RU2554718C2 - Method of detection of ice, hoarfrost and complex deposits on wire and device for its implementation - Google Patents
Method of detection of ice, hoarfrost and complex deposits on wire and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554718C2 RU2554718C2 RU2013143646/07A RU2013143646A RU2554718C2 RU 2554718 C2 RU2554718 C2 RU 2554718C2 RU 2013143646/07 A RU2013143646/07 A RU 2013143646/07A RU 2013143646 A RU2013143646 A RU 2013143646A RU 2554718 C2 RU2554718 C2 RU 2554718C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wire
- controller
- point
- input
- surface temperature
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для дистанционного непрерывного обнаружения гололедных, изморозевых и сложных отложений на проводе (тросе) воздушной линии электропередачи и на контактном проводе электротяговой сети.The invention relates to the electric power industry and can be used for remote continuous detection of icy, hoar-frost and complex deposits on a wire (cable) of an overhead power transmission line and on a contact wire of an electric traction network.
Известен визуальный способ обнаружения отложений на проводах воздушной линии электропередачи и электротяговых сетей. Недостатками визуального способа являются: во-первых, то, что он требует непосредственного присутствия наблюдателя в месте контроля отложений, во-вторых, практически не реализуем в условиях плохой видимости и, в-третьих, точность способа из-за визуальной оценки ("на глаз") принципиально не высока.A known visual method for detecting deposits on the wires of an overhead power line and electric traction networks. The disadvantages of the visual method are: firstly, the fact that it requires the direct presence of an observer in the place of sediment control, secondly, we practically do not realize it in conditions of poor visibility, and thirdly, the accuracy of the method due to visual assessment ("by eye ") is fundamentally not high.
Известны физические способы обнаружения отложений на проводах, основанные на измерении следующих параметров: освещенность фотоприемника в трубке (оптический способ), степень поглощения радиоактивного излучения (радиоактивный способ) [Минуллин Р.Г., Губаев Д.Ф. Обнаружение гололедных образований на линиях электропередачи локационным зондированием. - Казань.: КГЭУ, 2010, с.36-39. 208 с.].Physical methods for detecting deposits on wires are known, based on measuring the following parameters: illumination of a photodetector in a tube (optical method), degree of absorption of radioactive radiation (radioactive method) [Minullin RG, Gubaev DF Detection of ice formations on power lines by location sensing. - Kazan .: KSEU, 2010, p. 36-39. 208 p.].
Эти способы не находят должного применения. Устройство для осуществления оптического способа сложной конструкции, и есть возможность ложного срабатывания при запылении поверхности трубки. При применении радиоактивного способа возникает вредное радиоактивное излучение.These methods do not find proper application. A device for implementing the optical method of complex design, and there is the possibility of false operation when dusting the surface of the tube. When applying the radioactive method, harmful radioactive radiation occurs.
Известен датчик гололедных нагрузок, содержащий чувствительный элемент, кинематически связанный с преобразователем перемещения в электрический сигнал, имеющий кодирующее устройство в виде набора шариков, считывающее устройство, а также контактное устройство, которое через каналы телемеханики связано с устройством приема информации на диспетчерском пункте. Однако данное устройство для осуществления способа имеет низкую надежность из-за возможности подтекания залитой в корпус морозостойкой жидкости (масла), сложности производства ревизии и ремонта (необходимо сливать масло), наличия механических элементов, контактных узлов и подвижных сопряжений, которые истираются в процессе работы. (Авт. свид. РФ №94038387, МПК H02G 7/16,1996.).A known icing load sensor containing a sensing element kinematically connected to a displacement transducer into an electrical signal having an encoder in the form of a set of balls, a reader, and also a contact device that is connected via telemechanics channels to an information receiving device at a control room. However, this device for implementing the method has low reliability due to the possibility of leakage of frost-resistant liquid (oil) poured into the housing, the complexity of revision and repair (it is necessary to drain the oil), the presence of mechanical elements, contact nodes and movable mates that are worn during operation. (Auth. Certificate of the Russian Federation No. 94038387, IPC H02G 7 / 16.1996.).
Известен способ обнаружения образования гололеда на проводах линии электропередачи, включающий локацию участка провода зондирующими импульсами и контроль параметра, связанного с изменением условий их распространения по участку провода при появлении гололеда [Казадаев А.П., Лившиц А.Л., Рудакова P.M. О датчиках гололеда для воздушных линий электропередачи. Материалы II Всесоюзного совещания "Плавка гололеда на воздушных линиях электропередачи". Уфа, 1975, с. 165-174]. В известном способе с помощью приемного устройства производят фиксацию импульсного сигнала, частично отраженного от ближней границы зоны обледенения, а в качестве контрольного параметра используют время распространения зондирующих импульсов от начала участка провода до ближней границы зоны обледенения и обратно.A known method of detecting the formation of ice on the wires of a power line, including the location of the wire portion by probe pulses and monitoring a parameter associated with a change in the conditions of their propagation in the wire section when ice appears [Kazadaev A.P., Livshits A.L., Rudakova P.M. About icing sensors for overhead power lines. Materials of the II All-Union meeting "Melting ice on overhead power lines." Ufa, 1975, p. 165-174]. In the known method, a pulse signal partially reflected from the near boundary of the icing zone is recorded using a receiving device, and the propagation time of probe pulses from the beginning of the wire section to the near boundary of the icing zone and vice versa is used as a control parameter.
