装调试、验收及包装储运要求等。

本规范适用于35kV及以上交、直流架空输电线路覆冰监测装置选型。

1规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。

凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。

GB 2314—2008电力金具通用技术条件GB 2887—2000 电子计算站场地通用规范GB 4208—2008 外壳防护等级（IP代码）GB 50545—2010 110kV～750kV架空输电线路设计规范GB/T 191—2008 包装储运图示标志GB/T 379—2005 电气控制设备GB/T 2317.2—2008 电力金具试验方法第2部分：电晕和无线电干扰试验GB/T 2317.4—2008 电力金具试验方法第4部分：验收规则GB/T 2423.1—2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T 2423.2—2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T 2423.4—2008 电工电子产品基本环境试验规程试验Ｄb：交变湿热（12h+12h循环）GB/T 2423.10—2008 电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）GB/T 3047.1—1995 高度进制为20mm的面板架和柜的基本尺寸系列GB/T 3873—1983 通信设备产品包装通用技术条件GB/T 6388—1986 运输包装收发货标志GB/T 6587.6—1986 电子测量仪器运输试验GB/T 6593 电子测量仪器质量检验规则GB/T 7027—2002 信息分类和编码的基本原则与方法GB/T 9361—1988 计算站场地安全要求GB/T 9535—1998 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型GB/T 9969—2008 工业产品使用说明书总则GB/T 11463—1989 电子测量仪器可靠性试验GB/T 14436 工业产品保证文件总则GB/T 15464 仪器仪表包装通用技术规范GB/T 15844.1—1995 移动通信调频无线电话机通用技术条件GB/T 16611—1996 数传电台通用规范GB/T 16723—1996 信息技术提供OSI无连接方式运输服务的协议GB/T 16927.1 高电压试验技术第一部分：一般试验要求GB/T 17179.1—2008 提供无连接方式网络服务的协议第1部分：协议规范GB/T 17626.2-2006 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T 17626.4-2008 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.5-2008 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T 17626.6-2008 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T 17626.8-2006 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T 17626.9—1998 电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验GB/T 17626.12-1998 电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验GB/T 19064—2003 家用太阳能光伏电源系统技术条件和实验方法DL/T 548—1994 电力系统通信站防雷运行管理规程DL/T 741—2010 架空送电线路运行规程DL/T 1098—2009 间隔棒技术条件和试验方法DL/T 5092—1999 110kV ～ 500kV 架空送电线路设计技术规程DL/T 5154—2002 架空送电线路杆塔结构设计技术规定DL/T 5219—2005 架空送电线路基础设计技术规定QX/T 1—2000 Ⅱ型自动气象站QJ/T 815.2—1994 产品公路运输加速模拟试验方法YD/T 799—2002 通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法YD/T 1028—1999 800MHz CDMA数字蜂窝移动通信系统设备总技术规范：移动台部分YD/T 1214—2002 900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）设备技术规范：移动台JIG 97—2001 测角仪检定规程JJG 455—2000 工作测力仪检定规程JB/T 5750—1991 气象仪器防盐雾、防潮湿、防霉菌工艺技术要求GA/T 70—94 中华人民共和国公共安全行业标准GA/T 75—94 安全防范工程程序与要求GA/T 367—2001 视频安防监控系统技术要求2术语和定义下列术语和定义适用于本规范。

输电导线覆冰在线监测系统该监测系统在导线覆冰厚度和导线弧垂变化的力学模型的基础上，设计了力传感器的安装结构,研发了基于全球移动通信系统(GSM)短信业务(SMS)的输电线路覆冰在线监测系统。

系统运行结果表明：现场分机可定时或实时监测覆冰导线的重力变化、绝缘子串倾斜角、风偏角、导线舞动频率以及风速等环境信息，并通过GSMSMS发送至监测中心,由专家软件来分析覆冰状况，及时给出除冰信息,保障覆冰区线路的运行安全。

1系统构成整个系统主要由省公司监测中心主机、地市局监测中心主机、线路监测分机、专家软件组成,系统组网拓扑图如图1所示。

在线路杆塔安装1台监测分机,监测分机定时/实时完成环境温度、湿度、风速、风向、雨量以及该杆塔绝缘子的倾斜角、风偏角、覆冰导线的重力变化、导线舞动频率等信息的采集,将其打包为GSMSMS,通过GSM通信模块发送至监测中心,由监测中心软件判断该线路导线的覆冰情况。

监测中心可对分机进行远程参数设置(如采样时间间隔、分机系统时间、实时数据请求等)。

各地市局的监测中心与省公司监测中心采用局域网(LAN)方式组网,省公司监测中心可以直接调用各地市局监测中心的各杆塔绝缘子串的倾斜角、风偏角、覆冰导线重力变化、导线舞动频率以及环境参数等数据,借助专家软件了解该省相应线路的覆冰状况。

专家软件利用各种修正理论模型、试验结果和现场运行结果来判断输电线路的覆冰状况,及时给出预报警信息,有效防止冰害事故的发生。

2导线覆冰模型计算与分析设主杆塔等效档距示意图见图2，并定义主杆塔绝缘子串上的竖直方向上张力值TV与两侧导线某点到主杆塔A点间导线上的竖直方向载荷相互平衡的点称为平衡点。

2.1 求解水平张力由悬挂点不等高导线长度的近似计算公式：导线最低点水平拉力TH:代入档距l,高度差h,自重载荷q0,导线原始长度S,即可解出TH。

2．2求解主杆塔上竖向张力TA所对应平衡的覆冰导线长度由悬点不等高时等效档距公式：式中:h为主杆塔与副杆塔间的高度差,若主杆塔较高,则h为正值,否则为负。

输电线路覆冰监测研究综述(华南理工大学电力学院, 广州, 510640)摘要：输电线路覆冰现象在我国较为普遍，严重影响电力系统运行。

为防止输电线路覆冰现象，国内外对此进行了长期研究，并取得一定研究成果。

本文对输电线路覆冰监测方法进行综述，分别说明其工作原理，深入分析各自的有点和不足，为工程应用进行有效指导。

最后对输电线路覆冰监测研究方向进行几点展望展望。

关键词：输电线路，覆冰监测，力学模型，图像处理，研究综述Abstract:The phenomenon of transmission line icing is more common in our country,witch seriously affects the power system’s operation. To prevent transmission line Icing phenomenon, home and abroad this long-term research and made some research.this paper summary Transmission Line monitoring methods,respectively their working principle,in-depth analysis of each a little and inadequate,for engineering application effective instruction.Finally, the Transmission Line Monitoring of direction points Prospects Looking.Key words：transmission line,iced monitoring,Mechanical model,Image processing,Research0 前言我国输电线路的覆冰现象已经十分普遍。