CN107747923A - 一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置，包括：信号发射器、信号接收器一、信号接收器二、运算电路、距离感应器和计时器；所述信号发射器发射声波信号；所述信号接收器一接收所述声波信号的反射信号；所述信号接收器二接收所述声波信号；所述距离感应器测量所述信号发射器与所述信号接收器二之间的间距；所述计时器连接于所述信号发射器、信号接收器一和信号接收器二，计时器记录信号发送及接收时间，所述运算电路连接所述距离感应器、计时器用于计算架空输电线路的覆冰厚度。本方案可以简单的结构实现对输电线覆冰厚度的无人化检测，通用性高。

Description

一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置

技术领域

本发明涉及一种输电线检测装置，特别是一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置。

背景技术

电力的正常供应关乎着国民的正常生产，关系到人们生活，是一个重要的民生问题。近年来，我国受大气候及微气象条件等的影响，冰灾事故频繁发生，造成巨大经济损失。输电线路在一定气象条件下，冰晶物质在电线四周积聚，覆冰会导致电线和杆塔荷载增加，同时改变电线圆截面形状，扩大迎风面积，极易产生不稳定的弛振，造成跳头、闪络、扭转、断线及倒杆等事件，从而造成大面积停电事故。2008年的一场大范围的持续低温、雨雪冰冻天气袭击华中、华南和南方地区，造成电杆倒塌、供电中断等事故，严重影响了电力通信网络的安全稳定运行。

目前，架空线路覆冰监测主要有以下三种方法。一是建立覆冰观测站，该方法需要工作人员采集覆冰样品来实现对覆冰厚度、密度等的测量，人工测量虽然准确，但自动化程度低，测量不便，不利于大规模使用。二是对线路的倾角、弧垂和气象信息等参数进行测量，根据公式推导覆冰厚度。三是通过摄像机拍摄覆冰图像，该方法通过摄像图采集覆冰图像并利用无线通信将图像信息发送到监控中心的计算机上，通过图像了解线路覆冰情况，并对灾害程度作出判断。该方法只采集覆冰图像，并没有对图像进行进一步分析，也没有提供覆冰厚度等重要参数，仅供判断有无覆冰。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简单的、实现无人化检测的、高精度的、自供电的输电线路覆冰厚度检测方案，提供一种架空输电线路覆冰厚度检测装置。

本发明采用的技术方案如下：

一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置，包括：信号发射器、信号接收器一、信号接收器二、运算电路、距离感应器和计时器；所述信号发射器和信号接收器一处于架空输电线路的同侧，所述信号发射器和信号接收器二处于架空输电线路的对侧；所述信号发射器用于：发射声波信号；所述信号接收器一用于：接收所述声波信号的反射信号；所述信号接收器二用于：接收所述声波信号；所述距离感应器用于：测量所述信号发射器与所述信号接收器二之间的间距；所述计时器连接于所述信号发射器、信号接收器一和信号接收器二，用于：记录所述信号发射器发射所述声波信号到所述信号接收器一接收到所述声波信号的反射信号的时间间隔，记录所述信号发射器发射所述声波信号到所述信号接收器二接收到所述声波信号的时间间隔；所述运算电路连接所述距离感应器、计时器用于计算架空输电线路的覆冰厚度。

上述方案实现原理为：通过距离感应器测量信号发射器和信号接收器二的间距，通过计时器记录信号发射器发出信号到两接收器接收到信号的时间间隔，再结合信号在各介质中的传播速度，从而通过模拟电路或其他方式计算出覆冰厚度。

采用上述方案，实现以简单结构实现对输电线覆冰厚度的检测，仅需采集少量数据即可实现检测功能。

进一步的，所述装置还包括：温度传感器，所述温度传感器用于：感应所述声波信号所处环境的温度；所述运算电路还连接所述温度传感器，用于结合所述声波信号所处环境温度计算架空输电线路的覆冰厚度。

