CN204085570U - 一种应用于输电线路的覆冰监测清除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于输电线路的覆冰监测清除装置，涉及机械自动控制领域。该装置包括，温湿度监测装置、视频监测装置、除冰装置、远程控制装置、通信装置和供电装置。本实用新型提供的覆冰监测清除装置，能够监测微气象，当微气象符合输电线路覆冰条件时，通过监测输电线路的实时图像，及时发现输电线路的覆冰情况，并根据输电线路覆冰情况，自动启动除冰装置，完成输电线路覆冰的快速清除。使用本实用新型实施例提供的装置，既可以避免人工监测效率低，准确率低的情况，又可以解决清除覆冰的延时问题，从而能够及时的减轻输电线路覆冰对电力系统的影响，及时的降低覆冰灾害对电网造成的损坏，进而提高对电力系统安全稳定运行的保证。

Description

一种应用于输电线路的覆冰监测清除装置

技术领域

本实用新型涉及机械自动控制领域，尤其涉及一种应用于输电线路的覆冰监测清除装置。

背景技术

我国是发生输电线路覆冰事故较多的国家之一，覆冰事故已严重威胁了我国电力系统的安全运行，并造成了巨大的经济损失。覆冰对输电线路的危害有过负荷、覆冰舞动和脱冰跳跃、绝缘子冰闪，会造成杆塔变形、倒塔、导线断股、金具和绝缘子损坏、绝缘子闪络等事故,导致大面积停电，且事故多发生在严冬季节，大雪封山，公路结冻，难于抢修，造成长时间停电。因此，输电线路覆冰是许多国家电网系统所面临的严重威胁之一。华中的湖北、湖南、江西、河南等省及三峡地区，西南的云南、贵州、四川，华北的河北、山西及京津唐地区，西北的青海、宁夏等省都发生过输电线路覆冰事故。随着西部大开发、西电东送电力发展战略的实施，特高压1000KV交流电和±800KV直流输电工程等的筹划建设，将会有更多的超高压、特高压输电线路经过线路覆冰频发地区。如果不加以防治，由输电线路覆冰造成的电网事故将不可避免。

目前,主要采用人工巡查，以及气象预报等方式对输电线路覆冰进行监测。受地形和气候条件的影响，人工巡视效率低，实时性差，人力成本高；气象预报准确率低，由于输电线路覆冰受微地形微气象影响显著，因此气象预报很难准确的反映微气象下的输电线路的实际覆冰情况；覆冰监测和清除分属两个不同的环节，监测装置发现覆冰后，还需要人工部署安装清除装置进行清冰操作，从而监测到覆冰情况后，延长了覆冰清除的时间，进而对输电线路造成影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种应用于输电线路的覆冰监测清除装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种应用于输电线路的覆冰监测清除装置，包括，

温湿度监测装置、视频监测装置、除冰装置、远程控制装置、通信装置和供电装置；

所述温湿度监测装置、所述视频监测装置、所述除冰装置、所述通信装置分别与所述供电装置相连接；

所述温湿度监测装置、所述视频监测装置和所述除冰装置分别通过所述通信装置与所述远程控制装置相连接；

所述视频监测装置的输入端与所述温湿度监测装置的输出端相连接，所述视频监测装置的输出端与所述除冰装置的输入端相连接。

具体地，所述温湿度监测装置包括，

温湿度传感器：用于监测输电线路的温度和湿度，并将温度和湿度的监测数据值发送至微气象处理器；

微气象处理器：用于接收所述温湿度传感器发送的温度和湿度的监测数据值、接收远程控制装置发送的温度和湿度的设置阈值；还用于比较温度和湿度的监测数据值与设置阈值，当温度和湿度的监测数据值达到所述设置阈值时，则发送启用视频监测装置的指令；用于将所述微气象处理器中的所有数据传输至所述远程控制装置；

微气象存储器：用于存储所述微气象处理器中的所有数据。

具体地，所述视频监测装置包括，

摄像头：用于接收视频处理器的指令，用于监测输电线路的实时图像；

视频处理器：用于接收所述温湿度监测装置发送的启用视频监测装置的指令，发送启动所述摄像头的指令；用于接收远程控制装置发送的输电线路的未覆冰时的初始图像；还用于比较输电线路的实时图像与未覆冰时的初始图像，当实时图像对比未覆冰时的初始图像，输电线路直径增大时，，则判断为输电线路覆冰，启用所述除冰装置；用于将所述视频处理器中的数据传输至所述远程控制装置；

