CN115683020A - 输电线路覆冰厚度监测方法及装置、存储介质及设备 - Google Patents

输电线路覆冰厚度监测方法及装置、存储介质及设备 Download PDF

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CN115683020A CN202211718608.9A CN202211718608A CN115683020A CN 115683020 A CN115683020 A CN 115683020A CN 202211718608 A CN202211718608 A CN 202211718608A CN 115683020 A CN115683020 A CN 115683020A
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Abstract

本申请属于电网运维领域，公开了一种输电线路覆冰厚度监测方法及装置、存储介质和设备。方法包括：在大高差输电线路中确定目标档，并确定目标档的最大弧垂点；获取目标档的初始状态数据；获取目标档的监测状态数据，其中，监测状态数据包括：最大弧垂点的监测最低点坐标、第一绝缘子串偏斜角、第二绝缘子串偏斜角；根据初始最低点坐标以及监测最低点坐标，确定实际弧垂变化量；根据初始状态数据以及监测状态数据，确定子弧垂变化量，其中，子弧垂变化量用于指示绝缘子串偏斜导致的弧垂变化量；根据实际弧垂变化量、子弧垂变化量、初始状态数据以及监测状态数据，确定覆冰厚度。本申请解决了现有的大高差输电线路覆冰厚度监测准确度较低的问题。

Description

输电线路覆冰厚度监测方法及装置、存储介质及设备
技术领域
本申请涉及电网运维技术领域，尤其是涉及到一种输电线路覆冰厚度监测方法及装置、存储介质及设备。
背景技术
输电线路覆冰多发于山区微地形、微气象区段，大高差线路覆冰易导致绝缘子偏斜，导地线距离接近而闪络跳闸。因此，及时准确的掌握大高差输电线路覆冰厚度，是运行单位进行覆冰处置的决策依据。
现有的监测大高差输电线路覆冰的方法主要有分布式光纤监测、拉力监测、图像监测、人工取冰监测等。其中，分布式光纤监测利用光学折反射原理等效测量OPGW覆冰厚度，难以准确反映导线覆冰厚度；拉力监测通过悬挂点应力变化折算导地线覆冰厚度，需对线路连接金具进行改造更换，且冰冻天气拉力计准确性易受影响；图像监测通过人工智能识别算法计算冰层厚度，但覆冰时常伴随大雾天气导致无法识别；人工取冰利用运维人员选取导地线跌落的冰块进行测量折算得到覆冰厚度，但大高差线路往往跨越大沟，人工取冰难度大。因此，目前的监测方法准确度得不到保证。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种输电线路覆冰厚度监测方法及装置、存储介质和设备，解决了现有的大高差输电线路覆冰厚度监测准确度较低的问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种输电线路覆冰厚度监测方法，包括：
在大高差输电线路中确定目标档，并确定所述目标档的最大弧垂点；
获取所述目标档的初始状态数据，其中，所述初始状态数据包括：所述目标档的档距、初始高差角、初始高差、所述最大弧垂点的初始最低点坐标、导线最低点应力、导线单位质量、导线截面积、导线直径、第一绝缘子串长度、第二绝缘子串长度；
获取所述目标档的监测状态数据，其中，所述监测状态数据包括：所述最大弧垂点的监测最低点坐标、第一绝缘子串偏斜角、第二绝缘子串偏斜角；
根据所述初始最低点坐标以及所述监测最低点坐标，确定实际弧垂变化量；
根据所述初始状态数据以及所述监测状态数据，确定子弧垂变化量，其中，所述子弧垂变化量用于指示所述绝缘子串偏斜导致的弧垂变化量；
根据所述实际弧垂变化量、所述子弧垂变化量、所述初始状态数据，确定覆冰厚度。
可选地，所述根据所述实际弧垂变化量、所述子弧垂变化量、所述初始状态数据，确定覆冰厚度，包括：
根据以下公式确定所述覆冰厚度
Figure 223316DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 799791DEST_PATH_IMAGE002
，
其中，
Figure 726158DEST_PATH_IMAGE003
为所述初始高差角，A为所述导线截面积，
Figure 71689DEST_PATH_IMAGE004
为所述导线最低点应力，d为 所述导线直径，
Figure 425310DEST_PATH_IMAGE005
为所述实际弧垂变化量，
Figure 223502DEST_PATH_IMAGE006
为所述子弧垂变化量。
可选地，根据所述初始状态数据以及所述监测状态数据，确定子弧垂变化量，包括：
确定监测状态下的监测高差角
Figure 953560DEST_PATH_IMAGE007
的余弦值
Figure 153598DEST_PATH_IMAGE008
；
根据以下公式计算所述子弧垂变化量
Figure 678120DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 698028DEST_PATH_IMAGE009
，
其中，
Figure 497357DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 554830DEST_PATH_IMAGE011
为档距，
Figure 515833DEST_PATH_IMAGE012
为导线单位质量。
可选地，所述确定监测状态下的监测高差角
Figure 288617DEST_PATH_IMAGE007
的余弦值
Figure 360478DEST_PATH_IMAGE008
，包括：
根据以下公式计算所述监测高差角
Figure 3949DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure 401433DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 130354DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 5906DEST_PATH_IMAGE015
，
其中，
Figure 769463DEST_PATH_IMAGE016
