CN205138461U - 输电线覆冰厚度测量装置 - Google Patents

Abstract

一种输电线覆冰厚度测量装置，包括：固定基板，固定底座或车轮，光路延长装置，监测器件组，监测器件组托盘，第一支撑杆，光探测器，光探测器托盘，可升降支撑杆以及计算机。

Description

输电线覆冰厚度测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种输电线覆冰的监测与厚度测量，属于电力的输配电领域。

背景技术

输电线在冬季的时候会出现结冰现象，这是大家所熟知的，结冰以后所产生的危害主要包括以下几点：1)损坏杆塔。线路覆冰过厚，会使杆塔机械荷重越载而折断；2)线路跳闸。对于导线垂直排列的线路，当下层导线上的覆冰先脱落时(导线上的覆冰不一定同时脱落)，导线就会迅速上升或上、下跳跃，造成相间短路，使线路开关跳闸，供电中断；3)绝缘子串倾斜、导线严重下垂。线路各档距内的覆冰厚度不均匀时，导线弧垂将发生很大变化，造成悬垂绝缘子串倾斜，金具承受较大的水平方向作用力。在覆冰过厚的档距内，会造成导线严重下垂而发生接地事故；4)绝缘子串覆冰后，会大大降低绝缘性能。当悬垂绝缘子串覆冰溶化时，可能形成冰柱，使绝缘子串短路，造成接地事故。所以当输电线出现结冰后，应当及时清除覆冰，以避免上述情况的发生，对于覆冰的判断主要包括两点，一点就是要及时发现输电线的结冰，另外一点就是要精确测量覆冰层的厚度。现有技术普遍存在的问题就是对于覆冰厚度判断不准，有时误差还非常大，经常会导致判断出现失误，从而导致决策上的失误.本发明正是针对该问题提出来的，目的就是提供一种能够精确测量输电线覆冰厚度的装置及方法。

实用新型内容

根据本实用新型的一实施例，提供了一种输电线覆冰厚度测量装置，其特征在于：包括中空壳体，该壳体包括底面、位于底面之上的侧壁，以及位于侧壁之上的顶盖；在中空壳体内部包括位于底面上的重量计，该重量计的上方与该重量计连接有锥形漏斗，在锥形漏斗的两侧与锥形漏斗的最外侧边缘紧贴设置有位于底面上的可升降的支撑杆，可升降的支撑杆为两根，输电线连接在两根可升降的支撑杆之间，输电线的长度稍大于两根可升降支撑杆之间的间距，以使得输电线安装到所述支撑杆之间后，输电线中间的高度不高于两端支撑杆顶端的高度；壳体的顶盖由两个对称的半顶盖组成，在每个半顶盖上与支撑杆对应的位置处均设置有半个凹口，半个凹口的直径稍大于支撑杆的尺寸，两个对称的半顶盖可前移对接封闭壳体以及各自向后移动打开露出壳体内部的空间；这样，当两个对称的半顶盖对接之后，两个半顶盖的半个凹口对接形成一个正好通过支撑杆的整个凹口；所述壳体内部还具有加热器，用于将输电线上的覆冰融化转化为水。

根据本实用新型的一实施例，所述壳体的形状为长方体或圆柱体。

根据本实用新型的一实施例，所述加热器设置在所述侧壁上。

根据本实用新型的一实施例，所述支撑杆升起后顶端的高度高于所述顶盖至少10cm。

根据本实用新型的一实施例，所述输电线安装到支撑杆之间后，输电线中间的高度低于支撑杆顶端5mm。

根据本实用新型的一实施例，所选取的输电线上的覆冰融化后的水全部进入锥形漏斗，而支撑杆自身上的覆冰融化后不会进入到所述锥形漏斗内。

根据本实用新型的另外一实施例，提供了一种进行输电线覆冰厚度测量的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)选取与被测输电线相同材质和大小的输电线，长度稍大于壳体内部两支撑杆之间的间距；