Однако фиксация частично отраженных импульсов существенно затруднена при плавном изменении толщины гололедных отложений вдоль провода, что обычно наблюдается на практике, так как амплитуда импульса при этом нарастает медленно, и он плохо выделяется среди помех. В том случае, когда провод равномерно покрыт гололедом по всей длине, известный способ не обеспечивает обнаружение появление гололеда. Кроме того, в данном способе очень высоки требования к чувствительности и помехозащищенности приемного устройства отраженных импульсов.However, the fixation of partially reflected pulses is significantly difficult with a smooth change in the thickness of ice deposits along the wire, which is usually observed in practice, since the amplitude of the pulse increases slowly, and it is poorly distinguished from interference. In the case when the wire is evenly covered with ice over the entire length, the known method does not provide detection of the appearance of ice. In addition, in this method, the requirements for the sensitivity and noise immunity of the receiving device of the reflected pulses are very high.
Известен способ обнаружения и появления гололеда на проводах линии электропередач, включающий локацию участка провода зондирующими импульсами и контроль параметра, связанного с изменением условий их распространения по участку провода при появлении гололеда. Участок провода ограничивают высокочастотными заградителями, а в качестве контрольного параметра принимают время распространения зондирующих импульсов от начала ограниченного участка провода до его конца и обратно. Затем определяют среднее значение температуры этого участка провода, а о появлении гололеда судят по изменению времени распространения зондирующих импульсов, вызванному появлением гололеда, с учетом влияния на контролируемый параметр температурного изменения длины участка провода [патент на изобретение РФ №2287883, H02G 7/16, опубл. 20.11.2006].There is a method of detecting and the appearance of ice on the wires of the power line, including the location of the wire section by probe pulses and control of a parameter associated with a change in the conditions of their propagation over the wire section when ice appears. The wire section is limited by high-frequency traps, and the propagation time of the probe pulses from the beginning of a limited section of the wire to its end and back is taken as a control parameter. Then determine the average temperature of this section of the wire, and the appearance of ice is judged by the change in the propagation time of the probe pulses caused by the appearance of ice, taking into account the influence on the controlled parameter of the temperature change in the length of the wire [patent for the invention of the Russian Federation No. 2287883, H02G 7/16, publ. . November 20, 2006].
Недостатком данного способа является то, что при реализации способа обнаружения по приращению затухания ВЧ непрерывных зондирующих сигналов практически невозможно установить требуемую величину порога приращения, т.к. на приращение затухания кроме самих отложений на провод в равной мере действует изменение параметров работы ВЛ и изменение метеоусловий, да и для разных видов отложений, при прочих равных условиях, затухание может отличаться в несколько раз.The disadvantage of this method is that when implementing the detection method by the attenuation increment of the HF continuous sounding signals, it is practically impossible to set the required value of the increment threshold, because apart from the deposits themselves on the wire, the increment of attenuation is equally affected by a change in the operating parameters of the overhead line and a change in weather conditions, and for different types of deposits, ceteris paribus, the attenuation can differ several times.
Наиболее близким к заявляемому способу является аэродинамический способ обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи и устройство для его осуществления. Способ заключается в том, что на промежуточном пролете линии одновременно измеряют относительное направление ветра, скорость ветра и величину фактической ветровой нагрузки на провод с отложениями или без них, создаваемой этим ветром, по измеренным скорости и относительному направлению ветра рассчитывают величину ожидаемой ветровой нагрузки на провод без отложений и сравнивают ее с величиной фактической ветровой нагрузки, если фактическая ветровая нагрузка больше ожидаемой, то принимают решение о наличии отложений на проводе, а если фактическая и ожидаемая ветровые нагрузки равны, то принимают решение об отсутствии отложений на проводе [патент на изобретение РФ №2273933, МКИ H02G 7/16, Н04В 3/54, G08C 19/02, опубл. 10.04.2006].Closest to the claimed method is an aerodynamic method for detecting deposits on the wire of the intermediate span of an overhead power line and a device for its implementation. The method consists in the fact that on the intermediate span of the line, the relative wind direction, wind speed and the value of the actual wind load on the wire with or without deposits created by this wind are simultaneously measured, the expected wind load on the wire is calculated from the measured speed and relative wind direction without deposits and compare it with the value of the actual wind load, if the actual wind load is higher than expected, then decide on the presence of deposits on the wire, and if Since the actual and expected wind loads are equal, they decide on the absence of deposits on the wire [patent for the invention of the Russian Federation No. 2273933, MKI H02G 7/16, H04B 3/54, G08C 19/02, publ. 04/10/2006].