为与所述监测状态数据对应的第一绝缘子串底部偏斜距离，
Figure 72268DEST_PATH_IMAGE017
为与所述 监测状态数据对应的第二绝缘子串底部偏斜距离，
Figure 554065DEST_PATH_IMAGE018
为与所述监测状态数据对应的监测档 距，
Figure 233308DEST_PATH_IMAGE019
为所述初始高差，
Figure 851371DEST_PATH_IMAGE020
为与所述监测状态数据对应的第一绝缘子串高度变化量，
Figure 856237DEST_PATH_IMAGE021
为与 所述监测状态数据对应的第二绝缘子串高度变化量，
Figure 825330DEST_PATH_IMAGE022
为与所述监测状态数据对应的监测 高差，
Figure 311193DEST_PATH_IMAGE023
为所述第一绝缘子串长度，
Figure 49342DEST_PATH_IMAGE024
为所述第二绝缘子串长度，
Figure 693950DEST_PATH_IMAGE025
为所述第一绝缘子串 偏斜角、
Figure 150339DEST_PATH_IMAGE026
分别为所述第二绝缘子串偏斜角。
可选地，获取所述目标档的监测状态数据，包括：
在当前预设监测时长区间内，每隔预设时长获取一次所述监测状态数据；
根据多个所述监测状态数据中的所述监测最低点坐标，得到监测状态数据序列；
所述根据所述初始最低点坐标以及所述监测最低点坐标，确定实际弧垂变化量，包括：
在所述初始最低点坐标中，以所述输电线路的横线路方向作为横坐标轴方向，确定初始最低点横坐标以及初始最低点纵坐标；
分别确定所述监测状态数据序列内每个所述监测最低点坐标的监测最低点横坐标，并计算所述初始最低点横坐标与所述监测最低点横坐标的差值；
在多个所述差值中，确定最小差值；
若所述最小差值不大于预设阈值，则确定所述最小差值对应的监测最低点坐标为目标坐标，并将所述目标坐标中的纵坐标与所述初始最低点纵坐标的差值作为所述当前预设监测时长区间的实际弧垂变化量；
若所述最小差值大于所述预设阈值，则获取前一个预设监测时长区间的实际弧垂变化量，作为所述当前预设监测时长区间的实际弧垂变化量。
可选地，所述在大高差输电线路中确定目标档，并确定所述目标档的最大弧垂点，包括：
在所述输电线路中选择一个所述目标档，其中，所述目标档的高差与所述目标档的档距之间的比值大于0.15；
确定所述目标档的档距中点为所述最大弧垂点。
可选地，在所述确定覆冰厚度后，所述方法还包括：
根据所述覆冰厚度计算覆冰厚度的增长速度；
若所述覆冰厚度大于第一预设告警阈值或所述增长速度大于第二预设告警阈值，则生成告警信号；
若所述覆冰厚度大于第三预设告警阈值或所述增长速度大于第四预设告警阈值，则生成融冰预警信号；
若所述覆冰厚度大于第五预设告警阈值，则开始融冰。
根据本申请的另一方面，提供了一种输电线路覆冰厚度监测装置，所述装置包括：
初始数据获取模块，用于在大高差输电线路中确定目标档，并确定所述目标档的最大弧垂点；获取初始状态数据，其中，所述初始状态数据包括所述目标档的档距、初始高差角、初始高差、所述最大弧垂点的初始最低点坐标、导线最低点应力、导线单位质量、导线截面积、导线直径、第一绝缘子串长度、第二绝缘子串长度；
弧垂监测模块，用于获取所述最大弧垂点的监测最低点坐标；
绝缘子倾角监测模块，用于获取所述目标档的第一绝缘子串偏斜角、第二绝缘子串偏斜角；
运算模块，用于根据所述初始最低点坐标以及所述监测最低点坐标，确定实际弧垂变化量；根据所述初始状态数据以及监测状态数据，确定子弧垂变化量，其中，所述监测状态数据包括所述最大弧垂点的监测最低点坐标、第一绝缘子串偏斜角、第二绝缘子串偏斜角，所述子弧垂变化量用于指示所述绝缘子串偏斜导致的弧垂变化量；根据所述实际弧垂变化量、所述子弧垂变化量、所述初始状态数据，确定覆冰厚度。
可选地，所述运算模块用于：
根据以下公式确定所述覆冰厚度
Figure 905806DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 764040DEST_PATH_IMAGE002
，
其中，
Figure 313970DEST_PATH_IMAGE003
为所述初始高差角，A为所述导线截面积，
Figure 992076DEST_PATH_IMAGE004
为所述导线最低点应力，d为 所述导线直径，
Figure 551234DEST_PATH_IMAGE005
为所述实际弧垂变化量，
Figure 998395DEST_PATH_IMAGE006
为所述子弧垂变化量。
可选地，所述运算模块用于：
确定监测状态下的监测高差角
Figure 984806DEST_PATH_IMAGE007
的余弦值
Figure 150208DEST_PATH_IMAGE008
；
根据以下公式计算所述子弧垂变化量
Figure 247477DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 814725DEST_PATH_IMAGE009
，
其中，
Figure 706457DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 359155DEST_PATH_IMAGE011
为档距，
Figure 260115DEST_PATH_IMAGE012
为导线单位质量。
可选地，所述运算模块用于：
根据以下公式计算所述监测高差角
Figure 950378DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure 13012DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 153007DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 592078DEST_PATH_IMAGE015
，
其中，
Figure 868339DEST_PATH_IMAGE016
为与所述监测状态数据对应的第一绝缘子串底部偏斜距离，
Figure 367453DEST_PATH_IMAGE017
为与所述 监测状态数据对应的第二绝缘子串底部偏斜距离，
Figure 729164DEST_PATH_IMAGE018
为与所述监测状态数据对应的监测档 距，
