專利名稱：監(jiān)測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓輸電線路，涉及高壓輸電線路覆冰監(jiān)測告警技術(shù)，特別涉及 一種監(jiān)測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法。
背景技術(shù)：
圖1為目前的測量方法原理圖。
高壓輸電線路在嚴(yán)重覆冰的情況下會發(fā)生電線斷線或鐵塔倒塔事故，危及電 網(wǎng)安全。目前的輸電線路覆冰告警監(jiān)測裝置都是僅以測量導(dǎo)線凝冰厚度為目的i其 測量原理如圖1所示。圖中所示弧線為一段導(dǎo)線，通過監(jiān)測該導(dǎo)線的傾角變化能夠 計(jì)算出導(dǎo)線上的覆冰厚度。導(dǎo)線的傾角、導(dǎo)線水平方向應(yīng)力及導(dǎo)線單位長度的質(zhì)量 (比載)之間的關(guān)系滿足懸鏈線方程
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其中^__導(dǎo)線傾角，w—導(dǎo)線水平方向應(yīng)力，廣一導(dǎo)線比載。
當(dāng)氣象條件變化時，電線應(yīng)力和弧垂也隨著發(fā)生變化，該變化與電線的彈性 模量和溫度膨脹系數(shù)有關(guān)，其變化規(guī)律遵循電線狀態(tài)方程
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當(dāng)電線覆冰后，電線的比載發(fā)生了變化，y^"Y冰，將新的比載帶入狀態(tài)方程，就可以建立覆冰條件下覆冰厚度與電線傾角之間的關(guān)系。
目前的監(jiān)測方法存在的主要問題在于只能監(jiān)測一段導(dǎo)線的覆冰厚度，而危及 輸電線路安全的主要問題并非導(dǎo)線斷線，而是線路架設(shè)鐵塔倒塌。直線鐵塔在無覆 冰的情況下兩側(cè)導(dǎo)線的張力處于平衡狀態(tài)，但在覆冰狀態(tài)下處于特殊地形的直線塔 會承受不平衡張力，當(dāng)該不平衡張力超過一定值時會導(dǎo)致鐵塔倒塌。因此輸電線路 覆冰監(jiān)測系統(tǒng)在監(jiān)測導(dǎo)線覆冰厚度的同時還應(yīng)監(jiān)測鐵塔受力情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種監(jiān)測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法， 它解決了目前的監(jiān)測方法只能監(jiān)測一段導(dǎo)線的覆冰厚度而不能監(jiān)測鐵塔受力情況， 致使危及輸電線路安全導(dǎo)致鐵塔倒塌的問題。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種監(jiān)測蘊(yùn)冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法，監(jiān)測導(dǎo)線的覆冰厚度， 在監(jiān)測導(dǎo)線覆冰厚度的同時監(jiān)測直線塔的受力情況，通過測量導(dǎo)線和絕緣子傾角來 監(jiān)測導(dǎo)線覆冰厚度及直線塔受力情況，在位于中間的絕緣子及兩側(cè)的導(dǎo)線上安裝傾 角傳感器和溫度傳感器，同時測量相鄰兩檔的導(dǎo)線傾角及中間絕緣子的傾角，在計(jì) 算覆冰厚度的同時計(jì)算直線塔受力情況。
在監(jiān)測計(jì)算中增設(shè)直線塔受力計(jì)算模塊。
計(jì)算流程的步驟為
a. 讀入常數(shù)表，讀入初始數(shù)據(jù)表；
b. 讀入測量數(shù)據(jù)；
C.比較導(dǎo)線溫度是否與初始值相同，若否，調(diào)用導(dǎo)線狀態(tài)計(jì)算模塊，若是， 進(jìn)入下一步驟；
d. 比較絕緣子傾角是否與初始值相同，若否，調(diào)用絕緣子傾斜修正計(jì)算模塊， 若是，進(jìn)入下一步驟；
e. 計(jì)算桿塔受力情況；
f. 輸出計(jì)算結(jié)果至實(shí)時輸出數(shù)據(jù)表及歷史數(shù)據(jù)庫；
g. 計(jì)時器判斷是否到下一個測量計(jì)算間隔的時間。