Устройство для осуществления способа содержит канал телепередачи и два силоизмерительных датчика, каждый из которых подвешен подвижно между траверсой опоры и соответствующей гирляндой изоляторов, нижние концы обеих гирлянд изоляторов соединены между собой шарнирно, образуя V-образную подвеску провода, а верхние концы датчиков крепятся к траверсе опоры на расстоянии друг от друга, равном длине гирлянды изоляторов с датчиком, образуя с V-образной подвеской равносторонний треугольник. Устройство содержит измеритель относительного направления ветра, измеритель скорости ветра, три канала телепередачи, четыре функциональных преобразователя, двухвходовый и управляемый трехвходовый компараторы, при этом измеритель относительного направления ветра через четвертый канал телепередачи подключен ко второму входу четвертого функционального преобразователя, измеритель скорости ветра через третий канал телепередачи подключен ко второму входу двухвходового компаратора и к первому входу четвертого функционального преобразователя, первый вход двухвходового компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, к первому выходу двухвходового компаратора подключен управляющий вход трехвходового управляемого компаратора, второй выход двухвходового компаратора является третьим выходом устройства, первый и второй силоизмерительные датчики соответственно через первый и второй каналы телепередачи подключены параллельно к соответствующим входам первого и второго функциональных преобразователей, к выходу первого функционального преобразователя подключен первый вход третьего функционального преобразователя, на выход второго функционального преобразователя подключен второй вход третьего функционального преобразователя, выход которого соединен с первым сигнальным входом управляемого трехвходового компаратора, второй сигнальный вход управляемого трехвходового компаратора соединен с выходом четвертого функционального преобразователя, первый и второй выходы управляемого трехвходового компаратора являются соответственно первым и вторым выходами устройства.The device for implementing the method comprises a television transmission channel and two load-sensing sensors, each of which is suspended movably between the support beam and the corresponding insulator string, the lower ends of both insulator strings are pivotally connected to each other, forming a V-shaped wire suspension, and the upper ends of the sensors are attached to the support beam at a distance from each other, equal to the length of the string of insulators with a sensor, forming an equilateral triangle with a V-shaped suspension. The device comprises a relative wind direction meter, a wind speed meter, three television transmission channels, four functional converters, two-input and controllable three-input comparators, while a relative wind direction meter through the fourth television transmission channel is connected to the second input of the fourth functional converter, a wind speed meter through the third television transmission channel connected to the second input of the two-input comparator and to the first input of the fourth functional conversion The first input of the two-input comparator is connected to the zero potential bus, the control input of the three-input controlled comparator is connected to the first output of the two-input comparator, the second output of the two-input comparator is the third output of the device, the first and second power sensors are connected in parallel to the corresponding inputs through the first and second television transmission channels the first and second functional converters, to the output of the first functional converter is connected the first input of the third functional converter, the second input of the third functional converter is connected to the output of the second functional converter, the output of which is connected to the first signal input of the controlled three-input comparator, the second signal input of the controlled three-input comparator is connected to the output of the fourth functional converter, the first and second outputs of the controlled three-input comparator respectively, the first and second outputs of the device.
Главным недостатком аэродинамического способа является то, что он не позволяет выявить начало образования отложений и, как следствие, эффективно использовать профилактический подогрев, ускорить процесс принятия решения о проведении плавки. Ускорение проведения плавки позволит уменьшить время ее проведения, а значит, уменьшить разрушения кристаллической решетки провода; минимизировать вероятность аварии на линии.The main disadvantage of the aerodynamic method is that it does not allow to identify the beginning of the formation of deposits and, as a consequence, to effectively use preventive heating, speed up the decision-making process on the smelting. Acceleration of the melting will reduce the time of its conduct, and therefore, reduce the destruction of the crystal lattice of the wire; minimize the likelihood of an accident on the line.
Еще одним недостатком способа является то, что при его реализации необходимо дополнительное определение величины ожидаемой ветровой нагрузки на провод без отложений для использования ее в качестве эталона, что приводит к усложнению применения способа. Также надо отметить, что для достижения потребных вероятностей правильного обнаружения (минимизации риска гололедно-ветровых аварий) для каждого вида отложений, длины промежуточного пролета, предварительного тяжения и профиля местности нужно устанавливать свой порог обнаружения. Измерение тяжения провода ведется без учета линейного расширения провода под влиянием изменения температуры, что приводит к дополнительным погрешностям.Another disadvantage of this method is that when it is implemented, it is necessary to additionally determine the expected wind load on the wire without deposits for use as a reference, which complicates the application of the method. It should also be noted that in order to achieve the required probabilities of correct detection (minimizing the risk of ice-wind accidents) for each type of sediment, the length of the intermediate span, preliminary tension and the profile of the terrain, you need to set your detection threshold. The measurement of wire tension is carried out without taking into account the linear expansion of the wire under the influence of temperature changes, which leads to additional errors.
Аэродинамический способ, как и все остальные, имеет ограниченное применение для обнаружения отложений на проводах воздушных линий электропередачи. Аэродинамический способ не может быть применен на проводах контактной подвески электротяговьгх сетей, где требуется предупредить снижение качества токосъема с контактного провода и образование дуги при прохождении токоприемника, так как не позволяет выявить момент начала образования отложений, имеет низкую чувствительность при малых величинах отложений. Также надо отметить, что ввиду конструктивных особенностей контактной подвески тензорезисторные датчики тяжения могут быть применены только на несущем тросе, температурный режим которого сильно отличается от режима контактного провода при прохождении подвижного состава по секции электроснабжения.The aerodynamic method, like everyone else, has limited use for detecting deposits on the wires of overhead power lines. The aerodynamic method cannot be applied on wires of the contact suspension of electric traction networks, where it is necessary to prevent a decrease in the quality of current collection from the contact wire and the formation of an arc during the passage of the current collector, since it does not allow to detect the moment of formation of deposits, has low sensitivity at low values of deposits. It should also be noted that, due to the design features of the contact suspension, strain gauge strain gauges can be used only on the carrier cable, the temperature regime of which is very different from the contact wire mode when the rolling stock passes through the power supply section.
