RU2677498C1 - Overhead power transmission lines condition monitoring device - Google Patents
Overhead power transmission lines condition monitoring device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677498C1 RU2677498C1 RU2017131533A RU2017131533A RU2677498C1 RU 2677498 C1 RU2677498 C1 RU 2677498C1 RU 2017131533 A RU2017131533 A RU 2017131533A RU 2017131533 A RU2017131533 A RU 2017131533A RU 2677498 C1 RU2677498 C1 RU 2677498C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- video camera
- transmission lines
- processing unit
- information processing
- wire
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title abstract description 7
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 5
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
- G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использована для контроля состояния воздушных линий электропередачи (ВЛЭП), а именно измерения гололедно-ветровых нагрузок и мониторинга температурного режима эксплуатации.The invention relates to the electric power industry and can be used to monitor the condition of overhead power transmission lines (VLEP), namely, to measure icy-wind loads and monitor the temperature regime of operation.
Известны способ обнаружения гололеда и «пляски» проводов на воздушных линиях электропередачи (патент на изобретение RU 2016450 С1; МПК H02G 7/14, H02G 7/16; 15.07.1994) и устройство для его реализации, содержащее две антенны, располагаемые в начале и середине контролируемого пролета. Поскольку расстояние от антенны, находящейся в начале пролета, до высоковольтных проводов практически неизменно, а расстояние от второй антенны до высоковольтных проводов определяется мерой их провисания (клиренсом), то отношение потенциалов, наведенных на антеннах, позволяет однозначно фиксировать наличие гололеда.A known method for detecting ice and “dancing” of wires on overhead power lines (patent for the invention RU 2016450 C1; IPC H02G 7/14, H02G 7/16; 07/15/1994) and a device for its implementation, containing two antennas located at the beginning and mid-controlled span. Since the distance from the antenna at the beginning of the span to the high-voltage wires is almost unchanged, and the distance from the second antenna to the high-voltage wires is determined by the measure of their sag (clearance), the ratio of potentials induced on the antennas allows us to unambiguously record the presence of ice.
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся:The reasons that impede the achievement of a given technical result include:
1) относительно низкая точность измерения гололедной нагрузки по причине погрешности, вносимой искажением электрического поля из-за влияния земли, линейной опоры, изменения метеообстановки, намерзаний на самих антеннах;1) the relatively low accuracy of the measurement of ice load due to the error introduced by the distortion of the electric field due to the influence of the earth, linear support, changes in weather conditions, freezing on the antennas themselves;
2) ограниченная достоверность измерительной информации, вызванная недооценкой явления неравномерного распределения гололедных отложений по проводам ВЛЭП, что объясняется принципиальной невозможностью регистрации провисания каждого фазного провода по отдельности.2) the limited reliability of the measurement information caused by the underestimation of the phenomenon of uneven distribution of ice deposits on the HVL wires, which is explained by the fundamental impossibility of registering the sagging of each phase wire separately.
Наиболее близким по технической сущности устройством является система контроля состояния линий электропередачи, основанная на идентификации изображения оптической мишени и эталонном измерении (патент на изобретение CN 202676156 U, МПК GO1C 5/00, GO1C 11/00, G01B 11/26; 16.01.2013), состоящая из закрепленной на проводе оптической мишени, видеокамеры, установленной на опоре и подключенной к блоку обработки информации, а также компьютерной системы сбора и анализа данных, размещенной на удаленном центре мониторинга. Анализируя посредством видеорегистрации положения мишени отклонение величины клиренса линии от эталонного значения, система определяет гололедно-ветровую нагрузку на провод или его нагрев.The device closest in technical essence is a power line monitoring system based on the identification of an optical target image and reference measurement (patent for invention CN 202676156 U, IPC GO1C 5/00, GO1C 11/00, G01B 11/26; 01/16/2013) consisting of an optical target mounted on a wire, a video camera mounted on a support and connected to an information processing unit, as well as a computer data acquisition and analysis system located at a remote monitoring center. By analyzing by means of video recording of the target position the deviation of the line clearance value from the reference value, the system determines the ice-wind load on the wire or its heating.
Причиной, препятствующей достижению заданного технического результата, является ограниченная точность предоставляемой системой измерительной информации, что объясняется возможностью регистрации провисания и, как следствие, обледенения только одного провода, в то время как гололедные муфты на остальных проводах трехфазной ВЛЭП могут иметь толщину, отличную от измеренной, по причине неравномерного распределения гололедных масс на контролируемом участке линии.The reason that impedes the achievement of a given technical result is the limited accuracy of the measurement information provided by the system, which is explained by the possibility of recording sagging and, as a consequence, icing of only one wire, while icy clutches on the other wires of a three-phase high-voltage transmission line can have a thickness different from the measured one, due to the uneven distribution of ice masses in a controlled section of the line.