Figure 971927DEST_PATH_IMAGE019
为所述初始高差，
Figure 368273DEST_PATH_IMAGE020
为与所述监测状态数据对应的第一绝缘子串高度变化量，
Figure 38289DEST_PATH_IMAGE021
为与 所述监测状态数据对应的第二绝缘子串高度变化量，
Figure 152875DEST_PATH_IMAGE022
为与所述监测状态数据对应的监测 高差，
Figure 933750DEST_PATH_IMAGE023
为所述第一绝缘子串长度，
Figure 184602DEST_PATH_IMAGE024
为所述第二绝缘子串长度，
Figure 25519DEST_PATH_IMAGE025
为所述第一绝缘子串 偏斜角、
Figure 361823DEST_PATH_IMAGE026
分别为所述第二绝缘子串偏斜角。
可选地，所述弧垂监测模块用于：
在当前预设监测时长区间内，每隔预设时长获取一次所述监测状态数据；
根据多个所述监测状态数据中的所述监测最低点坐标，得到监测状态数据序列；
所述运算模块用于：
在所述初始最低点坐标中，以所述输电线路的横线路方向作为横坐标轴方向，确定初始最低点横坐标以及初始最低点纵坐标；
分别确定所述监测状态数据序列内每个所述监测最低点坐标的监测最低点横坐标，并计算所述初始最低点横坐标与所述监测最低点横坐标的差值；
在多个所述差值中，确定最小差值；
若所述最小差值不大于预设阈值，则确定所述最小差值对应的监测最低点坐标为目标坐标，并将所述目标坐标中的纵坐标与所述初始最低点纵坐标的差值作为所述当前预设监测时长区间的实际弧垂变化量；
若所述最小差值大于所述预设阈值，则获取前一个预设监测时长区间的实际弧垂变化量，作为所述当前预设监测时长区间的实际弧垂变化量。
可选地，所述初始数据获取模块用于：
在所述输电线路中选择一个所述目标档，其中，所述目标档的高差与所述目标档的档距之间的比值大于0.15；
确定所述目标档的档距中点为所述最大弧垂点。
可选地，所述装置还包括告警模块，用于：
根据所述覆冰厚度计算所述覆冰厚度的增长速度；
若所述覆冰厚度大于第一预设告警阈值或所述增长速度大于第二预设告警阈值，则生成告警信号；
若所述覆冰厚度大于第三预设告警阈值或所述增长速度大于第四预设告警阈值，则生成融冰预警信号；
若所述覆冰厚度大于第五预设告警阈值，则开始融冰。
根据本申请又一个方面，提供了一种存储介质，其上存储有指令或程序，所述指令或程序被处理器执行时实现上述输电线路覆冰厚度监测方法。
根据本申请再一个方面，提供了一种设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的指令或程序，所述处理器执行所述指令或程序时实现上述输电线路覆冰厚度监测方法。
借由上述技术方案，本申请仅监测绝缘子串偏斜角以及最大弧垂点对应的最低点坐标，通过初始状态数据以及监测得到的监测状态数据，计算得到导线的覆冰厚度，监测难度小，且计算简单，准确度较高。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了本申请实施例提供的一种输电线路覆冰厚度监测方法的流程示意图；
图2示出了本申请实施例提供的一种输电线路覆冰厚度监测方法的各角度、长度以及高差之间的关系示意图；
图3示出了本申请实施例提供的又一种输电线路覆冰厚度监测方法的流程示意图；
图4示出了本申请实施例提供的再一种输电线路覆冰厚度监测方法的流程示意图；
图5示出了本申请实施例提供的第五种输电线路覆冰厚度监测方法的流程示意图；
图6示出了本申请实施例提供的第六种输电线路覆冰厚度监测方法的流程示意图；
图7示出了本申请实施例提供的一种输电线路覆冰厚度监测装置的结构框图；
图8示出了本申请实施例提供的一种输电线路覆冰厚度监测装置的弧垂监测模块顶部的结构示意图；
图9示出了本申请实施例提供的一种输电线路覆冰厚度监测装置的弧垂监测模块与导线连接方式的示意图；
图10示出了本申请实施例提供的一种输电线路覆冰厚度监测装置的弧垂监测模块底部的结构示意图；
图11示出了本申请实施例提供的一种输电线路覆冰厚度监测装置的绝缘子倾角监测模块的结构示意图。
其中，图8至图11种附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1弧垂监测模块，11顶部，111太阳能电池板，12底部，121第一CPU子模块，122电源控制子模块，123定位子模块，124第一通信子模块，125第一时钟子模块，126第一存储子模块，127第一看门狗子模块，2导线，3抱箍，30绝缘子倾角监测模块，31第二CPU子模块，32电源子模块，33倾角传感模块，34第二通信子模块，35第二时钟子模块，36第二存储子模块，37第二看门狗子模块，4螺丝。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实施例中提供了一种输电线路覆冰厚度监测方法，如图1所示，该方法包括：
步骤101，在大高差输电线路中确定目标档，并确定目标档的最大弧垂点；
本申请实施例提供的输电线路覆冰厚度监测方法，应用于大高差输电线路中，具体用于监测大高差输电线路中，导线覆冰厚度。
其中，可以理解的是，大高差指的是地势高度差距较大，一般多位于山区等地形中。在大高差电路中，确定目标档以及目标档的最大弧垂点，进而可监测目标档下监测数据，并根据监测数据随气象条件变化规律，来计算其覆冰厚度。
步骤102，获取目标档的初始状态数据，其中，初始状态数据包括：目标档的档距、初始高差角、初始高差、最大弧垂点的初始最低点坐标、导线最低点应力、导线单位质量、导线截面积、导线直径、第一绝缘子串长度、第二绝缘子串长度；
在该实施例中，在对目标档进行监测之前，首先获取目标档的初始数据。其中，可利用无人机激光扫描来获取目标档的输电线路三维模型，并根据三维模型测定档距、初始高差、最大弧垂点的初始最低点坐标，此外，还可根据档距以及初始高差计算得到初始高差角；进一步地，可在设计资料中获取导线最低点应力、导线单位质量、导线截面积、导线直径、以及绝缘子串长度等数据，其中，由于目标档两端均悬挂绝缘子数量，因此可分别得到两个绝缘子串的长度，也即第一绝缘子串长度以及第二绝缘子串长度。
步骤103，获取目标档的监测状态数据，其中，监测状态数据包括：最大弧垂点的监测最低点坐标、第一绝缘子串偏斜角、第二绝缘子串偏斜角；
在该实施例中，利用监测装置来监测目标档，得到监测状态数据。