К недостаткам устройства обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, осуществляющего аэродинамический способ, можно отнести наличие двух силоизмерительных датчиков, каждый из которых подвешен подвижно между траверсой опоры и соответствующей гирляндой изоляторов. Силоизмерительные тензорезисторные датчики дорогие и очень капризны в эксплуатации.The disadvantages of the device for detecting deposits on the wire of the intermediate span of an overhead power transmission line carrying out the aerodynamic method include the presence of two force-measuring sensors, each of which is suspended movably between the support beam and the corresponding string of insulators. Strength strain gauge sensors are expensive and very capricious in operation.
Шарнирное соединение нижних концов обеих гирлянд изоляторов может заклинить из-за образования на них гололеда.A swivel of the lower ends of both strings of insulators can jam due to the formation of ice on them.
Поставленной задачей предлагаемого изобретения является выявление начала образования и вида отложений в реальном времени на проводе (тросе) воздушной линии электропередачи и контактном проводе электротяговой сети, вне зависимости от величины тяжения провода, длины пролета и профиля трассы.The task of the invention is to identify the onset of formation and type of deposits in real time on the wire (cable) of the overhead power line and the contact wire of the electric traction network, regardless of the magnitude of the wire tension, span length and profile of the route.
Поставленная задача достигается тем, что в соответствии с заявленным способом обнаружения гололедных, изморозевых и сложных отложений на проводе одновременно измеряют температуру воздуха и относительную влажность воздуха вблизи провода, температуру поверхности провода.The problem is achieved in that in accordance with the claimed method for detecting icy, hoar-frost and complex deposits on a wire, the air temperature and relative humidity near the wire, the surface temperature of the wire are simultaneously measured.
По измеренным температуре и влажности воздуха рассчитывают точку росы и точку десублимации, и если температура поверхности провода больше 0°С, то принимается решение об отсутствии отложений.The dew point and desublimation point are calculated from the measured temperature and air humidity, and if the surface temperature of the wire is more than 0 ° C, then a decision is made about the absence of deposits.
Если температура поверхности провода меньше либо равна 0°С, то температура поверхности провода сравнивается с расчетными точкой росы и точкой десублимации, при этом если температура поверхности провода больше точки росы и точки десублимации, то принимают решение об отсутствии отложений.If the surface temperature of the wire is less than or equal to 0 ° C, then the surface temperature of the wire is compared with the calculated dew point and desublimation point, while if the surface temperature of the wire is greater than the dew point and desublimation point, they decide on the absence of deposits.
Если температура поверхности провода больше точки десублимации, но меньше либо равна точке росы, то принимают решение об образовании гололедных отложений,If the surface temperature of the wire is greater than the point of sublimation, but less than or equal to the dew point, then they decide on the formation of ice deposits,
Если температура поверхности провода больше точки росы, но меньше либо равна точке десублимации, то принимают решение об образовании изморозевых отложений.If the surface temperature of the wire is greater than the dew point, but less than or equal to the point of desublimation, then decide on the formation of hoarfrost deposits.
Если температура поверхности провода меньше точки росы и точки десублимации, то принимают решение об образовании сложных отложенийIf the surface temperature of the wire is less than the dew point and the desublimation point, then decide on the formation of complex deposits
Так как замеры производятся одновременно и по ним судят о состоянии системы провод-воздух в один момент времени, то изменением давления воздуха можно пренебречь.Since measurements are taken simultaneously and they are used to judge the state of the wire-air system at one time, the change in air pressure can be neglected.
Давление пара над жидкой средой ра зависит от температуры воздуха tв: 
Аналогично определяется точка десублимации:Similarly, the point of desublimation is determined:
Так как температура воздуха tв и относительная влажность воздуха RH на поверхности провода равна относительной влажности и температуре в объеме воздуха вблизи провода в месте установки измерителей температуры воздуха и относительной влажности воздуха на опоре, то по измеренным температуре воздуха и относительной влажности воздуха вблизи провода возможно определить точку росы и точку десублимации для сравнения с температурой поверхности провода, что позволяет определить начало образования отложений.Since the temperature t in and relative to the surface of the humidity RH of air wire equal to the relative humidity and temperature of the air volume close to the wire at the installation site meters of air temperature and relative humidity on the support, that the measured air temperature and relative humidity near the wire may determine dew point and desublimation point for comparison with the surface temperature of the wire, which allows you to determine the beginning of the formation of deposits.
