CN106768084A - 一种覆冰在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种覆冰在线监测装置，包括：机壳、滑轨、拉力传感器、弧垂监测装置传感器、取样装置、图像摄取摄像头；所述机壳通过滑轨安装在电力塔的悬臂梁上，其由封闭式壳体，以及感应开关门组成；所述拉力传感器的感应端，安装在绝缘子受力部位；所述拉力传感器的电路部分，安装在机壳内；所述弧垂监测装置传感器的数据采集部位，安装靠近绝缘子的电力线上；所述弧垂监测装置传感器的电路部分安装在机壳内；所述取样装置，安装在电力塔的悬臂梁上；所述取样装置包括：两个弹簧重力仪、与待测电力线相同型号的样件导线、限位导轨；所述图像摄取摄像头，安装在机壳内，由固定底座、伸缩杆、万向调节机构，后半圆固定壳体、前半圆透明伸缩壳体、摄像头组成。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备领域，特别涉及一种覆冰在线监测装置。
背景技术
冷的雨滴降落到了温度低于冰点(0℃)的物体上就形成雨凇(关于雨凇的说明请看对应说明)。如果是凝结在电线上，就使电线覆冰。这就是电线覆冰。如果一个范围内的所有电线都被冰包住，这就是线路覆冰。电线积冰(电线覆冰厚度)，也称冰凌、冰挂。水汽和雨滴在严寒情况下，凝聚粘附在电线上而形成的一种冻结物。我国的电线结冰多为雾淞和雨凇(或者它们的混合冻结物)所引起，分别称为雾冰和雨冰，冻雨也常引起电线结冰。
电线积冰可使电线受风面和振荡程度增大，当冰量累积到一定程度时，还会产生跳头、扭转以致折断电线和压倒电杆，导致停电和通讯中断等事故。
影响覆冰的因素有很多，当具备了形成覆冰的温度和水汽条件后，风对导线覆冰起着重要的作用。它可将大量的过冷却水滴不断地输向线路，与导线碰撞而被截获并逐步增大形成覆冰现象。据观测，覆冰首先在导线迎风面上成长，当迎风面达到某一覆冰厚度时，导线因重力作用而产生扭转，从而出现了新的迎风面。这样，导线通过不断扭转而使覆冰逐步增大，最终导线上形成圆形或椭圆形的覆冰。除了风速的大小对覆冰有影响外，风向与导线平行时，或当与导线之间的夹角小于45°或大于150°时，覆冰较轻；风向与导线垂直或风向与导线之间的夹角大于45°或 小于150°时，覆冰比较严重。除了风速大小和风向会影响覆冰外，线路走向和导线悬挂高度及导线直径都会影响到导线的覆冰力学。一般来说，我国东西走向的导线覆冰，普遍较南北走向的导线覆冰严重，因此在重冰区线路走线时，尽量避免呈东西走向。导线悬挂高度越高，覆冰越严重，因为空气中液水含量随高度的增加而升高，有利于覆冰的形成。另外，导线越粗覆冰也越严重。由于电力线的覆冰状况，受上述因素影响，因此，在当前的覆冰监测中，大都是进行电力线周围环境因素参数的测取，然后模拟估算电力线的覆冰厚度以及重量。然由于覆冰受多因素影响，在进行因素参数测取时，耗时耗力，且估算值一般具有较大误差。
发明内容
发明目的：针对上述情况，为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种覆冰在线监测装置，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
技术方案：一种覆冰在线监测装置，包括：机壳、滑轨、拉力传感器、弧垂监测装置传感器、取样装置、图像摄取摄像头；
其中，所述机壳通过滑轨安装在电力塔的悬臂梁上，其由封闭式壳体，以及感应开关门组成；
所述拉力传感器的感应端，安装在绝缘子受力部位；所述拉力传感器的电路部分，安装在机壳内；
所述弧垂监测装置传感器的数据采集部位，安装电力线上靠近绝缘子的部位；所述弧垂监测装置传感器的电路部分安装在机壳内；
所述取样装置，安装在电力塔的悬臂梁上；所述取样装置包括：两个弹簧重力仪、与所监测电力线相同型号的样件导线、限位导轨；其中所述两个弹簧重力仪的安装方向以及安装高度与所监测的电力线安装方向以及安装高度一致；所述弹簧重力仪一端固定安装在电力塔的悬臂梁上，另一端连接于样件导线；所述限位导轨，用于限制样件导线的舞动范围；