视频存储器：用于存储所述视频处理器中的所有数据。

具体地，所述除冰装置包括，

推动部：用于推动碎冰部在输电线路上移动；

碎冰部：与所述推动部连接，用于粉碎输电线路上的覆冰；

主控部：用于接收所述视频监测装置发送的启用除冰装置的指令；与所述推动部和所述碎冰部连接，用于控制所述推动部和碎冰部同时运行或停止。

更具体地，所述推动部包括第一动力部件1、第一传动部件2、行走部件3和用于行走部件沿着输电线路移动的卡合部件4，所述第一动力部件1通过所述第一传动部件2与所述行走部件3连接，所述行走部件3与所述碎冰部连接。

更具体地，所述碎冰部包括第二动力部件5、第二传动部件6和碎冰转头7，所述碎冰转头7安装在所述第二传动部件6与输电线路10接触的一端，所述第二传动部件6远离输电线路10的一端与所述第二动力部件5连接，所述第二传动部件5与所述推动部的所述行走部件3连接；

所述主控部通过控制所述第一动力部件1的启动或停止来控制所述推动部的启动或停止，同时，所述主控部通过控制所述第二动力部件5控制所述碎冰部的运行或停止。

更具体地，所述主控部包括：除冰控制器8和超声波测距装置9，所述超声波测距装置9用于测量所述碎冰部和所述推动部距离输电线路的杆塔的距离；所述除冰控制器8用于控制所述碎冰部和所述推动部的运行或停止。

具体地，所述供电装置包括太阳能接收板、稳压器和充电电池，所述太阳能接收板通过所述稳压器与所述充电电池相连接；所述充电电池分别与所述温湿度监测装置、所述视频监测装置、所述除冰装置和所述通信装置相连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的覆冰监测及清除装置，能够监测微气象，当微气象符合输电线路覆冰条件时，通过监测输电线路的实时图像，及时发现输电线路的覆冰情况，并根据输电线路覆冰情况，自动启动除冰装置，完成输电线路覆冰的快速清除。使用本实用新型实施例提供的装置，既可以避免人工监测效率低，准确率低的情况，又可以解决清除覆冰的延时问题，从而能够及时的减轻输电线路覆冰对电力系统的影响，及时的降低覆冰灾害对电网造成的损坏，进而提高了对电力系统安全稳定运行的保证。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的覆冰监测清除装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的除冰装置的结构示意图。

图2中各符号的含义如下：

1 第一动力部件，2 第一传动部件，3 行走部件，4 卡合部件，5 第二动力部件，6 第二传动部件，7 碎冰部件，8 除冰控制器，9 超声波测距装置，10 输电线路，11 充电口，12 充电电池。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种应用于输电线路的覆冰监测清除装置，包括，

温湿度监测装置、视频监测装置、除冰装置、远程控制装置、通信装置和供电装置；

所述温湿度监测装置、所述视频监测装置、所述除冰装置、所述通信装置分别与所述供电装置相连接；

所述温湿度监测装置、所述视频监测装置和所述除冰装置分别通过所述通信装置与所述远程控制装置相连接；

所述视频监测装置的输入端与所述温湿度监测装置的输出端相连接，所述视频监测装置的输出端与所述除冰装置的输入端相连接。

其中，温湿度监测装置：用于监测输电线路的温度和湿度；用于接收远程控制装置发送的温度和湿度的设置阈值；还用于比较温度和湿度的监测数据值与设置阈值，当温度和湿度的监测数据值达到所述设置阈值时，则发送启用视频监测装置的指令；用于将温度和湿度的监测数据值、温度和湿度的监测数据值与设置阈值的比较结果传输至所述远程控制装置；

视频监测装置：用于接收所述温湿度监测装置发送的启用视频监测装置的指令；用于监测输电线路的实时图像；用于接收远程控制装置发送的输电线路的未覆冰时的初始图像；还用于比较输电线路的实时图像与未覆冰时的初始图像，当实时图像对比未覆冰初始图像，输电线路直径增大时，则判断为输电线路覆冰，发送启用除冰装置的指令；用于将输电线路的实时图像、输电线路的实时图像与未覆冰时的初始图像的比较结果传输至所述远程控制装置；