Устройство для осуществления способа обнаружения гололедных, изморозевых и сложных отложений на проводе содержит измеритель температуры воздуха, находящийся вблизи провода и соединенный с первым входом первого контроллера и первым входом второго контроллера; измеритель влажности воздуха, находящийся вблизи провода и соединенный со вторым входом первого контроллера и вторым входом второго контроллера, к выходу второго контроллера подключен первый вход третьего контроллера, второй вход которого подключен к выходу формирователя порога; накладной измеритель температуры провода, находящийся под потенциалом провода и соединенный через канал телепередачи со вторым входом четвертого контроллера, первый вход которого подключен к выходу формирователя порога, выход первого контроллера соединен с первым входом пятого контроллера и первым входом шестого контроллера, выход третьего контроллера соединен со вторым входом шестого контроллера, первый выход четвертого контроллера соединен со вторым входом пятого контроллера, а второй выход четвертого контроллера соединен с третьим входом шестого контроллера, выход пятого контроллера и выход шестого контроллера являются соответственно первым и вторым выходами устройстваA device for implementing a method for detecting icy, frosty and complex deposits on a wire includes an air temperature meter located near the wire and connected to the first input of the first controller and the first input of the second controller; a humidity meter located near the wire and connected to the second input of the first controller and the second input of the second controller, the first input of the third controller is connected to the output of the second controller, the second input of which is connected to the output of the threshold shaper; an overhead wire temperature meter located under the potential of the wire and connected via a TV channel with the second input of the fourth controller, the first input of which is connected to the output of the threshold shaper, the output of the first controller is connected to the first input of the fifth controller and the first input of the sixth controller, the output of the third controller is connected to the second the input of the sixth controller, the first output of the fourth controller is connected to the second input of the fifth controller, and the second output of the fourth controller is connected to third the sixth controller input, the fifth controller output and the sixth controller output are respectively the first and second outputs of the device
Накладной измеритель температуры провода соединен со вторым входом четвертого контроллера через передающий провод и полностью находится под потенциалом провода.The on-board wire temperature meter is connected to the second input of the fourth controller through the transfer wire and is completely under the potential of the wire.
Для функционирования устройства необходима установка измерителя температуры провода, примыкающего вплотную к проводу. Установка такого измерителя технически возможна на контактном проводе электротяговой сети в месте крепления к струне на верхней стороне провода. В этом месте провод жестко скреплен со струной, и измеритель не повлияет на осуществление токосъема с провода токоприемником, скользящим по нижней поверхности провода. Таким образом, заявленное устройство возможно применять на контактном проводе электротяговой сети.For the device to function, it is necessary to install a wire temperature meter adjacent to the wire. Installation of such a meter is technically possible on the contact wire of the electric traction network in the place of attachment to the string on the upper side of the wire. At this point, the wire is rigidly bonded to the string, and the meter will not affect the current collection from the wire by a current collector sliding along the bottom surface of the wire. Thus, the claimed device can be used on the contact wire of the electric traction network.
Введенные измерители температуры воздуха, влажности воздуха и температуры проводав совокупности с системой обработки результатов измерений позволяют вычислить точку росы и точку десублимации воздуха, сравнить их с измеренной температурой поверхности провода и, по результатам сравнения, выработать решение о наличии и виде отложений на проводе и их виде или об отсутствии отложений на проводе.Introduced measuring instruments for air temperature, air humidity and temperature, having carried out a combination with a processing system for the measurement results, we can calculate the dew point and air desublimation point, compare them with the measured surface temperature of the wire, and, based on the results of comparison, develop a decision on the presence and type of deposits on the wire and their type or lack of deposits on the wire.
Описание предлагаемого способа обнаружения гололедных, изморозевых и сложных отложений на проводе и устройства для его осуществления поясняется чертежами, где представлены:The description of the proposed method for detecting icy, hoarfrost and complex deposits on the wire and a device for its implementation is illustrated by the drawings, which show:
Фиг.1 - блок-схема осуществления изобретения;Figure 1 is a block diagram of an embodiment of the invention;
Фиг.2 - схема расположения постов измерения и передачи для воздушных линий электропередачи;Figure 2 - arrangement of measurement and transmission posts for overhead power lines;
Фиг.3 - схема расположения постов измерения и передачи для контактной сети;Figure 3 - arrangement of measurement and transmission posts for the contact network;
Фиг.4 - функциональная схема осуществления изобретения;4 is a functional diagram of an embodiment of the invention;
Фиг.5 - графики возможных вариантов исходов при различных значениях входных измеряемых параметров.Figure 5 - graphs of possible outcomes for various values of the input measured parameters.
Устройство, осуществляющее предлагаемый способ для обнаружения гололедных, изморозевых и сложных отложений на проводе (тросе) воздушной линии электропередачи и на контактном проводе электротяговой сети, состоит из головной и периферийной подсистем (фиг.1). Головная подсистема состоит из принимающего модема и компьютера диспетчера с установленным программным обеспечением (не показан). Периферийная подсистема состоит из постов измерения и передачи (ПИиП).A device that implements the proposed method for detecting icy, hoar-frost and complex deposits on a wire (cable) of an overhead power transmission line and on a contact wire of an electric traction network consists of a head and peripheral subsystems (Fig. 1). The head subsystem consists of a receiving modem and a dispatcher computer with installed software (not shown). The peripheral subsystem consists of measurement and transmission posts (PI&P).