所述图像摄取摄像头，安装在机壳内，其由固定底座、伸缩杆、万向调节机构，后半圆固定壳体、前半圆透明伸缩壳体、摄像头组成；其中所述固定底座安装在机壳内；所述伸缩杆一端固定在固定底座上，另一端连接于万向调节机构；所述后半圆固定壳体连接在万向调节机构上，其设置有内置卡槽，以及内表面贴附安装有毛刷；所述摄像头固定安装在后半圆固定壳体内；所述前半圆透明伸缩壳体，通过设置在后半圆固定壳体上的内置卡槽安装在后半圆固定壳体上。
作为本发明的一种优选方式，所述覆冰在线监测装置，还包括：第一温度传感器、湿度传感器、风速风向传感器、雨量传感器、海拔高度测试仪；所述各个传感器用于监测电力线所处的周围环境的各个因素当前参数值。
作为本发明的一种优选方式，所述机壳以及各个传感器均采用防磁材料；所述数据传输线缆采用3层屏蔽室外线缆；其中，所述机壳经过电力塔与大地连接，各种传感器全部采用防雷器件。
作为本发明的一种优选方式，所述机壳还设置有第二温度传感器以及电阻加热装置；所述第二温度传感器用于实时监测机壳内的当前温度；所述电阻加热装置，用于当第二温度传感器监测到当前温度低于各个传感器的最低承受的工作温度时，进行加热动作。
作为本发明的一种优选方式，所述覆冰在线监测装置，还包括一中央处理器，其用于依据弹簧重力仪实时的测量数据，计算出电力线上覆冰重量、厚度，以及增长速度；所述中央处理器，还依据第一温度传感器、湿度传感器、风速风向传感器、雨量传感器、海拔高度测试仪，监测的各个因素当前参数值，预判覆冰的增长趋势。
作为本发明的一种优选方式，所述覆冰在线监测装置，还包括：冰闪监测装置；所述冰闪检测装置包括：安装在绝缘子电力线安装凹槽内的集流环，以及电流传感器；当所述电流传感器检测到集流环所收集的泄露电流超过规定值时，向中央处理器发送报警信号。
作为本发明的一种优选方式，所述机壳，以及各个传感器均安装在防雷设施的有效保护范围内。
本发明实现以下有益效果： 本发明设置一样件导线，并针对样件导线进行实时的重量测量，从而类比出所要监测的电力线覆冰状况；另外，所述装置还设置有，图像摄取摄像头，对所监测的电力线进行图像的摄取，发送至中央处理器，以便于监测人员对现场真实覆冰情况的了解。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本发明提供一种覆冰在线监测装置的整体结构示意图；
图2为本发明提供取样装置的结构示意图；
图3为本发明提供图像摄取摄像头的结构示意图。
图中
1—机壳，2—滑轨，3—拉力传感器，4—弧垂监测装置传感器，5—取样装置，6—图像摄取摄像头，7—第一温度传感器，8—湿度传感器，9—风速风向传感器，10—雨量传感器，11—海拔高度测试仪，12—第二温度传感器，13—电阻加热装置，14—中央处理器，15—冰闪监测装置，110—封闭式壳体，120—感应开关门，310—感应端，510—弹簧重力仪，520—样件导线，530—限位导轨，610—固定底座，620—伸缩杆，630—万向调节机构，640—后半圆固定壳体，650—前半圆透明伸缩壳体，660—摄像头，641—卡槽，642—毛刷。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
请参考图1-图3，图1为本发明提供一种覆冰在线监测装置的整体结构示意图；图2为本发明提供取样装置的结构示意图；图3为本发明提供图像摄取摄像头的结构示意图。
具体的，本实施例提供一种覆冰在线监测装置，包括：机壳1、滑轨2、拉力传感器3、弧垂监测装置传感器4、取样装置5、图像摄取摄像头6；
其中，所述机壳1通过滑轨2安装在电力塔的悬臂梁上，其由封闭式壳体110，以及感应开关门120组成；
所述拉力传感器3的感应端310，安装在绝缘子受力部位；所述拉力传感器3的电路部分，安装在机壳1内；
所述弧垂监测装置传感器4的数据采集部位，安装电力线上靠近绝缘子的部位；所述弧垂监测装置传感器4的电路部分安装在机壳1内；
所述取样装置5，安装在电力塔的悬臂梁上；所述取样装置5包括：两个弹簧重力仪510、与所监测电力线相同型号的样件导线520、限位导轨530；其中所述两个弹簧重力仪510的安装方向以及安装高度与所监测的电力线安装方向以及安装高度一致；所述弹簧重力仪510一端固定安装在电力塔的悬臂梁上，另一端连接于样件导线520；所述限位导轨530，用于限制样件导线520的舞动范围；