В этой связи важной задачей является создание устройства, позволяющего повысить точность определения механических нагрузок на ВЛЭП при гололедно-ветровом воздействии.In this regard, an important task is the creation of a device that allows to increase the accuracy of determining the mechanical loads on the high-voltage transmission lines under icy-wind exposure.
Техническим результатом является повышение точности предоставляемой оператору ВЛЭП количественной оценки состояния линии в период гололедно-ветрового воздействия.The technical result is to increase the accuracy of the quantitative assessment of the state of the line provided to the VLEP operator during the period of ice-wind exposure.
Технический результат достигается тем, что устройство для контроля состояния воздушных линий электропередачи состоит из закрепленной на проводе оптической мишени, видеокамеры, установленной на опоре и подключенной к блоку обработки информации, компьютерной системы сбора и анализа данных, размещенной на удаленном центре мониторинга, причем содержит дополнительную видеокамеру, при этом видеокамеры оснащены устройством стабилизации горизонтального положения, противоположно направлены и ориентированы на мишени, закрепленные на каждом приходящем и отходящем проводе, а также метеостанцию, установленную на стойке опоры ВЛЭП, причем дополнительная видеокамера и метеостанция также подключены к блоку обработки информации.The technical result is achieved by the fact that the device for monitoring the state of overhead power lines consists of an optical target mounted on a wire, a video camera mounted on a support and connected to an information processing unit, a computer data collection and analysis system located on a remote monitoring center, and contains an additional video camera , while the cameras are equipped with a horizontal stabilization device, oppositely directed and oriented at targets fixed to each incoming and outgoing conductor and a weather station installed on the support rack VLEP, wherein the additional video camera and weather station are also connected to the information processing unit.
Введение в предлагаемое устройство дополнительной видеокамеры и оптических мишеней на каждом приходящем и отходящем проводе делает возможным измерение провисания и соответствующего обледенения отдельных проводов, что позволяет выполнять высокоточные измерения действующей на линию гололедной нагрузки и деформации линейной опоры с учетом неравномерности распределения отложений по проводам и смежным пролетам; при этом введение устройства стабилизации повышает точность измерений путем установки противоположно направленных видеокамер в строго горизонтальном положении, исключая погрешность от их отклонения, а метеостанция создает условия для точного определения скорости и направления ветра с целью расчета действующих на провода и опору ветровых нагрузок и углов отклонения проводов.Introduction to the proposed device of an additional video camera and optical targets on each incoming and outgoing wire makes it possible to measure the sagging and corresponding icing of individual wires, which allows high-precision measurements of the ice load acting on the line and the deformation of the linear support, taking into account the uneven distribution of deposits on the wires and adjacent spans; at the same time, the introduction of a stabilization device increases the accuracy of measurements by installing oppositely directed cameras in a strictly horizontal position, eliminating the error from their deviation, and the weather station creates conditions for accurate determination of wind speed and direction in order to calculate the wind loads acting on the wire and the support and wire deflection angles.
Указанные отличия позволяют существенно повысить точность предоставляемой оператору ВЛЭП количественной оценки состояния линии в период гололедно-ветрового воздействия.These differences make it possible to significantly increase the accuracy of the quantitative assessment of the line condition provided to the VLEP operator during the period of ice-wind exposure.
На чертеже представлена функциональная схема устройства для контроля состояния воздушных линий электропередачи.The drawing shows a functional diagram of a device for monitoring the status of overhead power lines.
Устройство содержит оптические мишени 1, закрепленные на каждом приходящем и отходящем проводе и необходимые для идентификации изменения провисания проводов, установленные на линейной опоре, противоположно направленные видеокамеры 2, регистрирующие положение мишеней 1 в двух координатах, а также размещенную на стойке опоры ВЛЭП метеостанцию 3 для расчета действующих на провода и опору ветровых нагрузок и углов отклонения проводов.The device contains optical targets 1, mounted on each incoming and outgoing wire and necessary for identifying changes in wire slack, mounted on a linear support, oppositely directed video cameras 2, recording the position of the targets 1 in two coordinates, as well as a weather station 3 located on the support tower of the VLEP, for calculation acting on the wires and support the wind loads and the deflection angles of the wires.