其中，可在最大弧垂点安装弧垂监测模块，得到监测最低点坐标。由于线路覆冰会导致绝缘子偏斜，因此，在两侧绝缘子与导线的挂点处安装绝缘子倾角监测模块，分别得到第一绝缘子串偏斜角以及第二绝缘子串偏斜角。
步骤104，根据初始最低点坐标以及监测最低点坐标，确定实际弧垂变化量；
步骤105，根据初始状态数据以及监测状态数据，确定子弧垂变化量，其中，子弧垂变化量用于指示绝缘子串偏斜导致的弧垂变化量；
步骤106，根据实际弧垂变化量、子弧垂变化量、初始状态数据，确定覆冰厚度。
在该实施例中，由于导线覆冰会导致绝缘子串偏斜，且覆冰厚度不同，绝缘子串偏斜程度也不同，而绝缘子串偏斜会导致弧垂变化，因此，可根据上述数据分析导线的覆冰厚度。也即根据初始状态数据以及监测到的监测状态数据，计算得到实际弧垂变化量以及由于绝缘子串偏斜导致的子弧垂变化量，进而计算得到导线的覆冰厚度。
通过应用本实施例的技术方案，仅监测绝缘子串偏斜角以及最大弧垂点对应的最低点坐标，通过初始状态数据以及监测得到的监测状态数据，计算得到导线的覆冰厚度，监测难度小，且计算简单，准确度较高。
进一步地，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了完整说明本实施例的具体实施过程，提供了另一种输电线路覆冰厚度监测方法，根据实际弧垂变化量、子弧垂变化量、初始状态数据，确定覆冰厚度，包括：
步骤201：根据以下公式确定覆冰厚度
Figure 946388DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 51747DEST_PATH_IMAGE002
，
其中，
Figure 329145DEST_PATH_IMAGE003
为初始高差角，A为导线截面积，
Figure 152744DEST_PATH_IMAGE004
为导线最低点应力，d为导线直径，
Figure 266632DEST_PATH_IMAGE005
为 实际弧垂变化量，
Figure 492077DEST_PATH_IMAGE006
为子弧垂变化量。
在该实施例中，根据实际弧垂变化量、子弧垂变化量、初始状态数据中的初始高差 角、导线截面积、导线最低点应力，按照上述公式，计算得到覆冰厚度
Figure 940376DEST_PATH_IMAGE001
。其中，导线最低点应 力为设计确定值，一般不超过拉断力的40%；初始高差角可根据初始高差以及档距计算得 到。
进一步地，在另一种输电线路覆冰厚度监测方法中，根据初始状态数据以及监测状态数据，确定子弧垂变化量，包括：
确定监测状态下的监测高差角
Figure 985692DEST_PATH_IMAGE007
的余弦值
Figure 912060DEST_PATH_IMAGE008
；
根据以下公式计算子弧垂变化量
Figure 992011DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 345632DEST_PATH_IMAGE009
，
其中，
Figure 143824DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 608304DEST_PATH_IMAGE011
为档距，
Figure 808341DEST_PATH_IMAGE012
为导线单位质量。
在该实施例中，由于导线覆冰会导致绝缘子串偏斜，因此可计算出绝缘子串偏斜 导致的弧垂变化量，并将其与实际弧垂变化量综合分析，得到覆冰厚度。基于此，根据初始 状态数据中的档距、导线单位质量、导线截面积、导线最低点应力、初始高差角，以及监测状 态数据中的监测高差角，按照上述公式，计算得到子弧垂变化量
Figure 332863DEST_PATH_IMAGE006
。
进一步地，在另一种输电线路覆冰厚度监测方法中，确定监测状态下的监测高差 角
Figure 618351DEST_PATH_IMAGE007
的余弦值
Figure 620942DEST_PATH_IMAGE008
，包括：
根据以下公式计算监测高差角
Figure 675486DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure 636488DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 143693DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 949975DEST_PATH_IMAGE015
，
其中，
Figure 124604DEST_PATH_IMAGE016
为与所述监测状态数据对应的第一绝缘子串底部偏斜距离，
Figure 725350DEST_PATH_IMAGE017
为与所述 监测状态数据对应的第二绝缘子串底部偏斜距离，
Figure 988360DEST_PATH_IMAGE018
为与所述监测状态数据对应的监测档 距，
Figure 598333DEST_PATH_IMAGE019
为初始高差，
Figure 627469DEST_PATH_IMAGE020
为与所述监测状态数据对应的第一绝缘子串高度变化量，
Figure 664695DEST_PATH_IMAGE021
为与所述 监测状态数据对应的第二绝缘子串高度变化量，
Figure 146492DEST_PATH_IMAGE022
为与所述监测状态数据对应的监测高 差，
Figure 560155DEST_PATH_IMAGE023
为第一绝缘子串长度，
Figure 178219DEST_PATH_IMAGE024
为第二绝缘子串长度，
Figure 651925DEST_PATH_IMAGE025
为第一绝缘子串偏斜角、
Figure 621018DEST_PATH_IMAGE026
分别 为第二绝缘子串偏斜角。
在该实施例中，监测两个绝缘子串的偏斜程度，进而根据两个绝缘子串之间的几何关系，可得到监测高差角。
具体地，图2示出了本发明实施例中各角度、长度以及高差之间的关系示意图，如 图所示，两个绝缘子串的长度分别为
Figure 307214DEST_PATH_IMAGE023
和
Figure 310943DEST_PATH_IMAGE024
，最左侧以及最右侧的竖实线为两个绝缘子串 的初始位置，初始高差
Figure 955551DEST_PATH_IMAGE019