除冰装置：用于接收所述视频监测装置发送的启用除冰装置的指令；用于输电线路的覆冰清除；

远程控制装置：用于对所述温湿度监测装置、所述视频监测装置和所述除冰装置进行远程控制和数据接收；

通信装置：用于覆冰监测清除装置的通信；

供电装置：用于为覆冰监测清除装置提供电能。

其中，温湿度监测装置包括，

温湿度传感器：用于监测输电线路的温度和湿度，并将温度和湿度的监测数据值发送至微气象处理器；

微气象处理器：用于接收所述温湿度传感器发送的温度和湿度的监测数据值、接收远程控制装置发送的温度和湿度的设置阈值；还用于比较温度和湿度的监测数据值与设置阈值，当温度和湿度的监测数据值达到所述设置阈值时，则发送启用视频监测装置的指令；用于将所述微气象处理器中的数据传输至所述远程控制装置；

存储器：用于存储所述微气象处理器中的所有数据。

视频监测装置包括，

摄像头：用于接收视频处理器的指令，用于监测输电线路的实时图像；

视频处理器：用于接收所述温湿度监测装置发送的启用视频监测装置的指令，发送启动所述摄像头的指令；用于接收远程控制装置发送的输电线路的未覆冰时的初始图像；还用于比较输电线路的实时图像与未覆冰时的初始图像，当实时图像对比未覆冰初试图像，输电线路直径增大时，则判断为输电线路覆冰，启用所述除冰装置；用于将所述视频处理器中的数据传输至所述远程控制装置；

视频存储器：用于存储所述视频处理器中的所有数据。

除冰装置包括，

推动部：用于推动碎冰部在输电线路上移动；

碎冰部：与所述推动部连接，用于粉碎输电线路上的覆冰；

主控部：用于接收所述视频监测装置发送的启用除冰装置的指令；与所述推动部和所述碎冰部连接，用于同时控制所述推动部和碎冰部的运行或停止。

如图2所示，本实用新型实施例中，推动部包括第一动力部件1、第一传动部件2、行走部件3和用于行走部件沿着输电线路移动的卡合部件4，所述第一动力部件1通过所述第一传动部件2与所述行走部件3连接，所述行走部件3与所述碎冰部连接。

碎冰部包括第二动力部件5、第二传动部件6和碎冰转头7，所述碎冰转头7安装在所述第二传动部件6与输电线路10接触的一端，所述第二传动部件5远离输电线路10的一端与所述第二动力部件5连接，所述第二传动部件6与所述推动部的所述行走部件3连接；

所述主控部通过控制所述第一动力部件1的启动或停止来控制所述推动部的启动或停止，同时，所述主控部通过控制所述第二动力部件5控制所述碎冰部的运行或停止。

主控部包括：除冰控制器8和超声波测距装置9，所述超声波测距装置9用于测量所述碎冰部和所述推动部到输电线路杆塔的距离；所述除冰控制器8用于控制所述碎冰部和所述推动部的运行或停止。

所述除冰装置还可以包括充电电池12，所述供电装置通过充电口11为所述充电电池12充电，所述充电电池12为所述除冰装置供电。

本实用新型实施例中，通信装置可以为无线通信装置，具体的可以采用GPRS无线通信装置。

本实用新型实施例中，供电装置为太阳能供电装置，包括太阳能接收板、稳压器和充电电池，所述太阳能接收板通过所述稳压器与所述充电电池连接；所述充电电池分别与所述温湿度监测装置、所述视频监测装置、所述除冰装置和所述通信装置相连接。

当有太阳时，所述太阳能接收板接收太阳能，为充电电池充电，稳压器用于稳定电压，防止充电电池过量充电。充好电的充电电池为温湿度监测装置、视频监测装置、除冰装置和通信装置供电。由于除冰装置启动后，需要沿着输电线路运行，故，本实用新型实施例中，设置第一充电电池和第二充电电池，利用第一充电电池为温湿度监测装置、视频监测装置和通信装置供电，利用第二充电电池为除冰装置供电。本实用新型实施例提供的应用于输电线路的覆冰监测清除装置，实际工作过程为：