Выходы видеокамер 2 и метеостанции 3 соединены с входом блока обработки информации 4, связанного с компьютерной системой сбора и анализа данных 5, размещенной на удаленном центре мониторинга, посредством беспроводного канала связи.The outputs of the video cameras 2 and the weather station 3 are connected to the input of the information processing unit 4, connected to a computer data acquisition and analysis system 5, located on a remote monitoring center, via a wireless communication channel.
Противоположно направленные видеокамеры 2 оснащены устройством стабилизации 6, устраняющем их отклонение от горизонтального положения.Opposite directional cameras 2 are equipped with a stabilization device 6, eliminating their deviation from the horizontal position.
Устройство работает следующим образом. Смещение оптических мишеней 1, закрепленных на каждом приходящем и отходящем проводе, под действием гололедно-ветровых нагрузок регистрируется противоположно направленными видеокамерами 2, горизонтальные девиации которых устраняются действием устройства стабилизации 6. Данные видеорегистрации вместе с показаниями метеостанции 3 поступают в блок обработки информации 4. Полученные значения скорости и направления ветра используются блоком обработки информации 4 для вычисления возможных отклонений проводов под действием ветрового давления, что необходимо для локализации изображений оптических мишеней 1 на видеокадрах. Далее блоком обработки информации 4 выполняется попиксельное сканирование соответствующих областей видеокадров и вычисление точных координат оптических мишеней 1 с последующим пересчетом полученных значений в координаты точек максимального провисания каждого приходящего и отходящего провода. На основе этих данных блок обработки информации 4 рассчитывает соответствующие размеры гололедных муфт, а также вызванные текущим обледенением и ветровым давлением механические нагрузки, которым подвергаются провода и линейная опора, после чего посредством беспроводного канала связи передает полученную измерительную информацию на компьютерную систему сбора и анализа данных 5. Сопоставляя полученные данные с пороговыми значениями, компьютерная система сбора и анализа данных 5 сигнализирует о возможности обрыва проводов, разрушения опоры или начале трещинообразования в материале стойки. Помимо перечисленного при отсутствии гололедных отложений информация о провисании проводов на контролируемом участке ВЛЭП позволяет компьютерной системе сбора и анализа данных 5 диагностировать нарушение температурного режима эксплуатации (перегрев) линии в случае передачи мощности, превышающей ее пропускную способность.The device operates as follows. The displacement of optical targets 1, mounted on each incoming and outgoing wire, under the action of ice-wind loads is recorded by oppositely directed video cameras 2, the horizontal deviations of which are eliminated by the action of the stabilization device 6. The video data together with the weather station 3 are sent to the information processing unit 4. The obtained values wind speeds and directions are used by information processing unit 4 to calculate possible wire deviations under the influence of wind pressure This is necessary for localization of images of optical targets 1 on video frames. Next, the information processing unit 4 performs pixel-by-pixel scanning of the corresponding areas of the video frames and calculates the exact coordinates of the optical targets 1, followed by the conversion of the obtained values into the coordinates of the points of maximum sag of each incoming and outgoing wire. Based on these data, the information processing unit 4 calculates the corresponding dimensions of the ice sleeves, as well as the mechanical loads caused by the current icing and wind pressure, to which the wires and the linear support are subjected, after which, through a wireless communication channel, transmits the received measurement information to a computer data acquisition and analysis system 5 Comparing the obtained data with threshold values, the computer system for collecting and analyzing data 5 signals the possibility of wire breakage, destruction of Orae or early cracking in resistant materials. In addition to the above information, in the absence of icy deposits, information about sagging wires on the VLEP controlled section allows the computer system for collecting and analyzing data 5 to diagnose a violation of the temperature regime of operation (overheating) of the line in case of power transfer exceeding its capacity.