本發(fā)明設(shè)計(jì)一種輸電線路覆冰告警系統(tǒng)，在線路上安裝覆冰厚度及鐵塔受力
4監(jiān)測裝置，在監(jiān)測導(dǎo)線覆冰厚度的同時監(jiān)測直線塔的受力情況，在鐵塔不平衡張力 超標(biāo)時及時報(bào)警，以避免發(fā)生倒塔事故。
按本發(fā)明的監(jiān)測方法，通過測量導(dǎo)線和絕緣子傾角監(jiān)測覆冰線路電線覆冰厚 度及直線塔受力情況，保證線路在覆冰條件下的安全性。本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ) 上拓展了監(jiān)測對象和告警功能，從而提高了輸電線路的安全性。


圖1是目前的輸電線路覆冰告警監(jiān)測裝置測量導(dǎo)線覆冰厚度的測量原理圖。 圖2是以中間直線塔及兩側(cè)導(dǎo)線為監(jiān)測對象的示意圖， 圖3是直線塔的受力情況示意圖。
圖4是按本發(fā)明的監(jiān)測方法監(jiān)測系統(tǒng)的硬件構(gòu)成示意圖。
圖5是按本發(fā)明的監(jiān)測方法監(jiān)測系統(tǒng)的軟件及數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)示意閣。
圖6是按本發(fā)明的監(jiān)測方法監(jiān)測系統(tǒng)的計(jì)算流程圖。
具體實(shí)施例方式
參看圖2和圖3，按本發(fā)明的監(jiān)測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方 法，在監(jiān)測導(dǎo)線覆冰厚度的同時監(jiān)測直線塔的受力情況，系通過測量導(dǎo)線和絕緣子 傾角來實(shí)現(xiàn)監(jiān)測導(dǎo)線覆冰厚度及直線塔受力情況。
圖2中顯示了一段架設(shè)在山上的一部分線路，系由三個鐵塔(#301、 #302、 #303)和兩段導(dǎo)線構(gòu)成。本方法的監(jiān)視對象為#302塔，該塔的受力情況如圖3所 示，通過監(jiān)視該塔兩側(cè)導(dǎo)線的傾角變化，不僅能計(jì)算導(dǎo)線覆冰厚度，同時還能計(jì)算 出該塔的受力情況。
以圖2中的中間直線塔及兩側(cè)導(dǎo)線為監(jiān)測對象，在位于中間的絕緣子及兩側(cè) 的導(dǎo)線上安裝傾角傳感器和溫度傳感器，同時測量相鄰兩檔的導(dǎo)線傾角及中間絕緣 子的傾角，在計(jì)算覆冰厚度的同時計(jì)算直線塔受力情況。
在常溫下，左右兩側(cè)的電線的水平方向的拉力大小相等、方向相反，因此絕 緣子在水平方向不受力，即絕緣子在常溫下保持垂直狀態(tài)。當(dāng)電線覆冰后，電線的 比載增加，左側(cè)增加的荷載主要分解到垂直方向，右側(cè)增加的荷載主要分解到水平 方向，因此左右兩檔的水平方向受力不再平衡，右側(cè)的水平方向拉力大于左側(cè)，造
5成絕緣子向右側(cè)傾斜，使右側(cè)電線拉力減小，左側(cè)電線拉力增加，同時絕緣子受到 向左的水平拉力，從而達(dá)到新的受力平衡。作用在絕緣子上的水平拉力也就是作用 在該直線塔上的向右的不平衡張力。二者拉力大小相等、方向相反。
圖4顯示了按本發(fā)明的監(jiān)測方法監(jiān)測系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，它包括釆集及監(jiān)測系 統(tǒng)。監(jiān)測儀表包括溫度、風(fēng)速、導(dǎo)線傾角傳感器，數(shù)據(jù)釆集模塊將傳感器采集到的 模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并傳送至服務(wù)器，服務(wù)器中安裝了數(shù)據(jù)處理軟件及用戶監(jiān)測系 統(tǒng)程序， 一方面將數(shù)據(jù)采集模塊傳送的數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫，另一方面進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 及計(jì)算分析，為用戶提供計(jì)算、查詢等服務(wù)，用戶通過與服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)的個人電腦訪 問監(jiān)測系統(tǒng)。