所述图像摄取摄像头6，安装在机壳1内，其由固定底座610、伸缩杆620、万向调节机构630，后半圆固定壳体640、前半圆透明伸缩壳体650、摄像头660组成；其中所述固定底座610安装在机壳1内；所述伸缩杆620一端固定在固定底座610上，另一端连接于万向调节机构630；所述后半圆固定壳体640连接在万向调节机构630上，其设置有内置卡槽641，以及内表面贴附安装有毛刷642；所述摄像头660固定安装在后半圆固定壳体640内；所述前半圆透明伸缩壳体640，通过设置在后半圆固定壳体640上的内置卡槽641安装在后半圆固定壳体640上。
作为本实施例的一种优选方式，所述覆冰在线监测装置，还包括：第一温度传感器7、湿度传感器8、风速风向传感器9、雨量传感器10、海拔高度测试仪11；所述各个传感器用于监测电力线所处的周围环境的各个因素当前参数值。
作为本实施例的一种优选方式，所述机壳1以及各个传感器均采用防磁材料；所述数据传输线缆采用3层屏蔽室外线缆；其中，所述机壳1经过电力塔与大地连接，各种传感器全部采用防雷器件。
作为本实施例的一种优选方式，所述机壳1还设置有第二温度传感器12以及电阻加热装置13；所述第二温度传感器12用于实时监测机壳1内的当前温度；所述电阻加热装置13，用于当第二温度传感器12监测到当前温度低于各个传感器的最低承受的工作温度时，进行加热动作。
作为本实施例的一种优选方式，所述覆冰在线监测装置，还包括一中央处理器14，其用于依据弹簧重力仪实时的测量数据，计算出电力线上覆冰重量、厚度，以及增长速度；所述中央处理器14，还依据第一温度传感器7、湿度传感器8、风速风向传感器9、雨量传感器10、海拔高度测试仪11，监测的各个因素当前参数值，预判覆冰的增长趋势。
作为本实施例的一种优选方式，所述覆冰在线监测装置，还包括：冰闪监测装置15；所述冰闪检测装置15包括：安装在绝缘子电力线安装凹槽内的集流环15-1，以及电流传感器15-2；当所述电流传感器15-2检测到集流环15-1所收集的泄露电流超过规定值时，向中央处理器14发送报警信号。
作为本实施例的一种优选方式，所述机壳1，以及各个传感器均安装在防雷设施的有效保护范围内。
具体的，所述覆冰在线监测装置的工作原理在于，通过三方面对所监测的电力线进行覆冰状况的监测；
第一方面，通过设置取样装置5，类比所监测电力线的覆冰状况；所述取样装置5包括：两个弹簧重力仪510、与所监测电力线相同型号的样件导线520、限位导轨530；其中所述两个弹簧重力仪510的安装方向以及安装高度与所监测的电力线安装方向以及安装高度一致；所述弹簧重力仪510一端固定安装在电力塔的悬臂梁上，另一端连接于样件导线520；所述限位导轨530，用于限制样件导线520的舞动范围；通过设置取样装置5，一方面实质的测量了覆冰状况，另一方面，简化了对整个所监测电力线的覆冰测量。
第二方面，设置图像摄取摄像头；所述图像摄取摄像头6，安装在机壳1内，其由固定底座610、伸缩杆620、万向调节机构630，后半圆固定壳体640、前半圆透明伸缩壳体650、摄像头660组成；其中所述固定底座610安装在机壳1内；所述伸缩杆620一端固定在固定底座610上，另一端连接于万向调节机构630；所述后半圆固定壳体640连接在万向调节机构630上，其设置有内置卡槽641，以及内表面贴附安装有毛刷642；所述摄像头660固定安装在后半圆固定壳体640内；所述前半圆透明伸缩壳体640，通过设置在后半圆固定壳体640上的内置卡槽641安装在后半圆固定壳体640上。具体的，即所述摄像头安装在机壳1内,在需要进行现场图像的摄取时，图像摄取摄像头在伸缩杆620的驱动下，伸出机壳1，进行图像摄取。另外，所述伸缩杆620一端还设置有万向调节机构630，可以摄取任意角度的现场图片。另外为防止摄像头玻璃的结冰，所述后半圆固定壳体640设置有内置卡槽641，以及内表面贴附安装有毛刷642，即前半圆透明伸缩壳体640，再进行伸缩动作时，所述毛刷642对其进行清刷动作。
