输电导线覆冰在线监测系统

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构造,研发了鉴于全世界挪动通讯系统(GSM)短信业务(SMS)的输电线路覆冰在线监测系统。系统运转结果表示：现场分机可准时或及时监测覆冰导线的重力变化、绝缘子串倾斜角、风偏角、导线飞舞频次以及风速等环境信息，并经过GSMSMS发送至监测中心,由专家软件来剖析覆冰状况，及时给出除冰信息,保障覆冰区线路的运转安全。系统构成整个系统主要由省企业监测中心主机、地市局监测中心主机、线路监测分机、专家软件构成,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,监测分机准时/及时达成环境温度、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、导线飞舞频次等信息的采集,将其打包为GSMSMS,经过GSM通讯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状况。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、及时数据恳求等)。各地市局的监测中心与省企业监测中心采纳局域网(LAN)方式组网,省企业监测中心能够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、导线飞舞频次以及环境参数等数据,借助专家软件认识该省相应线路的覆冰状况。专家软件利用各样修正理论模型、试验结果和现场运转结果来判断输电线路的覆冰状况,及时给出预告警信息,有效防止冰害事故的发生。导线覆冰模型计算与剖析设主杆塔等效档距表示图见图2，并定义主杆塔绝缘子串上的竖直方向上张力值TV与双侧导线某点到主杆塔A点间导线上的竖直方向载荷互相均衡的点称为均衡点。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所对应均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为正当,不然为负。若以SD1表示对应等效档距lD1的导线长度,则：因为主杆塔上绝缘子串存在倾斜角θ,因此主杆塔双侧导线上的水平拉力重量不一样,由水平方向的力均衡可知:依据成立的均衡点法,并设导线自重载荷集度为q0,风载荷集度为qwind,覆冰载荷集度为qice,有冰、风载荷作用与只有自重载荷作用时杆塔上竖向载荷的差值为TV,则而风载荷qwind能够经过风速传感器、导线直径微风夹角等算出,故可求解得:qiceqwqwind(9)2.3计算冰厚依据

2.2

节求得的覆冰重量

,并联合覆冰的密度

(0.9g/cm3)

、导线直径来求解覆冰厚度。依据电力系统线路设计标准设定覆冰形状为平均圆柱

,如图

3所示。则可求解出标准冰厚

:14qiced21(10)b9.8d202式中:γ0为冰的密度(雨凇)；d为导线的计算等效直径；b为覆冰厚度；qice为覆冰载荷。2.4计算导线随意点弧垂依据图4所示,设导线上随意一点距弧垂最低点O点距离为x′,距主杆塔悬点A距离为x,则有x

1lD12

x式中:q为导线上竖向所受载荷集度(qq0qw)；lD1为主杆塔对应的等效档距；fD1为主杆塔对应的等效弧垂。考虑杆塔构造和绝缘子种类的差别、现场安装方便及传感器安装构造的强度等要素,采纳应变片式压力传感器,其外形尺寸和构造强度切合标准金具尺寸要求。图5给出山西忻州实质运转系统的安装构造设计,其最大长处是不改变原有构造的对地安全距离和构造强度要求。输电线路覆冰在线监测系统于2005年10月在西安金源电气有限企业研制成功,并于2006年2月在山西省忻州供电企业的重覆冰区安装试运转,当前设施运行优秀。2006年3月24日至2006年5月23日时期监测系统部分运转结果见附录A。表示该杆塔承受的垂直拉力在风力影响下在1.4t~1.5t之间变化,导线的飞舞频次均在20次/min以下,对线路的构造强度影响不大。但在4月13日,垂直拉力忽然增大到1.6t以上,与此相对应的风速和导线飞舞频次并无增添(风速保持在10m/s左右)。专家软件依据力学计算模型得出该线路在4月12日至4月14日时期产生覆冰现象,最大覆冰厚度达8mm,这与忻州覆冰观察人员现场观察结果是完整一致的。输电线路导线覆冰及飞舞在线监测系统的成功运转表示:一方面,其可代替已在严重覆冰区成立的造价高、成效差的观冰站,可增强对覆冰线路的及时监测,充分掌握沿线气象条件并将覆冰事故除去在萌芽状态,提升供电设施运