为两个绝缘子串在竖直方向的高度差，档距
Figure 411940DEST_PATH_IMAGE011
为两个绝缘子串在水 平方向的距离，此时初始高差角的余弦值
Figure 901827DEST_PATH_IMAGE027
。在监测过程中，两个绝缘子串发 生偏斜，第一绝缘子串偏斜角为
Figure 494482DEST_PATH_IMAGE025
，第二绝缘子串偏斜角为
Figure 309991DEST_PATH_IMAGE026
，此时第一绝缘子串底部的 水平位移也即第一绝缘子串的底部偏斜距离为
Figure 253677DEST_PATH_IMAGE016
，第二绝缘子串底部的水平位移也即第二 绝缘子串的底部偏斜距离为
Figure 547255DEST_PATH_IMAGE017
，由于绝缘子串偏斜，档距随之变化，此时的监测档距
Figure 259996DEST_PATH_IMAGE028
。此外，根据几何知识可知，由于绝缘子串偏斜，高差也随之变化，此时的监测 高差
Figure 249336DEST_PATH_IMAGE029
。再根据绝缘子串长度以及绝缘子串偏倾角计算得到
Figure 680317DEST_PATH_IMAGE030
， 带入上述公式，即可得到监测高差角
Figure 43166DEST_PATH_IMAGE007
的余弦值
Figure 610413DEST_PATH_IMAGE008
。
进一步地，如图3所示，在又一种输电线路覆冰厚度监测方法中，根据存储器信息表，在至少一个客户端设备中确定目标设备，包括：
步骤301，在当前预设监测时长区间内，每隔预设时长获取一次监测状态数据；
步骤302，根据多个监测状态数据中的监测最低点坐标，得到监测状态数据序列。
在该实施例中，由于单次测量可能存在误差，因此采取多次测量的方式。具体地，根据具体环境以及历史经验，预先设置一个监测时长区间，以每隔监测时间区间作为一个监测周期，例如，可设置十分钟为一个预设监测时长区间。
在当前预设监测时长区间内，对目标档进行多次监测，得到多个监测状态数据。其中，预设时长可根据具体环境以及历史经验设置，例如，可设置为一秒。
此时，在当前的十分钟周期内，每隔一秒采集一次监测数据，共得到600个监测状态数据。
如图4所示，根据初始最低点坐标以及监测最低点坐标，确定实际弧垂变化量，包括：
步骤401，在初始最低点坐标中，以输电线路的横线路方向作为横坐标轴方向，确定初始最低点横坐标以及初始最低点纵坐标；
步骤402，分别确定监测状态数据序列内每个监测最低点坐标的监测最低点横坐标，并计算初始最低点横坐标与监测最低点横坐标的差值；
步骤403，在多个差值中，确定最小差值；
步骤404，若最小差值不大于预设阈值，则确定最小差值对应的监测最低点坐标为目标坐标，并将目标坐标中的纵坐标与初始最低点纵坐标的差值作为当前预设监测时长区间的实际弧垂变化量；
步骤405，若最小差值大于预设阈值，则获取前一个预设监测时长区间的实际弧垂变化量，作为当前预设监测时长区间的实际弧垂变化量。
在该实施例中，考虑覆冰条件下导线风摆对监测结果的影响，在当前预设监测时长区间内，通过多次测量得到了多个监测状态数据，综合分析多个监测状态数据中的监测最低点坐标以及初始状态数据中的初始最低点坐标，即可得到实际弧垂变化量。
具体地，以输电线路的横线路方向作为x轴方向，竖直向上方向作为z轴方向，同时垂直于x轴以及z轴的方向作为y轴方向，即可建立三维坐标系。进而在三维坐标系中标识出弧垂最低点的坐标。
首先在三维坐标系中确定初始最低点坐标
Figure 502146DEST_PATH_IMAGE031
。然后分别根据监测状态数 据序列内每个监测最低点坐标
Figure 686003DEST_PATH_IMAGE032
，得到监测最低点横坐标
Figure 586962DEST_PATH_IMAGE033
。如前例所述，若预设监 测时长区间为十分钟，预设间隔为一秒，则在当前预设监测时长区间内，共得到600个监测 状态数据，可得到监测最低点横坐标序列
Figure 274296DEST_PATH_IMAGE034
。
计算每隔监测最低点横坐标与初始最低点横坐标的差值，并取其中的最小值作为 最小差值，也即最小差值
Figure 602509DEST_PATH_IMAGE035
。
将最小差值与预设阈值比较，若最小差值不大于预设阈值，则将最小差值
Figure 8082DEST_PATH_IMAGE036
对应 的监测最低点坐标
Figure 712733DEST_PATH_IMAGE037
作为目标坐标，实际弧垂变化量即为目标坐标的纵坐标
Figure 520152DEST_PATH_IMAGE038
与初始最低点坐标的纵坐标
Figure 19267DEST_PATH_IMAGE039
之间的差值，也即
Figure 915066DEST_PATH_IMAGE040
。
若最小差值大于预设阈值，则将当前预设监测时长区间内的实际弧垂变化量记为与上一预设监测时长区间的实际弧垂变化量相等，并进入针对下一个预设监测时长区间的监测计算。
进一步地，如图5所示，在第五种输电线路覆冰厚度监测方法中，在大高差输电线路中确定目标档，并确定目标档的最大弧垂点，包括：
步骤501，在输电线路中选择一个目标档，其中，目标档的高差与目标档的档距之间的比值大于0.15；
步骤502，确定目标档的档距中点为最大弧垂点。
在该实施例中，若高差小于档距的15%，也即高差与档距的比值小于0.15，则称为小高差档距；而若高差与档距之间的比值大于0.15，则成为大高差档距，可作为目标档。在目标档中，弧垂为导线上任意一点到悬挂点连线之间的铅垂距离，而最大弧垂多出现在档距中央，因此，将目标档的档距中点作为最大弧垂点。
进一步地，如图6所示，在第六种输电线路覆冰厚度监测方法中，在确定覆冰厚度后，方法还包括：
步骤601，根据覆冰厚度计算覆冰厚度的增长速度；
步骤602，若覆冰厚度大于第一预设告警阈值或增长速度大于第二预设告警阈值，则生成告警信号；
步骤603，若覆冰厚度大于第三预设告警阈值或增长速度大于第四预设告警阈值，则生成融冰预警信号；
步骤604，若覆冰厚度大于第五预设告警阈值，则开始融冰。