Пост измерения и передачи (ПИиП) содержит измеритель температуры воздуха 1, измеритель относительной влажности воздуха 2, измеритель температуры провода 3, солнечную панель 4, аккумулятор 5, передающий модем 6 и электронный блок с контроллерами и аналогово-цифровым преобразователем 7.The measurement and transmission station (PI&P) contains an
Для воздушных линий электропередач ПИиП устанавливается на опоре (фиг.2). Модуль измерения температуры провода, состоящий из накладного измерителя температуры 3, солнечной панели 8, аккумулятора 9, аналогово-цифрового преобразователя 10 передающего модема 11, размещается на проводе (грозотросе) воздушной линии. В закрытом шкафу на кронштейнах на опоре находится аккумулятор 5, передающий модем 6, принимающий модем 12 и электронный блок с контроллерами и аналогово-цифровым преобразователем 7. Из шкафа выведены измеритель температуры воздуха 1 и измеритель относительной влажности воздуха 2. Аккумулятор 5 питается от солнечной панели, прикрепленной к опоре 4.For overhead power lines PIiP is installed on a support (figure 2). A wire temperature measuring module, consisting of a surface temperature meter 3, a
ПИиП для контактной сети устанавливается на консоли и отличается от ПИиП для воздушной линии электропередачи тем, что полностью находится под потенциалом провода (фиг.3). ПИиП для контактной сети содержит измеритель температуры воздуха 1, измеритель относительной влажности воздуха 2, измеритель температуры провода 3, солнечную панель 4, аккумулятор 5, передающий модем 6, электронный блок с контроллерами и аналогово-цифровым преобразователем 7 и передающий провод 13.PiP for the contact network is installed on the console and differs from PiP for the overhead power line in that it is completely under the potential of the wire (figure 3). The PiP for the contact network contains an
На фиг.4 изображена функциональная схема собственно самого устройства обнаружения отложений на проводе, содержащая 6 контроллеров (I-III, V-VII) и один формирователь порога IV.Figure 4 shows a functional diagram of the actual device for detecting deposits on the wire, containing 6 controllers (I-III, V-VII) and one shaper threshold IV.
На фиг.5 поясняются в виде графиков возможные варианты исходов при различных значениях входных измеряемых параметров. Ось абсцисс - ось времени, ось ординат - ось температур.In Fig. 5, possible outcomes are explained in graph form for various values of the input measured parameters. The abscissa axis is the time axis, the ordinate axis is the temperature axis.
Фиг.5а поясняет случай, когда на проводе происходит конденсация при положительных температурах. Фиг. 5б поясняет случай, когда на проводе происходит конденсация при отрицательных температурах, образуется ледяная корка плотностью γ0=900 кг/м3.Fig. 5a illustrates the case when condensation occurs on the wire at positive temperatures. FIG. 5b illustrates the case when condensation occurs on the wire at negative temperatures, an ice crust with a density of γ 0 = 900 kg / m 3 is formed .
Фиг.5в поясняет случай, когда на проводе происходит десублимация при отрицательных температурах, образуется кристаллическая изморозь, плотностью γ0=50 кг/м3. Фиг.5г и Фиг.5д поясняют случай, когда на проводе происходит десублимация и конденсация при отрицательных температурах, образуются сложные отложения с плотностью γ0=500 кг/м3. Процесс образования отложений во всех случаях (а-д) начинается в момент времени τ0.Figv illustrates the case when the wire is desublimated at negative temperatures, crystalline hoarfrost is formed, with a density of γ 0 = 50 kg / m 3 . Fig.5g and Fig.5d explain the case when the wire is desublimation and condensation at low temperatures, complex deposits are formed with a density of γ 0 = 500 kg / m 3 . The process of formation of deposits in all cases (a-d) begins at time τ 0 .
Устройство работает следующим образомThe device operates as follows
В соответствии с принципом действия по заявляемому способу обнаружения гололедных, изморозевых и сложных отложений на проводе одновременно измеряют температуру воздуха tв и относительную влажность воздуха RH вблизи провода, температуру поверхности провода tпов. По измеренным температуре воздуха и относительной влажности воздуха рассчитывают точку росы Та и точку десублимации Tt.In accordance with the principle of operation of the present method for detecting icy, hoar-frost and complex deposits on a wire, the air temperature t in and the relative air humidity RH near the wire are simultaneously measured, the surface temperature of the wire is t pov . From the measured air temperature and relative air humidity, the dew point T a and the desublimation point T t are calculated.
Если tпoв>0С, то tпoв сравнивается с Та. Если tпoв>Ta, то считается, что провод сухой. Если tпoв≤Та, то считается, что происходит конденсация влаги на провод.If t vow > 0 ° C, then t vow is compared with T a . Pov If t> T a, it is assumed that wire dry. If t vow ≤T a , then it is considered that moisture is condensing on the wire.
Если замеры измерителя температуры провода показывают, что tпoв≤00С, то tпoв сравнивается с расчетными Та и Тг. Если Та и Tt меньше tпoв, то провод считается сухим, если Tt<tпoв≤Та, то считается, что на проводе конденсируется и замерзает влага, образуется ледяная корка плотностью γ0=900 кг/м, если Ta<tпoв≤Ti, то считается что на проводе десублимирует влага, образуется кристаллическая изморозь, плотностью γ0=50 кг/м3, если tпoв меньше Та и Тп, то считается что на проводе образуются сложные отложения с плотностью γ0=500 кг/м.If the measurements of the wire temperature meter show that t flow ≤0 0 C, then t flow is compared with the calculated T a and T g . If T a and T t are less than t grooves , then the wire is considered dry, if T t <t groove ≤T a , then it is believed that moisture condenses and freezes on the wire, an ice crust with a density of γ 0 = 900 kg / m is formed, if T a <t flow ≤T i , then it is considered that moisture desublimates on the wire, crystalline hoarfrost is formed with a density of γ 0 = 50 kg / m 3 , if t flow is less than T a and T p , then it is considered that complex deposits with a density of γ 0 = 500 kg / m.