采用上述方案，结合温度对声波信号传播速度的影响，以更加精确地检测出输电线覆冰厚度。

进一步的，所述装置还包括：存储器，连接于所述运算电路；所述存储器存储有声波信号的：温度与介质的传播速度关系信息。运算电路于存储中获取速度信息。

采用上述方案，将声波信号的温度与介质的传播速度关系预存，在需要时直接提取，从而提高了检测结果的输出效率。

进一步的，所述装置还包括：供电电源，连接于覆冰厚度检测装置的其他电子器件，用于为所述覆冰厚度检测装置供电。

采用上述方案，以解决对检测装置中电子器件的供电问题。

进一步的，上述供电电源为高压线路感应取电电源。

采用上述方案，实现检测装置的自供电，即无需额外对其进行充电。

进一步的，所述装置还包括：充电设备，连接于所述供电电源，用于为所述供电电源充电。

采用上述方案，以提供检测装置的备用电源，解决检测装置的充电问题。

进一步的，上述充电设备为高压线路感应取电电源。

采用上述方案，实现检测装置的自供电，即无需额外对提供备用电源。

进一步的，所述温度与介质的传播速度关系信息为：所述声波信号在不同温度环境下，在空气、冰和架空输电线材料中的传播速度。

采用上述方案，存储器仅存储检测覆冰厚度所需的数据，从而节省存储空间，同时，减少运算电路获取数据的搜索时间。

进一步的，所述声波信号为超声波信号。

进一步的，所述装置还包括：宽度变换机构，所述宽度变换机构包括两挡板：挡板一和挡板二，所述挡板一和挡板二分别位于所述架空输电线路两侧，所述宽度变换机构用于：根据所述架空输电线路上覆冰后覆冰层的外径截面的宽度，改变所述挡板一与挡板二的间距；所述信号发射器和信号接收器一安装于所述挡板一上，所述信号接收器二安装于所述挡板二上，所述距离感应器连接所述挡板一和挡板二。

采用上述方案，检测装置可根据覆冰情况自行调节信号发射器和信号接收器二的间距，避免了在覆冰厚度发生变化时，信号发射器和信号接收器与覆冰层间的摩擦；同时，实现该方案，实现对不同外径的输电线检测时，检测装置的自适应调节，提高了检测装置的通用性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、实现以简单结构实现对输电线覆冰厚度的检测；

2、结合温度对声波信号传播速度的影响，以更加精确地检测出输电线覆冰厚度；

3、实现在检测过程中的自供电，解决了电源问题；

4、实现对不同外径输电线路进行检测时，检测装置的自适应调节；

5、本方案结构简单、合理。

附图说明

图1是一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置的一种结构图；

图2是一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置的另一结构图；

图3是一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置的一个实施例主视图；

图4是一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置的一个实施例左视图。

图中标记：100为架空输电线路，200为覆冰，300为信号发射器，401为信号接收器1,402为信号接收器2,501为挡板一，501a为滑轮，502为挡板二，502a为滑轮，600为距离感应器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照附图1,本实施例一公开了一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置，包括：信号发射器300、信号接收器一401、信号接收器二402、运算电路、距离感应器600和计时器；所述信号发射器300和信号接收器一401处于架空输电线路100的同侧，所述信号发射器300和信号接收器二402处于架空输电线路100的对侧；所述信号发射器300用于：发射超声波信号；所述信号接收器一401用于：接收所述超声波信号的反射信号；所述信号接收器二402用于：接收所述超声波信号；所述距离感应器600用于：测量所述信号发射器300与所述信号接收器二402之间的间距；所述计时器连接于所述信号发射器300、信号接收器一401和信号接收器二402，用于：记录所述信号发射器300发射所述超声波信号到所述信号接收器一401接收到所述超声波信号的反射信号的时间间隔，记录所述信号发射器300发射所述超声波信号到所述信号接收器二402接收到所述超声波信号的时间间隔；所述运算电路连接所述距离感应器600、计时器用于计算架空输电线路100的覆冰200厚度。

上述装置还包括：供电电源和充电设备，连接于覆冰厚度检测装置的其他电子器件，用于为所述覆冰厚度检测装置供电，充电设备连接于所述供电电源，用于为所述供电电源充电，上述充电设备为高压线路感应取电电源。

上述方案实现原理为：通过距离感应器600测量信号发射器300和信号接收器二402的间距，通过计时器记录信号发射器300发出信号到两接收器接收到信号的时间间隔，再结合信号在各介质中的传播速度，从而通过模拟电路或其他方式计算出覆冰200厚度。

基于实施例一，参照附图2，本实施例二公开了另一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置：所述装置还包括：温度传感器和存储器，所述温度传感器用于：感应所述声波信号所处环境的温度；所述运算电路还连接所述温度传感器，用于结合所述声波信号所处环境温度计算架空输电线路100的覆冰厚度。存储器连接于所述运算电路；所述存储器存储有声波信号的：温度与介质的传播速度关系信息。运算电路于存储中获取速度信息。运算电路于存储中获取速度信息。