圖5顯示了按本發(fā)明的監(jiān)測方法監(jiān)測系統(tǒng)的軟件及數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。 按本發(fā)明的監(jiān)測方法，在監(jiān)測計(jì)算中增設(shè)直線塔受力計(jì)算模塊。 參看圖6，按本發(fā)明的監(jiān)測方法監(jiān)測系統(tǒng)的計(jì)算流程的步驟如下
a. 讀入常數(shù)表，讀入初始數(shù)據(jù)表。
b. 讀入測量數(shù)據(jù)。
c. 比較導(dǎo)線溫度是否與初始值相同，若否，調(diào)用導(dǎo)線狀態(tài)計(jì)算模塊；若是，
進(jìn)入下一步驟。
d. 比較絕緣子傾角是否與初始值相同，若否，調(diào)用絕緣子傾斜修正計(jì)算模塊； 若是，進(jìn)入下一步驟。
e. 計(jì)算桿塔受力情況。
f. 輸出計(jì)算結(jié)果至實(shí)時輸出數(shù)據(jù)表及歷史數(shù)據(jù)庫。
g. 計(jì)時器判斷是否到下一個測量計(jì)算間隔的時間。
當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述實(shí)施例僅是用來說明 本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實(shí) 施例的變換、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法，監(jiān)測導(dǎo)線的覆冰厚度，其特征在于，在監(jiān)測導(dǎo)線覆冰厚度的同時監(jiān)測直線塔的受力情況，通過測量導(dǎo)線和絕緣子傾角來監(jiān)測導(dǎo)線覆冰厚度及直線塔受力情況，在位于中間的絕緣子及兩側(cè)的導(dǎo)線上安裝傾角傳感器和溫度傳感器，同時測量相鄰兩檔的導(dǎo)線傾角及中間絕緣子的傾角，在計(jì)算覆冰厚度的同時計(jì)算直線塔受力情況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法， 其特征在于，在監(jiān)測計(jì)算中增設(shè)直線塔受力計(jì)算模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法，其特征在于，計(jì)算流程的步驟為a. 讀入常數(shù)表，讀入初始數(shù)據(jù)表；b. 讀入測量數(shù)據(jù)；C.比較導(dǎo)線溫度是否與初始值相同，若否，調(diào)用導(dǎo)線狀態(tài)計(jì)算模塊，若是， 進(jìn)入下一步驟；d. 比較絕緣子傾角是否與初始值相同，若否，調(diào)用絕緣子傾斜修正計(jì)算模塊，若是，進(jìn)入下一步驟；e. 計(jì)算桿塔受力情況；f. 輸出計(jì)算結(jié)果至實(shí)時輸出數(shù)據(jù)表及歷史數(shù)據(jù)庫；g. 計(jì)時器判斷是否到下 一 個測量計(jì)算間隔的時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力的方法，在監(jiān)測導(dǎo)線覆冰厚度的同時監(jiān)測直線塔的受力情況，通過測量導(dǎo)線和絕緣子傾角來監(jiān)測導(dǎo)線覆冰厚度及直線塔受力情況，在位于中間的絕緣子及兩側(cè)的導(dǎo)線上安裝傾角傳感器和溫度傳感器，同時測量相鄰兩檔的導(dǎo)線傾角及中間絕緣子的傾角，在計(jì)算覆冰厚度的同時計(jì)算直線塔受力情況。按本發(fā)明的監(jiān)測方法，通過測量導(dǎo)線和絕緣子傾角監(jiān)測覆冰線路電線覆冰厚度及直線塔受力情況，在鐵塔不平衡張力超標(biāo)時及時報(bào)警，以避免發(fā)生倒塔事故，保證線路在覆冰條件下的安全性。
文檔編號G01B21/08GK101666636SQ200810042499
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日
發(fā)明者穎 李, 珩 金 申請人:華東電力試驗(yàn)研究院有限公司