Таким образом, заявленное устройство, содержащее оптические мишени 1 на каждом приходящем и отходящем проводе, противоположно направленные видеокамеры 2, установленные на линейной опоре и совмещенные с устройством стабилизации горизонтального положения 6, а также метеостанцию 3, размещенную на стойке опоры ВЛЭП, предоставляет достаточно точную и полную информацию о текущем состоянии воздушной линии электропередачи.Thus, the claimed device containing optical targets 1 on each incoming and outgoing wire, oppositely directed video cameras 2 mounted on a linear support and combined with a horizontal position stabilization device 6, as well as a weather station 3 located on the VLEP support rack, provides sufficiently accurate and full information on the current state of the overhead power line.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017131533A RU2677498C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Overhead power transmission lines condition monitoring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017131533A RU2677498C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Overhead power transmission lines condition monitoring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2677498C1 true RU2677498C1 (en) | 2019-01-17 |
Family
ID=65024978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017131533A RU2677498C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Overhead power transmission lines condition monitoring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2677498C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113252115A (en) * | 2021-06-24 | 2021-08-13 | 广东电网有限责任公司 | Online monitoring system and method for power transmission line |
| RU2816571C1 (en) * | 2023-08-23 | 2024-04-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of monitoring icing process of power transmission line |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002039715A (en) * | 2000-07-21 | 2002-02-06 | Nec Corp | Transmission line measuring method using laser light and transmission line measuring apparatus |
| CN202676156U (en) * | 2012-04-25 | 2013-01-16 | 成都森源开关有限公司 | Electric transmission line condition monitoring system based on target image identification and benchmark measurement |
| RU2558002C1 (en) * | 2014-02-03 | 2015-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего" | Device for diagnostics of overhead power transmission lines and its component |
| US20160147209A1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | Abb Technology Ag | Methods, systems, and computer readable media for monitoring and management of a power distribution system |
| RU2015111877A (en) * | 2015-04-01 | 2016-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Метакон" | Method for diagnosing insulation state of high voltage power lines |
-
2016
- 2016-11-08 RU RU2017131533A patent/RU2677498C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002039715A (en) * | 2000-07-21 | 2002-02-06 | Nec Corp | Transmission line measuring method using laser light and transmission line measuring apparatus |
| CN202676156U (en) * | 2012-04-25 | 2013-01-16 | 成都森源开关有限公司 | Electric transmission line condition monitoring system based on target image identification and benchmark measurement |
| RU2558002C1 (en) * | 2014-02-03 | 2015-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего" | Device for diagnostics of overhead power transmission lines and its component |
| US20160147209A1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | Abb Technology Ag | Methods, systems, and computer readable media for monitoring and management of a power distribution system |
| RU2015111877A (en) * | 2015-04-01 | 2016-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Метакон" | Method for diagnosing insulation state of high voltage power lines |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113252115A (en) * | 2021-06-24 | 2021-08-13 | 广东电网有限责任公司 | Online monitoring system and method for power transmission line |
| RU2816571C1 (en) * | 2023-08-23 | 2024-04-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of monitoring icing process of power transmission line |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11150083B2 (en) | Real-time overhead power line sag monitoring | |
| US8374821B2 (en) | Thermal powerline rating and clearance analysis using thermal imaging technology | |
| CN109341903B (en) | Inhaul cable force measuring method based on edge recognition in computer vision | |
| EP2021753B1 (en) | A power line temperature and sag monitor system | |
| US8072325B2 (en) | Trespass detection system | |
| US20120299603A1 (en) | On-line monitoring system of insulation losses for underground power cables | |
| GB2559166A (en) | Inductive system for determination of overhead electrical contact wire's wear and end-of-life | |
| CN104267063A (en) | Low-value insulator detection method based on infrared thermography | |
| KR20180113399A (en) | Integration system for monit0ring hydraulic structure using integrated trigger and the method using the same | |
| CN106650551A (en) | High-voltage breaker moving contact movement track real-time identification method based on priori knowledge | |
| RU2677498C1 (en) | Overhead power transmission lines condition monitoring device | |
| RU2634755C2 (en) | Method and device for diagnosing technical parameters of underground pipeline | |
| EP3392605B1 (en) | Trolley wire measuring apparatus and trolley wire measuring method | |
| EP3069955A1 (en) | Train self-position estimation device | |
| EP2644682B1 (en) | Coke oven monitoring method, furnace wall management method, and monitoring system | |
| JP5151845B2 (en) | Apparatus and method for measuring vertical acceleration of pantograph by image processing | |
| CN103344187A (en) | Metallurgical product width on-line measurement device and method | |
| CN109186469B (en) | Bow net dynamic monitoring system | |
| KOYAMA et al. | Measurement of the contact force of the pantograph by image processing technology | |
| CN109115101A (en) | Consider the method for the current field inverting conducting wire parameter of power transmission line sag | |
| Kromanis et al. | Condition assessment of structures using smartphones: a position independent multi-epoch imaging approach | |
| JP2017100474A (en) | Weight position detection device and method | |
| CN105203024A (en) | Multiple sensor integrated icing photogrammetric method for power transmission line | |
| CN207649913U (en) | A kind of brake shoe wheel temperature rise detecting device | |
| CN114910031B (en) | Suspension bridge health monitoring method, system, computer equipment and storage medium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190114 |