2)将支撑杆升起，直至支撑杆的顶端伸到壳体的外部，并且支撑杆顶端距离壳体顶盖的高度大于10cm以上，然后将选取的输电线设置在两支撑杆上，再闭合顶盖；或者预先将输电线设置在两支撑杆上，当需要测量时，打开顶盖，将支撑杆升起，从而将输电线升出到壳体外并使得输电线距离壳体顶盖的高度大于10cm以上；

3)将整个测量置于室外与被测输电线等高的位置并保持一定的时间，使得所选取的输电线上产生与被测输电线相同的覆冰结构；

4)下降支撑杆，将支撑杆以及支撑杆上的输电线收于壳体内，然后再对接两个半顶盖，从而闭合壳体；

5)使用壳体内的加热器进行加热使得所选取的输电线上的覆冰融化为水，输电线上覆冰融化后的水由输电线下的锥形漏斗全部接收，从而由位于锥形漏斗下的重量计计量出水的质量，并将计量出的质量传输到外部的控制器；

6)控制器根据如下数学式计算得到输电线覆冰的厚度：其中m所测量的输电线上的覆冰所融化后水的质量，ρ为冰的密度，r为输电线的半径，l为所选取的输电线的长度。

附图说明

附图1是本实用新型测量装置在第一种状态的结构示意图；

附图2是本实用新型测量装置在第二种状态的结构示意图；

附图3是本实用新型测量装置壳体顶盖的结构示意图；

在上述的附图中，1表示壳体，2表示输电线，3表示可升降支撑杆，4表示重量计，5表示锥形漏斗，6表示加热器。

具体实施方式

下面首先在结合附图1-3的基础上说明本实用新型的输电线覆冰厚度测量装置，如图1-2所示，本实用新型的输电线覆冰厚度测量装置包括中空的长方形壳体1，该壳体包括底面、位于底面之上的四个侧壁，以及位于四个侧壁之上的顶盖。在中空长方形壳体1内部包括位于底面上的重量计4，该重量计4的上方与该重量计连接有锥形漏斗5，在锥形漏斗5的两侧与锥形漏斗的最外侧边缘紧贴设置有可升降的支撑杆3，可升降的支撑杆3为两根，输电线连接在两根可升降的支撑杆3之间，输电线2的长度稍大于两根可升降支撑杆之间的间距，以使得输电线2安装到两支撑杆之间后，输电线中间的高度不高于两端支撑杆的高度，优选低于支撑杆顶端的高度5mm。无论可升降的支撑杆3处于升起还是降下状态，支撑杆3顶端的高度都高于锥形漏斗5的高度。其中图1是支撑杆3与输电线2处于升起的第一状态下，图2是支撑杆与输电线处于降下的状态下，两种状态下，支撑杆3的顶端以及处于支撑杆顶端的输电线2均位于锥形漏斗5之上。如图3所示，壳体1的顶盖由两个对称的半顶盖组成，在每个半顶盖上与支撑杆对应的位置处均设置有半圆形凹口，半圆形凹口的直径稍大于支撑杆的直径，两个对称的半顶盖可对接封闭壳体1，还可以各自向后移动，从而打开露出壳体内部的空间，以方便两个支撑杆将输电线上升到壳体1的外部。这样，当两个对称的半顶盖对接之后，两个半顶盖的半圆形凹口对接形成一个正好通过支撑杆的圆形。在壳体1的内部还具有加热器6，加热器6的位置可设置在侧壁上，当然，其他合适的位置也是可以的，只要能够实现加热的功能，数量可以一个或多个。同时，顶盖上凹口的形状可以为其他形状，只要与支撑杆的形状相对应即可。

下面来详细说明本装置用于测量输电线覆冰厚度的方法。该方法包括以下步骤：

1)选取与被测输电线相同材质和大小的输电线，长度等于中空长方形壳体1内部两支撑杆之间的间距；

2)将壳体1的顶盖打开，也即两个半顶盖分别后退露出壳体1内部的两个支撑杆，然后将支撑杆升起，直至支撑杆升到壳体的外部，并且支撑杆顶端距离壳体1顶盖的高度大于10cm以上，然后将输电线设置在两支撑杆上，再闭合顶盖；或者预先将输电线设置在两支撑杆上，当需要测量时，直接将支撑杆升起，从而将输电线升出到壳体外并使得输电线距离壳体1顶盖的高度大于10cm以上；