温湿度传感器监测输电线路的温度和湿度，并将温度和湿度的监测数据值发送至微气象处理器；微气象处理器接收温湿度传感器发送的温度和湿度的监测数据值后，并接收远程控制装置发送的温度和湿度的设置阈值；其中，温度和湿度的设置阈值根据监测点的微气象历史数据和覆冰的历史情况进行设置，阈值设好后，远程控制装置通过通信装置将该设置好的阈值传输给微气象处理器，然后微气象处理器会对接收到的温度和湿度数据值与该阈值进行比较，当监测点的微气象数据达到该设置的阈值时，则输电线路有可能覆冰，则向视频监测装置发送启用指令；同时，微气象处理器将监测到的温度和湿度数据值，以及监测数据值与设置的阈值之间的比较值均传输至所述远程控制装置，并存储在微气象存储器中；以备为日后对微气象进行研究提供数据支撑。

视频监测装置中的视频处理器接收所述温湿度监测装置发送的启用视频监测装置的指令，之后发送启动所述摄像头的指令；摄像头接收视频处理器的指令后启动，监测输电线路的实时图像；其中，如本领域技术人员可以理解的，摄像头可以采用高清摄像头，优选的采用可以360°全方位旋转的摄像头，以能够得到全方位多角度的输电线路的实时图像。

视频处理器得到摄像头发送的输电线路的实时图像，并接收远程控制装置发送的输电线路的未覆冰时的初始图像后；对输电线路的实时图像与未覆冰时的初始图像进行比较，当输电线路直径增大时，则判断输电线路覆冰，启用所述除冰装置；同时，视频处理器将所述视频处理器中实时图像以及实时图像和初始图像的比较结果均传输至所述远程控制装置，并存储在视频存储器中。以备为日后对输电线路的覆冰情况的研究提供数据支撑。其中，未覆冰时的初始图像由远程控制装置提前设置好，初始图像可根据实际情况进行修正。。

除冰装置中的主控部接收所述视频监测装置发送的启用除冰装置的指令后，控制所述推动部和碎冰部同时启动。

供电装置为第一动力部件1提供电能开始启动，通过第一传动部件1带动行走部件3在卡合部件4上沿着输电线路10从一个塔杆向对面的塔杆运行；

同时，供电装置为第二动力部件5提供电能开始启动，通过第二传动部件5带动碎冰转头7运动，并在推动部的带动下，在卡合部件4上沿着输电线路10从一个塔杆向对面的塔杆运行，实现对输电线路10的碎冰。

在碎冰的过程中，碎冰转头7为主要的碎冰部件，通过立式刀头快速旋转，使输电线路上的覆冰碎裂并脱落，同时，行走部件4在沿着输电线路10行走的过程中，也会通过碾压作用实现部分碎冰。

除冰装置到达对面杆塔后，动力部件会反转，使除冰装置反方向运行。

本实用新型实施例提供的应用于输电线路的覆冰监测清除装置是一套集输电线路温湿度监测、覆冰视频监测和覆冰清除为一体的装置，通过该装置可以实现输电线路覆冰监测和自动清除的功能，全程可通过GPRS无线网络进行远程监控和设置。该装置通过视频监测功能，可为线路除冰工作进行指导，并监测实际除冰效果，积累大量图像数据和气象数据，为后续研究覆冰机理提供重要原始数据。通过自动除冰装置，可实现自动线路除冰、自动返回，降低现场工作人员劳动强度，提高除冰工作效率。该装置具有体积小、安装方便、功耗低、安全性高、可远程操作等特点，可重点防护因微地形微气象引起的覆冰现象频发的线路。通过该装置可及时发现和及早干预存在隐患或发生危险的线路，减轻覆冰灾害对电力系统的影响，确保电力系统安全稳定运行。

在实际的使用过程中，本实用新型实施例提供的应用于输电线路的覆冰监测清除装置可以按照如下方法进行安装。

温湿度监测装置、视频监测装置、除冰装置和通信装置可以均安装在一个金属保护箱内，其中，摄像头可以安装在该金属保护箱的顶部，初始时调整摄像头对准输电导线延伸的方向。

供电装置中的太阳能接收板可以安装在金属保护箱外边，与水平面之间呈45度角，接收面朝南、朝上；稳压器和充电电池可以安装在上述金属保护箱内。

本装置简单易用，实用性强，一次性安装，可以通过无线网络进行输电线路远程覆冰监控和覆冰清除。

通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本实用新型提供的覆冰监测及清除装置，能够监测微气象，当微气象符合输电线路覆冰条件时，通过监测输电线路的实时图像，及时发现输电线路的覆冰情况，并根据输电线路覆冰情况，自动启动除冰装置，完成输电线路覆冰的快速清除。使用本实用新型实施例提供的装置，既可以避免人工监测效率低，准确率低的情况，又可以解决清除覆冰的延时问题，从而能够及时的减轻输电线路覆冰对电力系统的影响，及时的降低覆冰灾害对电网造成的损坏，进而提高对电力系统安全稳定运行的保证。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种应用于输电线路的覆冰监测清除装置，其特征在于，包括， 