在该实施例中，设计多个级别，在覆冰厚度或覆冰厚度的增长速度达到某一级别时，生成对应的分级预警或启动融冰程序。具体地，根据不同时刻的覆冰厚度，计算覆冰厚度的增长速度。若覆冰厚度大于第一预设告警阈值，或覆冰厚度的增长速度大于第二预设告警阈值，则生成告警信号，并将告警信号发送给监控系统，以使维护人员可通过监控系统知晓当前覆冰厚度需要警惕；若覆冰厚度大于第三预设告警阈值，或覆冰厚度的增长速度大于第四预设告警阈值，则生成融冰预警信号，并将融冰预警信号发送给监控系统，维护人员可做好融冰准备；若覆冰厚度大于第五预设告警阈值，则启动融冰程序，开始融冰。
其中，每个预设告警阈值可根据历史经验设计。例如，针对单回路水平或三角形排列输电线路区段，可设置第一预设告警阈值为30%，第二预设告警阈值为0.5mm/h，第三预设告警阈值为50%，第四预设告警阈值为1mm/h，第五预设告警阈值为70%。针对双回路垂直排列输电线路区段，可设置第一预设告警阈值为20%，第二预设告警阈值为0.3mm/h，第三预设告警阈值为40%，第四预设告警阈值为0.5mm/h，第五预设告警阈值为60%。
进一步地，作为上述输电线路覆冰厚度监测方法的具体实现，本申请实施例提供了一种输电线路覆冰厚度监测装置，如图7所示，该装置包括：初始数据获取模块、弧垂监测模块、绝缘子倾角监测模块以及运算模块。
初始数据获取模块，用于在大高差输电线路中确定目标档，并确定目标档的最大弧垂点；获取初始状态数据，其中，初始状态数据包括目标档的档距、初始高差角、初始高差、最大弧垂点的初始最低点坐标、导线最低点应力、导线单位质量、导线截面积、导线直径、第一绝缘子串长度、第二绝缘子串长度；
弧垂监测模块，用于获取最大弧垂点的监测最低点坐标；
绝缘子倾角监测模块，用于获取目标档的第一绝缘子串偏斜角、第二绝缘子串偏斜角；
运算模块，用于根据初始最低点坐标以及监测最低点坐标，确定实际弧垂变化量；根据初始状态数据以及监测状态数据，确定子弧垂变化量，其中，监测状态数据包括最大弧垂点的监测最低点坐标、第一绝缘子串偏斜角、第二绝缘子串偏斜角，子弧垂变化量用于指示绝缘子串偏斜导致的弧垂变化量；根据实际弧垂变化量、子弧垂变化量、初始状态数据，确定覆冰厚度。
其中，图8示出了弧垂监测模块顶部的结构示意图，如图所示，弧垂监测模块1包含可开合的两部分，即顶部11以及底部12，其中，顶部11包含太阳能电池板111。
图9示出了弧垂监测模块与导线连接方式的示意图，如图所示，弧垂监测模块1与导线2利用抱箍3锁紧，并由螺丝4固定。
图10示出了弧垂监测模块底部的结构示意图，如图所示，弧垂监测模块底部12包括第一CPU子模块121、电源控制子模块122、定位子模块123、第一通信子模块124、第一时钟子模块125、第一存储子模块126、第一看门狗子模块127。其中，第一CPU子模块121用于控制其他子模块，电源控制子模块122用于提供电能，定位子模块123用于监测最低点坐标，第一通信子模块124用于与其他模块或设备通信，第一存储子模块126用于存储监测到的监测状态数据，第一时钟子模块125与第一看门狗子模块127联合使用，在时钟的驱动下，看门狗不断计数，并且每隔一段时间重置计数器（也即喂狗），重新开始计数，若未收到喂狗新购，说明装置出现故障需要复位或重启。
图11示出了绝缘子倾角监测模块的结构示意图，如图所示，绝缘子倾角监测模块30包括第二CPU子模块31、电源子模块32、倾角传感模块33、第二通信子模块34、第二时钟子模块35、第二存储子模块36、第二看门狗子模块37。各子模块功能与弧垂监测模块底部12中的子模块类似，在此不再赘述。
在具体的应用场景中，可选地，存储器信息包括存储器总容量、存储器剩余容量、存储器类型、存储器接口带宽中的至少一个。
在具体的应用场景中，可选地，运算模块用于：
根据以下公式确定覆冰厚度
Figure 157829DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 554175DEST_PATH_IMAGE002
，
其中，
Figure 224191DEST_PATH_IMAGE003
为初始高差角，A为导线截面积，
Figure 73198DEST_PATH_IMAGE004
为导线最低点应力，d为导线直径，
Figure 854072DEST_PATH_IMAGE005
为 实际弧垂变化量，
Figure 370504DEST_PATH_IMAGE006
为子弧垂变化量。
在具体的应用场景中，可选地，运算模块用于：
确定监测状态下的监测高差角
Figure 945842DEST_PATH_IMAGE007
的余弦值
Figure 547725DEST_PATH_IMAGE008
；
根据以下公式计算子弧垂变化量
Figure 866710DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 237649DEST_PATH_IMAGE009
，
其中，
Figure 249467DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 73067DEST_PATH_IMAGE011
为档距，
Figure 461323DEST_PATH_IMAGE012
为导线单位质量。
在具体的应用场景中，可选地，运算模块用于：
根据以下公式计算所述监测高差角
Figure 421189DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure 603908DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 914804DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 841172DEST_PATH_IMAGE015
，
其中，
Figure 935771DEST_PATH_IMAGE016
为与所述监测状态数据对应的第一绝缘子串底部偏斜距离，
Figure 289392DEST_PATH_IMAGE017
为与所述 监测状态数据对应的第二绝缘子串底部偏斜距离，
Figure 87584DEST_PATH_IMAGE018
为与所述监测状态数据对应的监测档 距，
Figure 817643DEST_PATH_IMAGE019
为初始高差，
Figure 486521DEST_PATH_IMAGE020
为与所述监测状态数据对应的第一绝缘子串高度变化量，
Figure 276623DEST_PATH_IMAGE021
为与所述 监测状态数据对应的第二绝缘子串高度变化量，
Figure 562111DEST_PATH_IMAGE022