3)将整个测量置于室外与被测输电线等高的位置并保持一定的时间，使得所选取的输电线上产生与被测输电线相同的覆冰结构；

4)下降支撑杆，将支撑杆以及支撑杆上的输电线收于壳体1内，然后再对接两个半顶盖，从而闭合壳体1；

5)使用壳体1内的加热器进行加热使得所选取的输电线上的覆冰融化为水，输电线上覆冰融化后的水由输电线下的锥形漏斗全部接收，从而由位于锥形漏斗下的重量计计量出水的质量，并将计量出的质量传输到外部的控制器；

6)根据如下数学式计算得到输电线覆冰的厚度：其中m所测量的输电线上的覆冰所融化后水的质量，ρ为冰的密度，r为输电线的半径，l为所选取的输电线的长度。

下面对于本实用新型的测量原理进行说明，当预测到输电线可能要结冰时，提前将所选取的输电线置于与被测输电线相同的结冰环境下，从而产生与真实被测输电线相同的结冰厚度，当需要测量输电线覆冰厚度时，使用本实用新型的装置进行加热将输电线上的覆冰转化为水，并且由锥形漏斗进行接收。在加热过程中，由于顶盖再次封闭，减少了水蒸气的蒸发导致的损失，同时，由于输电线中间的高度不高于支撑杆的高度，所以输电线覆冰融化后的水会全部进入锥形漏斗内，而支撑杆本身上的覆冰融化所形成的水大都会沿着支撑杆向下流，不会进入到锥形漏斗内对测量结果产生影响。同时，在融化过程中，由于顶盖再次封闭，这样可防止外面的水汽进入到壳体内部以影响测量结果。同时，支撑杆升起后高度要高于顶盖10cm以上是为了减少顶盖对于输电线结冰的影响。

由于输电线一般为圆柱形，覆冰厚度的计算过程如下：

输电线上覆冰质量计算数学式如下：(4πR²-4πr²)×l×ρ＝m，其中R表示的是输电线覆冰后的半径，m为冰的质量，也是冰融化后水的质量，根据上述数学式可推导出输电线覆冰后的半径为又由于R＝d+r，其中d为覆冰的厚度，所以由此，可最终精确测量出输电线上覆冰层的厚度。

其中的壳体1可以为其他的形状，例如圆筒形，只要有内部空间即可。为了达到测量准确或者可测量多个时间点覆冰厚度的目的，可以同时设置多个测量装置。

Claims (6)

1.一种输电线覆冰厚度测量装置，其特征在于：包括中空壳体，该壳体包括底面、位于底面之上的侧壁，以及位于侧壁之上的顶盖；在中空壳体内部包括位于底面上的重量计，该重量计的上方与该重量计连接有锥形漏斗，在锥形漏斗的两侧与锥形漏斗的最外侧边缘紧贴设置有位于底面上的可升降的支撑杆，可升降的支撑杆为两根，输电线连接在两根可升降的支撑杆之间，输电线的长度稍大于两根可升降支撑杆之间的间距，以使得输电线安装到所述支撑杆之间后，输电线中间的高度不高于两端支撑杆顶端的高度；壳体的顶盖由两个对称的半顶盖组成，在每个半顶盖上与支撑杆对应的位置处均设置有半个凹口，半个凹口的直径稍大于支撑杆的尺寸，两个对称的半顶盖可前移对接封闭壳体以及各自向后移动打开露出壳体内部的空间；这样，当两个对称的半顶盖对接之后，两个半顶盖的半个凹口对接形成一个正好通过支撑杆的整个凹口；所述壳体内部还具有加热器，用于将输电线上的覆冰融化转化为水。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述壳体的形状为长方体或圆柱体。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述加热器设置在所述侧壁上。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述支撑杆升起后顶端的高度高于所述顶盖至少10cm。

5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述输电线安装到支撑杆之间后，输电线中间的高度低于支撑杆顶端5mm。

6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所选取的输电线上的覆冰融化后的水全部进入锥形漏斗，而支撑杆自身上的覆冰融化后不会进入到所述锥形漏斗内。