输电导线覆冰在线监测系统

电力OPGW光缆覆冰性能研究及在线监测技术应用1. 引言1.1 研究背景电力输电线路在雨雪天气中易受到冰封覆冰的影响，造成传输线路故障甚至短路的风险增加。

特别是在寒冷地区，冰覆盖可能会对输电线路造成灾难性后果。

对于电力输电线路的覆冰情况进行有效监测和预防显得尤为重要。

在过去，针对电力输电线路的覆冰状况，主要采用人工巡检和定期清理的方式来解决。

由于人力资源有限和天气条件限制，这种方法往往无法及时、准确地监测到线路的覆冰情况，难以及时采取应对措施。

开展OPGW光缆覆冰性能研究及在线监测技术应用，有望为电力输电线路提供更有效的监测和预防措施，提高线路的安全可靠性。

通过对OPGW光缆的覆冰性能进行深入研究，并结合在线监测技术的应用，可以有效提高电力输电线路的覆冰监测水平，为输电线路的安全稳定运行提供技术支持和保障。

1.2 研究意义电力OPGW光缆在输电线路中起着至关重要的作用，而其覆冰性能一直是影响线路安全稳定运行的重要因素之一。

随着气候变化和极端天气事件的频发，覆冰对于光缆的影响不可忽视。

对于OPGW光缆的覆冰性能进行研究并开发相应的在线监测技术具有重要的研究意义。

研究OPGW光缆的覆冰性能可以为电力行业提供科学依据，指导光缆的设计，改进材料以及施工工艺，提高光缆的覆冰抗风雪能力，提升输电线路的安全可靠性。

通过在线监测技术对光缆的覆冰情况进行实时监测和预警，可以及时发现问题并采取措施，避免因为覆冰导致的故障和事故，保障电网的正常运行。

电力OPGW光缆覆冰性能研究及在线监测技术应用具有重要的实用价值和社会意义，对于提高电力系统的安全可靠性和稳定性，保障电网运行具有重要意义。

2. 正文2.1 OPGW光缆覆冰性能研究在OPGW光缆覆冰性能研究方面，主要关注光缆在不同环境条件下的覆冰情况及其对电力传输的影响。

这项研究的目的是为了确定光缆在冰雪覆盖区域的可靠性和稳定性，以保障电力系统的正常运行。

研究人员需要考虑不同区域的气候条件对光缆覆冰情况的影响。

输电线路在线监测1．SC-FP 输电线路风偏在线监测系统SC-FP系统概述：输电线路风偏在线监测系统能够对输电线路的绝缘子串风偏角、摇摆角和导线风偏角、摇摆角以及现场温度、风速、风向等微气象参数进行实时监测，并可根据监测点需要，选配视频录像监控功能。

国内首创采用光电子传感技术。

输电线路风偏在线监测系统主要由四部分组成，包括导线风偏监测仪、气象环境观测站、线路监测基站和当地监测中心（远程监测中心）。

当地监测中心只设置一个，能同时满足多个现场的不同监测系统的数据的处理和分析。

在线路的风偏事故多发地段应用输电线路风偏在线监测系统，通过监测中心对送电线路所经区域气象资料的观测、记录、收集，积累运行资料，完善风偏计算方法，同时准确地记录输电线路杆塔上最大瞬时风速、风压不均匀系数、强风下的导线运动轨迹等，为制定合理的设计标准提供技术数据。

对提高线路的现代化管理水平，具有重要的意义。

☆ SC-FP系统特点：1、具有加电自启动、在线自诊断功能；2、数据暂存功能，可以在通讯异常时能存储3天以上的数据；3、设备采用休眠、待机、定时传输相结合的低功耗模式设计，测量精度高；4、数据采集前端采用多层屏蔽、抗干扰、抗雷击技术、确保系统运行稳定可靠；5、后台软件根据用户需求，系统运行参数、报警参数、数据采集密度等可以远程设置；6、对监测的数据进行统计、分析和输出，能以数字列表、曲线和图表的形式显示相关参数；7、具有数据采集、测量和通信功能，通过通信网络将测量结果传输到后端综合分析软件系统；8、设备设计合理免维护，可带电安装，安装后不会对线路自身结构特性和后期运行维护造成安全隐患；☆ SC-FP主要技术参数：◆使用范围：10～750KV以上；◆监测数据：绝缘子串导地线出口处或转角塔跳线最低点的风偏角和仰角；◆风偏角：－90°～＋90°测量精度：±0.01°；◆仰角：－90°～＋90°测量精度：±0.01°；◆工作线路电压： 10～750KV以上；◆工作线路电流：≤ 1500A（指单导线或分裂导线子导线）；◆监测单元运行环境温度：-40℃～+85℃；◆监测单元运行环境湿度：不大于98％RH；◆监测主机电源：太阳能+蓄电池；◆监测主机无阳光情况下可连续运行时间：>30天；◆通讯方式：GSM/GPRS/CDMA无线通信；◆防护等级：IP65；◆蓄电池使用寿命：5年以上。

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）。

分布式覆冰在线监测系统TLKS-PMG-FB100产品别称：架空输电线路导线覆冰在线监测系统概述在我国的中西部地区，由于地理气候的问题，大部分地区会下雪，有些地方甚至常年积雪。

积雪会导致输电线路覆冰，这在中国南方已经是非常普遍的现象了。

输电线路覆冰将会导致输电线路的性能下降，严重的话还会导致故障发生，出现停电事故。

从往年的情况看，停电给工农业和民众日常生活带来了极大的影响。

所以，深圳市特力康科技有限公司自主研发出分布式覆冰在线监测系统，通过实时监测，可避免输电线路严重覆冰情况的发生。

原理简介分布式覆冰在线监测系统针对于在恶劣大气环境中运行的高压输电线路覆冰状态进行在线监测而设计的监测装置，前端装置实时监测综合悬挂载荷、不均衡张力差、绝缘子串风偏角、绝缘子串偏斜角等数据、并通过GPRS/WIFI/OPGW 光纤网络将数据传送致后端监控中心，监控中心通过平台软件对线路覆冰厚度的数据实时分析。

性能特点1、可设不同级别的管理人。

2、能在高温、低温环境下工作，有自加热功能。

3、具有高清晰数字视频及图片即时获取功能。

4、具有远程控制采集视频、微气象、拉力、倾角数据功能。

5、采用无线3G/GPRS/CDMA网络传送视频及数据给监控中心系统。

6、采用高效的太阳能及蓄电池供电方式，可以远程控制球机电源。

7、具有自动分析报警提示值班人员功能。

8、多层高质量金属密封，全方位保护技术参数结语深圳市特力康科技有限公司研发的分布式覆冰在线监测系统，通过全新的技术，高级的材料，精致的工艺，使得输电线路覆冰监测不再是难题，一经投入市场，马上得到客户的强烈反响好评。

凡购买我司产品，自购机之日起享受12个月免费保修服务以及相关产品有偿维护，用户联系我公司技术人员即可办理相关手续。

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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。