第三方面，设置各个因素测取的传感器。即设置第一温度传感器7、湿度传感器8、风速风向传感器9、雨量传感器10、海拔高度测试仪11；所述各个传感器用于监测电力线所处的周围环境的各个因素当前参数值。所述中央处理器14，依据第一温度传感器7、湿度传感器8、风速风向传感器9、雨量传感器10、海拔高度测试仪11，监测的各个因素当前参数值，预判覆冰的增长趋势。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种覆冰在线监测装置，其特征在于，包括：机壳（1）、滑轨（2）、拉力传感器（3）、弧垂监测装置传感器（4）、取样装置（5）、图像摄取摄像头（6）；
其中，所述机壳（1）通过滑轨（2）安装在电力塔的悬臂梁上，其由封闭式壳体（110），以及感应开关门（120）组成；
所述拉力传感器（3）的感应端（310），安装在绝缘子受力部位；所述拉力传感器（3）的电路部分，安装在机壳（1）内；
所述弧垂监测装置传感器（4）的数据采集部位，安装电力线上靠近绝缘子的部位，用于监测电力线的弧垂大小；所述弧垂监测装置传感器（4）的电路部分安装在机壳（1）内；
所述取样装置（5），安装在电力塔的悬臂梁上；所述取样装置（5）包括：两个弹簧重力仪（510）、与所监测电力线相同型号的样件导线（520）、限位导轨（530）；其中所述两个弹簧重力仪（510）的安装方向以及安装高度与所监测的电力线安装方向以及安装高度一致；所述弹簧重力仪（510）一端固定安装在电力塔的悬臂梁上，另一端连接于样件导线（520）；所述限位导轨(530)，用于限制样件导线（520）的舞动范围；
所述图像摄取摄像头（6），安装在机壳（1）内，其由固定底座（610）、伸缩杆（620）、万向调节机构（630），后半圆固定壳体（640）、前半圆透明伸缩壳体（650）、摄像头（660）组成；其中所述固定底座（610）安装在机壳（1）内；所述伸缩杆（620）一端固定在固定底座（610）上，另一端连接于万向调节机构（630）；所述后半圆固定壳体（640）连接在万向调节机构（630）上，其设置有内置卡槽（641），以及内表面贴附安装有毛刷（642）；所述摄像头（660）固定安装在后半圆固定壳体（640）内；所述前半圆透明伸缩壳体（640），通过设置在后半圆固定壳体（640）上的内置卡槽（641）安装在后半圆固定壳体（640）上。
2.根据权利要求1所述的一种覆冰在线监测装置，其特征在于，所述覆冰在线监测装置，还包括：第一温度传感器（7）、湿度传感器（8）、风速风向传感器（9）、雨量传感器（10）、海拔高度测试仪（11）；所述各个传感器用于监测电力线所处的周围环境的各个因素当前参数值。
3.根据权利要求1所述的一种覆冰在线监测装置，其特征在于，所述机壳（1）以及各个传感器均采用防磁材料；所述数据传输线缆采用3层屏蔽室外线缆；其中，所述机壳（1）经过电力塔与大地连接，各种传感器全部采用防雷器件。
4.根据权利要求1所述的一种覆冰在线监测装置，其特征在于，所述机壳（1）还设置有第二温度传感器（12）以及电阻加热装置（13）；所述第二温度传感器（12）用于实时监测机壳（1）内的当前温度；所述电阻加热装置（13），用于当第二温度传感器（12）监测到当前温度低于各个传感器的最低承受的工作温度时，进行加热动作。
5.根据权利要求1所述的一种覆冰在线监测装置，其特征在于，所述覆冰在线监测装置，还包括一中央处理器（14），其用于依据弹簧重力仪实时的测量数据，计算出电力线上覆冰重量、厚度，以及增长速度；所述中央处理器（14），还依据第一温度传感器（7）、湿度传感器（8）、风速风向传感器（9）、雨量传感器（10）、海拔高度测试仪（11），监测的各个因素当前参数值，预判覆冰的增长趋势。
6.根据权利要求1所述的一种覆冰在线监测装置，其特征在于，所述覆冰在线监测装置，还包括：冰闪监测装置（15）；所述冰闪检测装置（15）包括：安装在绝缘子电力线安装凹槽内的集流环（15-1），以及电流传感器（15-2）；当所述电流传感器（15-2）检测到集流环（15-1）所收集的泄露电流超过规定值时，向中央处理器（14）发送报警信号。
7.根据权利要求1所述的一种覆冰在线监测装置，其特征在于，所述机壳（1），以及各个传感器均安装在防雷设施的有效保护范围内。
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