进一步的，上述声波信号在不同温度环境下，在空气、冰和架空输电线材料中的传播速度。

基于实施例二，再参照附图3和4，本实施例三公开了另一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置：所述装置还包括：宽度变换机构，所述宽度变换机构包括两挡板：挡板一501和挡板二502，所述挡板一501和挡板二502分别位于所述架空输电线路100两侧，所述挡板一501上安装有滑轮一501a，所述挡板二502上安装有滑轮二502a；滑轮一501a和滑轮二502a用于接触所述架空输电线路100或覆冰200，以带动所述挡板一501和挡板二502之间的开合。

所述宽度变换机构用于：根据所述架空输电线路100上覆冰后覆冰层200的外径截面的宽度，改变所述挡板一501与挡板二502的间距；所述信号发射器300和信号接收器一401安装于所述挡板一501上，所述信号接收器二402安装于所述挡板二502上，所述距离感应器600连接所述挡板一501和挡板二502。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种架空输电线路的覆冰厚度检测装置，其特征为，所述装置包括：信号发射器（300）、信号接收器一（401）、信号接收器二（402）、运算电路、距离感应器（600）和计时器；所述信号发射器（300）和信号接收器一（401）处于架空输电线路（100）的同侧，所述信号发射器（300）和信号接收器二（402）处于架空输电线路（100）的对侧；所述信号发射器（300）用于：发射声波信号；所述信号接收器一（401）用于：接收所述声波信号的反射信号；所述信号接收器二（402）用于：接收所述声波信号；所述距离感应器（600）用于：测量所述信号发射器（300）与所述信号接收器二（402）之间的间距；所述计时器连接于所述信号发射器（300）、信号接收器一（401）和信号接收器二（402），用于：记录所述信号发射器（300）发射所述声波信号到所述信号接收器一（401）接收到所述声波信号的反射信号的时间间隔，记录所述信号发射器（300）发射所述声波信号到所述信号接收器二（402）接收到所述声波信号的时间间隔；所述运算电路连接所述距离感应器（600）、计时器用于计算架空输电线路（100）的覆冰（200）厚度。

2.如权利要求1所述的覆冰厚度检测装置，其特征为，所述装置还包括：温度传感器，所述温度传感器用于：感应所述声波信号所处环境的温度；所述运算电路还连接所述温度传感器，用于结合所述声波信号所处环境温度计算架空输电线路（100）的覆冰（200）厚度。

3.如权利要求2所述的覆冰厚度检测装置，其特征为，所述装置还包括：存储器，连接于所述运算电路；所述存储器存储有声波信号的：温度与介质的传播速度关系信息。

4.如权利要求3所述的覆冰厚度检测装置，其特征为，所述装置还包括：供电电源，连接于覆冰厚度检测装置的其他电子器件，用于为所述覆冰厚度检测装置供电。

5.如权利要求4所述的覆冰厚度检测装置，其特征为，所述供电电源为高压线路感应取电电源。

6.如权利要求4所述的覆冰厚度检测装置，其特征为，所述装置还包括：充电设备，连接于所述供电电源，用于为所述供电电源充电。

7.如权利要求6所述的覆冰厚度检测装置，其特征为，所述充电设备为高压线路感应取电电源。

8.如权利要求5或7所述的覆冰厚度检测装置，其特征为，所述温度与介质的传播速度关系信息为：所述声波信号在不同温度环境下，在空气、冰和架空输电线材料中的传播速度。

9.如权利要求8所述的覆冰厚度检测装置，其特征为，所述声波信号为超声波信号。

10.如权利要求1-7、9任一所述的覆冰厚度检测装置，其特征为，所述装置还包括：宽度变换机构，所述宽度变换机构包括两挡板：挡板一（501）和挡板二（502），所述挡板一（501）和挡板二（502）分别位于所述架空输电线路（100）两侧，所述宽度变换机构用于：根据所述架空输电线路（100）上覆冰后覆冰层（200）的外径截面的宽度，改变所述挡板一（501）与挡板二（502）的间距；所述信号发射器（300）和信号接收器一（401）安装于所述挡板一（501）上，所述信号接收器二（402）安装于所述挡板二（502）上，所述距离感应器（600）连接所述挡板一（501）和挡板二（502）。