温湿度监测装置、视频监测装置、除冰装置、远程控制装置、通信装置和供电装置； 

所述温湿度监测装置、所述视频监测装置、所述除冰装置、所述通信装置分别与所述供电装置相连接； 

所述温湿度监测装置、所述视频监测装置和所述除冰装置分别通过所述通信装置与所述远程控制装置相连接； 

所述视频监测装置的输入端与所述温湿度监测装置的输出端相连接，所述视频监测装置的输出端与所述除冰装置的输入端相连接。 

2.根据权利要求1所述的覆冰监测清除装置，其特征在于，所述温湿度监测装置包括，温湿度传感器：用于监测输电线路的温度和湿度，并将温度和湿度的监测数据值发送至微气象处理器； 

微气象处理器：用于接收所述温湿度传感器发送的温度和湿度的监测数据值、接收远程控制装置发送的温度和湿度的设置阈值；还用于比较温度和湿度的监测数据值与设置阈值，当温度和湿度的监测数据值达到所述设置阈值时，则发送启用视频监测装置的指令；用于将所述微气象处理器中的所有数据传输至所述远程控制装置； 

微气象存储器：用于存储所述微气象处理器中的所有数据。 

3.根据权利要求1所述的覆冰监测清除装置，其特征在于，所述视频监测装置包括， 

摄像头：用于接收视频处理器的指令，用于监测输电线路的实时图像； 

视频处理器：用于接收所述温湿度监测装置发送的启用视频监测装置的指令，发送启动所述摄像头的指令；用于接收远程控制装置发送的输电线路的未覆冰时的初始图像；还用于比较输电线路的实时图像与未覆冰时的初始图像，当实时图像对比未覆冰时的初始图像，输电线路直径增大时，则判断为输电线路覆冰，启用所述除冰装置；用于将所述视频处理器中的数据传输至所述远程控制装置； 

视频存储器：用于存储所述视频处理器中的所有数据。 

4.根据权利要求1所述的覆冰监测清除装置，其特征在于，所述除冰装置包括， 

推动部：用于推动碎冰部在输电线路上移动； 

碎冰部：与所述推动部连接，用于粉碎输电线路上的覆冰； 

主控部：用于接收所述视频监测装置发送的启用除冰装置的指令；与所述推动部和所述碎冰部连接，用于控制所述推动部和碎冰部同时运行或停止。 

5.根据权利要求4所述的覆冰监测清除装置，其特征在于，所述推动部包括第一动力部件、第一传动部件、行走部件和用于行走部件沿着输电线路移动的卡合部件，所述第一动力部件通过所述第一传动部件与所述行走部件连接，所述行走部件与所述碎冰部连接。 

6.根据权利要求5所述的覆冰监测清除装置，其特征在于，所述碎冰部包括第二动力部件、第二传动部件和碎冰转头，所述碎冰转头安装在所述第二传动部件与输电线路接触的一端，所述第二传动部件远离输电线路的一端与所述第二动力部件连接，所述第二传动部件与所述推动部的所述行走部件连接； 

所述主控部通过控制所述第一动力部件的启动或停止来控制所述推动部的启动或停止，同时，所述主控部通过控制所述第二动力部件控制所述碎冰部的运行或停止。 

7.根据权利要求4所述的覆冰监测清除装置，其特征在于，所述主控部包括：除冰控制器和超声波测距装置，所述超声波测距装置用于测量所述碎冰部和所述推动部距离输电线路的杆塔的距离；所述除冰控制器用于控制所述碎冰部和所述推动部的运行或停止。 

8.根据权利要求1所述的覆冰监测清除装置，其特征在于，所述供电装置包括太阳能接收板、稳压器和充电电池，所述太阳能接收板通过所述稳压器与所述充电电池连接；所述充电电池分别与所述温湿度监测装置、所述视频监测装置、所述除冰装置和所述通信装置相连接。