为与所述监测状态数据对应的监测高 差，
Figure 830281DEST_PATH_IMAGE023
为第一绝缘子串长度，
Figure 619245DEST_PATH_IMAGE024
为第二绝缘子串长度，
Figure 580248DEST_PATH_IMAGE025
为第一绝缘子串偏斜角、
Figure 821874DEST_PATH_IMAGE026
分别 为第二绝缘子串偏斜角。
在具体的应用场景中，可选地，弧垂监测模块用于：
在当前预设监测时长区间内，每隔预设时长获取一次监测状态数据；
根据多个监测状态数据中的监测最低点坐标，得到监测状态数据序列；
运算模块用于：
在初始最低点坐标中，以输电线路的横线路方向作为横坐标轴方向，确定初始最低点横坐标以及初始最低点纵坐标；
分别确定监测状态数据序列内每个监测最低点坐标的监测最低点横坐标，并计算初始最低点横坐标与监测最低点横坐标的差值；
在多个差值中，确定最小差值；
若最小差值不大于预设阈值，则确定最小差值对应的监测最低点坐标为目标坐标，并将目标坐标中的纵坐标与初始最低点纵坐标的差值作为当前预设监测时长区间的实际弧垂变化量；
若最小差值大于预设阈值，则获取前一个预设监测时长区间的实际弧垂变化量，作为当前预设监测时长区间的实际弧垂变化量。
在具体的应用场景中，可选地，初始数据获取模块用于：
在输电线路中选择一个目标档，其中，目标档的高差与目标档的档距之间的比值大于0.15；
确定目标档的档距中点为最大弧垂点。
在具体的应用场景中，可选地，装置还包括告警模块，用于：
根据覆冰厚度计算覆冰厚度的增长速度；
若覆冰厚度大于第一预设告警阈值或增长速度大于第二预设告警阈值，则生成告警信号；
若覆冰厚度大于第三预设告警阈值或增长速度大于第四预设告警阈值，则生成融冰预警信号；
若覆冰厚度大于第五预设告警阈值，则开始融冰。
需要说明的是，本申请实施例提供的一种输电线路覆冰厚度监测装置所涉及各功能模块的其他相应描述，可以参考图1至图6中的对应描述，在此不再赘述。
基于上述如图1至图6所示方法，相应的，本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有指令或程序，该指令或程序被处理器执行时实现上述如图1至图6所示的输电线路覆冰厚度监测方法。
基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中，包括若干指令用以使得一台电子设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施场景的方法。
基于上述如图1至图6所示的方法，以及图7至图11所示的装置实施例，为了实现上述目的，本申请实施例还提供了一种设备，具体可以为个人计算机、服务器、网络设备等，该电子设备包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储指令或程序；处理器，用于执行指令或程序以实现上述如图1至图6所示的输电线路覆冰厚度监测方法。
可选地，该电子设备还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频（RadioFrequency，RF）电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard）等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如蓝牙接口、WI-FI接口）等。
本领域技术人员可以理解，本实施例提供的一种电子设备结构并不构成对该电子设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
存储介质中还可以包括操作系统、网络通信模块。操作系统是管理和保存电子设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各控件之间的通信，以及与该实体设备中其它硬件和软件之间通信。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的单元或流程并不一定是实施本申请所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的单元可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的单元可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。
上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种输电线路覆冰厚度监测方法，其特征在于，所述方法包括：
在大高差输电线路中确定目标档，并确定所述目标档的最大弧垂点；
获取所述目标档的初始状态数据，其中，所述初始状态数据包括：所述目标档的档距、初始高差角、初始高差、所述最大弧垂点的初始最低点坐标、导线最低点应力、导线单位质量、导线截面积、导线直径、第一绝缘子串长度、第二绝缘子串长度；
获取所述目标档的监测状态数据，其中，所述监测状态数据包括：所述最大弧垂点的监测最低点坐标、第一绝缘子串偏斜角、第二绝缘子串偏斜角；
根据所述初始最低点坐标以及所述监测最低点坐标，确定实际弧垂变化量；
根据所述初始状态数据以及所述监测状态数据，确定子弧垂变化量，其中，所述子弧垂变化量用于指示所述绝缘子串偏斜导致的弧垂变化量；
根据所述实际弧垂变化量、所述子弧垂变化量、所述初始状态数据，确定覆冰厚度。
2.根据权利要求1所述的输电线路覆冰厚度监测方法，其特征在于，所述根据所述实际弧垂变化量、所述子弧垂变化量、所述初始状态数据数据，确定覆冰厚度，包括：
根据以下公式确定所述覆冰厚度
Figure 393118DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 371438DEST_PATH_IMAGE002
，
其中，
Figure 626358DEST_PATH_IMAGE003
为所述初始高差角，A为所述导线截面积，
Figure 322918DEST_PATH_IMAGE004
为所述导线最低点应力，d为所述 导线直径，
Figure 420187DEST_PATH_IMAGE005
为所述实际弧垂变化量，
Figure 253014DEST_PATH_IMAGE006