При описании работы устройства рассмотрим его действие в момент времени τ0+1 (фиг. 5) для различных соотношений входных параметров (температура поверхности провода tпoв, температура воздуха tв и относительная влажность воздуха RH).When describing the operation of the device, we consider its effect at the time point τ 0 + 1 (Fig. 5) for various ratios of input parameters (surface temperature of the wire t top , air temperature t in and relative air humidity RH).
Аналоговые сигналы о температуре воздуха и относительной влажности воздуха с выходов измерителей температуры воздуха 1 и относительной влажности воздуха 2 соответственно поступают на вход аналогово-цифрового преобразователя 7. Оцифрованные сигналы о температуре воздуха и относительной влажности воздуха с выхода аналогово-цифрового преобразователя 7 поступают на вход а и вход b контроллера I соответственно, а также на вход с и вход d контроллера II соответственно. Контроллер I рассчитывает точку росы Та, контроллер II рассчитывает расчетную точку десублимации 
Сигнал с выхода е контроллера II поступает на вход f контроллера III, на вход g которого подается сигнал «0» с выхода h формирователя порога IV. Если расчетная точка десублимации меньше нуля 
Аналоговый сигнал о температуре поверхности провода tпoв поступает от измерителя температуры провода 3 на вход аналогово-цифрового преобразователя 7 через провод 4, если ПИиП имеет исполнение для контактной сети. Если ПИиП имеет исполнение для воздушной линии электропередачи, то сигнал поступает на вход аналогово-цифрового преобразователя 10 и потом, посредством модемов 11 и 12, передается на вход к контроллера V, на вход 1 которого подается сигнал «0» с выхода h формирователя порога IV. Если температура поверхности провода больше нуля градусов Цельсия tпoв>0, то сигнал о температуре поверхности провода tпoв с выхода m контроллера V поступает на вход п контроллера VI, на вход о которого поступает сигнал о точке росы Та с выхода р контроллера I. Контроллер VI производит сравнение температуры поверхности провода tпoв и точки росы Та, и если tпoв<Та, то на выход q контроллера VI поступает сигнал «провод сухой», а если tпoв≥Та, то на выход q контроллера VI поступает сигнал «провод влажный».The analog signal on wire surface temperature t pov fed from the wire temperature measuring instrument 3 to the input of an analog-digital converter 7, via
Если температура поверхности провода меньше либо равна нулю градусов Цельсия tпoв≤0, то сигнал tпoв с выхода r контроллера V поступает на вход s контроллера VII, на вход t которого поступает сигнал о точке росы Та с выхода р контроллера I, а на вход и контроллера VII - сигнал о точке десублимации Ti с выхода i контроллера III. Контроллер VII производит сравнение tпoв, Та и Ti.If the surface temperature of the wire is less than or equal to zero degrees Celsius t vow ≤0, then the signal t vow from the output r of the controller V goes to the input s of the controller VII, the input t of which receives a signal about the dew point T and from the output p of the controller I, and input and controller VII - signal about the point of sublimation T i from the output i of controller III. Controller VII compares t vow , T a and T i .
Если Та и Ti меньше tпoв, то на выход v контроллера VII поступает сигнал «провод сухой», если Ti<tпoв≤Та то на выход v контроллера VII поступает сигнал «на проводе конденсируется и замерзает влага, образуется ледяная корка плотностью γ0=900 кг/м3» если Та<tпoв≤Ti, то на выход v контроллера VII поступает сигнал «на провод десублимирует влага, образуется кристаллическая изморозь плотностью γ0=50 кг/м3», если tпoв меньше Та и Ti, то на выход v контроллера VII поступает сигнал «на проводе образуются сложные отложения с плотностью γ0=500 кг/м».If T a and T i are less than t vow , then the signal “wire dry” is sent to the output v of controller VII, if T i <t vow ≤T, and then the signal v goes to the output v of controller VII: “moisture condenses and freezes in the wire, ice forms peel density γ 0 = 900 kg / m 3 "and if t <t pov ≤T i, the output v VII controller receives the signal" on wire desublimiruet moisture, a crystalline rime density γ 0 = 50 kg / m 3 "if t is less than T a and T i , then the signal v of controller VII receives a signal “complex deposits with a density of γ 0 = 500 kg / m are formed on the wire”.