为所述子弧垂变化量。
3.根据权利要求2所述的输电线路覆冰厚度监测方法，其特征在于，根据所述初始状态数据以及所述监测状态数据，确定子弧垂变化量，包括：
确定监测状态下的监测高差角
Figure 410326DEST_PATH_IMAGE007
的余弦值
Figure 328604DEST_PATH_IMAGE008
；
根据以下公式计算所述子弧垂变化量
Figure 495143DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 182476DEST_PATH_IMAGE009
，
其中，
Figure 776268DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 916263DEST_PATH_IMAGE011
为档距，
Figure 620914DEST_PATH_IMAGE012
为导线单位质量。
4.根据权利要求3所述的输电线路覆冰厚度监测方法，其特征在于，所述确定监测状态 下的监测高差角
Figure 428333DEST_PATH_IMAGE007
的余弦值
Figure 661868DEST_PATH_IMAGE008
，包括：
根据以下公式计算所述监测高差角
Figure 292088DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure 534850DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 196776DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 132371DEST_PATH_IMAGE015
，
其中，
Figure 981378DEST_PATH_IMAGE016
为与所述监测状态数据对应的第一绝缘子串底部偏斜距离，
Figure 27832DEST_PATH_IMAGE017
为与所述监测状 态数据对应的第二绝缘子串底部偏斜距离，
Figure 75422DEST_PATH_IMAGE018
为与所述监测状态数据对应的监测档距，
Figure 181918DEST_PATH_IMAGE019
为 所述初始高差，
Figure 518222DEST_PATH_IMAGE020
为与所述监测状态数据对应的第一绝缘子串高度变化量，
Figure 368366DEST_PATH_IMAGE021
为与所述监 测状态数据对应的第二绝缘子串高度变化量，
Figure 739304DEST_PATH_IMAGE022
为与所述监测状态数据对应的监测高差，
Figure 751123DEST_PATH_IMAGE023
为所述第一绝缘子串长度，
Figure 105881DEST_PATH_IMAGE024
为所述第二绝缘子串长度，
Figure 485348DEST_PATH_IMAGE025
为所述第一绝缘子串偏斜 角、
Figure 241951DEST_PATH_IMAGE026
分别为所述第二绝缘子串偏斜角。
5.根据权利要求1所述的输电线路覆冰厚度监测方法，其特征在于，获取所述目标档的监测状态数据，包括：
在当前预设监测时长区间内，每隔预设时长获取一次所述监测状态数据；
根据多个所述监测状态数据中的所述监测最低点坐标，得到监测状态数据序列；
所述根据所述初始最低点坐标以及所述监测最低点坐标，确定实际弧垂变化量，包括：
在所述初始最低点坐标中，以所述输电线路的横线路方向作为横坐标轴方向，确定初始最低点横坐标以及初始最低点纵坐标；
分别确定所述监测状态数据序列内每个所述监测最低点坐标的监测最低点横坐标，并计算所述初始最低点横坐标与所述监测最低点横坐标的差值；
在多个所述差值中，确定最小差值；
若所述最小差值不大于预设阈值，则确定所述最小差值对应的监测最低点坐标为目标坐标，并将所述目标坐标中的纵坐标与所述初始最低点纵坐标的差值作为所述当前预设监测时长区间的实际弧垂变化量；
若所述最小差值大于所述预设阈值，则获取前一个预设监测时长区间的实际弧垂变化量，作为所述当前预设监测时长区间的实际弧垂变化量。
6.根据权利要求1所述的输电线路覆冰厚度监测方法，其特征在于，所述在大高差输电线路中确定目标档，并确定所述目标档的最大弧垂点，包括：
在所述输电线路中选择一个所述目标档，其中，所述目标档的高差与所述目标档的档距之间的比值大于0.15；
确定所述目标档的档距中点为所述最大弧垂点。
7.根据权利要求1所述的输电线路覆冰厚度监测方法，其特征在于，在所述确定覆冰厚度后，所述方法还包括：
根据所述覆冰厚度计算所述覆冰厚度的增长速度；
若所述覆冰厚度大于第一预设告警阈值或所述增长速度大于第二预设告警阈值，则生成告警信号；
若所述覆冰厚度大于第三预设告警阈值或所述增长速度大于第四预设告警阈值，则生成融冰预警信号；
若所述覆冰厚度大于第五预设告警阈值，则开始融冰。
8.一种输电线路覆冰厚度监测装置，其特征在于，所述装置包括：
初始数据获取模块，用于在大高差输电线路中确定目标档，并确定所述目标档的最大弧垂点；获取初始状态数据，其中，所述初始状态数据包括所述目标档的档距、初始高差角、初始高差、所述最大弧垂点的初始最低点坐标、导线最低点应力、导线单位质量、导线截面积、导线直径、第一绝缘子串长度、第二绝缘子串长度；
弧垂监测模块，用于获取所述最大弧垂点的监测最低点坐标；
绝缘子倾角监测模块，用于获取所述目标档的第一绝缘子串偏斜角、第二绝缘子串偏斜角；
运算模块，用于根据所述初始最低点坐标以及所述监测最低点坐标，确定实际弧垂变化量；根据所述初始状态数据以及监测状态数据，确定子弧垂变化量，其中，所述监测状态数据包括所述最大弧垂点的监测最低点坐标、第一绝缘子串偏斜角、第二绝缘子串偏斜角，所述子弧垂变化量用于指示所述绝缘子串偏斜导致的弧垂变化量；根据所述实际弧垂变化量、所述子弧垂变化量、所述初始状态数据，确定覆冰厚度。
9.一种存储介质，其上存储有程序或指令，其特征在于，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的指令或程序，其特征在于，所述处理器执行所述指令或程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法。
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