При любом исходе сигнал с выхода q или выхода и поступает на вход модема 6 и передается в головную подсистему.For any outcome, the signal from output q or output is fed to the input of
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143646/07A RU2554718C2 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Method of detection of ice, hoarfrost and complex deposits on wire and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143646/07A RU2554718C2 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Method of detection of ice, hoarfrost and complex deposits on wire and device for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013143646A RU2013143646A (en) | 2015-04-20 |
| RU2554718C2 true RU2554718C2 (en) | 2015-06-27 |
Family
ID=53282539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013143646/07A RU2554718C2 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Method of detection of ice, hoarfrost and complex deposits on wire and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2554718C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2732037C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-09-10 | Гаджибуба Ражидинович Гаджибабаев | Method for monitoring of ice-and-wind loads of overhead transmission lines |
| RU2757998C1 (en) * | 2020-06-17 | 2021-10-25 | Открытое Акционерное Общество "Межрегиональная Распределительная Сетевая Компания Урала" (Оао "Мрск Урала") | Method for conducting comparative tests of wires of various types for resistance to ice deposits of various densities |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4980673A (en) * | 1987-06-10 | 1990-12-25 | Rosemount Inc. | Ice detector circuit |
| RU2158995C1 (en) * | 1999-10-19 | 2000-11-10 | Электроэнергетическая ассоциация "Корпорация единый электроэнергетический комплекс" | Gear controlling sleet formation |
| RU2165122C2 (en) * | 1999-02-04 | 2001-04-10 | Региональное предприятие "Южэнерготехнадзор" | Method and device for checking conductor temperature on overhead power transmission line |
| RU74526U1 (en) * | 2008-03-25 | 2008-06-27 | Сергей Борисович Стебеньков | ELECTRIC TRANSMISSION DETECTION DETECTION DEVICE ON THE ELECTRIC TRANSMISSION AIRLINE |
-
2013
- 2013-09-26 RU RU2013143646/07A patent/RU2554718C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4980673A (en) * | 1987-06-10 | 1990-12-25 | Rosemount Inc. | Ice detector circuit |
| RU2165122C2 (en) * | 1999-02-04 | 2001-04-10 | Региональное предприятие "Южэнерготехнадзор" | Method and device for checking conductor temperature on overhead power transmission line |
| RU2158995C1 (en) * | 1999-10-19 | 2000-11-10 | Электроэнергетическая ассоциация "Корпорация единый электроэнергетический комплекс" | Gear controlling sleet formation |
| RU74526U1 (en) * | 2008-03-25 | 2008-06-27 | Сергей Борисович Стебеньков | ELECTRIC TRANSMISSION DETECTION DETECTION DEVICE ON THE ELECTRIC TRANSMISSION AIRLINE |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2732037C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-09-10 | Гаджибуба Ражидинович Гаджибабаев | Method for monitoring of ice-and-wind loads of overhead transmission lines |
| RU2757998C1 (en) * | 2020-06-17 | 2021-10-25 | Открытое Акционерное Общество "Межрегиональная Распределительная Сетевая Компания Урала" (Оао "Мрск Урала") | Method for conducting comparative tests of wires of various types for resistance to ice deposits of various densities |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013143646A (en) | 2015-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2020101293A4 (en) | Artificial intelligence detection system for deep-buried fuel gas pipeline leakage | |
| CN107858883B (en) | Comprehensive monitoring and intelligent analysis method for safety state of track system | |
| KR101390558B1 (en) | A power line temperature and sag monitor system | |
| CN112362274B (en) | Method and system for monitoring, early warning and evaluating vortex-induced vibration of long-span bridge in operation period | |
| CN106199056B (en) | A kind of distributed wind speed on-line monitoring method in overhead transmission line corridor | |
| RU2287883C1 (en) | Method for ice detection on power transmission line conductors | |
| RU2554718C2 (en) | Method of detection of ice, hoarfrost and complex deposits on wire and device for its implementation | |
| WO2006123977A1 (en) | A method for detecting ice on the surface of a fixed structure, a device for performing the method and a fixed structure provided with a device for detecting ice | |
| CN106525129A (en) | Intelligent bridge monitoring system based on multi-source detection fusion means | |
| CN110803199A (en) | High-speed railway tunnel safety perception and early warning system | |
| CN101076665A (en) | Rotor blade for wind power equipment | |
| CN103097854B (en) | The method and apparatus determining cable length | |
| RU100967U1 (en) | DIAGNOSTIC AND REMOTE MONITORING SYSTEM OF THE RAILWAY CONTACT NETWORK | |
| CN108489456A (en) | tunnel monitoring system and tunnel monitoring method | |
| JPH07301557A (en) | Galloping detector | |
| RU2308136C2 (en) | Method and device for identifying kind of deposits on intermediate span conductor in overhead power transmission line | |
| RU2750823C1 (en) | Method and system for automatic control of the contact wire of electric vehicles | |
| CN107607066B (en) | Differential detection method and system for ponding area in underground space building | |
| CN105716565A (en) | Reconstruction method of overhead transmission line swinging based on distributed angle information | |
| KR100674745B1 (en) | Sag monitoring apparatus for overhead transmission line | |
| Minullin et al. | Multichannel radar control of icing on wires overhead transmission lines | |
| Minullin et al. | Comparison of radar equipment readings and weight sensors indications during ice deposits detection on overhead transmission lines | |
| CN208187389U (en) | tunnel monitoring system | |
| RU2308692C1 (en) | Method and device for monitoring bridge | |
| RU2291537C2 (en) | Method and device for detecting deposits on anchor-span conductors of overhead power transmission line |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20150928 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160927 |