RU2816571C1 - Способ мониторинга процесса обледенения линии электропередачи - Google Patents
Способ мониторинга процесса обледенения линии электропередачи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816571C1 RU2816571C1 RU2023121929A RU2023121929A RU2816571C1 RU 2816571 C1 RU2816571 C1 RU 2816571C1 RU 2023121929 A RU2023121929 A RU 2023121929A RU 2023121929 A RU2023121929 A RU 2023121929A RU 2816571 C1 RU2816571 C1 RU 2816571C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulator
- power line
- thickness
- icing
- ice coating
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 20
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title abstract description 9
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к измерениям в энергетической отрасли. Сущность: используют устройство для мониторинга процесса обледенения линии электропередачи, включающее оптический дальномер и подключенный к нему контроллер с модулем беспроводной связи и элементом питания. Оптический дальномер закрепляют на опоре линии электропередачи таким образом, чтобы его луч был направлен на изолятор линии электропередачи. Посредством оптического дальномера получают значения параметров отражательной способности поверхности изолятора и расстояния до его поверхности и передают эти данные в контроллер. Посредством контроллера регистрируют начало обледенения поверхности изолятора и динамику изменения толщины ледового покрытия изолятора ЛЭП на основе изменения значений параметров отражательной способности поверхности изолятора на значения параметров отражательной способности поверхности ледового покрытия и на основе изменения значений расстояния до его поверхности, получаемых от оптического дальномера. Технический результат: обеспечение автоматической регистрации начала обледенения поверхности изолятора и регистрации динамики изменения толщины ледового покрытия. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к методам наблюдения за процессом обледенения воздушной линии электропередачи и может быть использовано в энергетической отрасли промышленности.
В качестве прототипа выбран способ мониторинга процесса обледенения провода линии электропередачи (ЛЭП), при выполнении которого определяют толщину ледового покрытия провода, для чего оптический дальномер устанавливают в любом месте под ЛЭП, направляют луч оптического дальномера на покрытый льдом провод ЛЭП, и производят измерение толщины ледового покрытия провода ЛЭП путем определения разности между покрытым и не покрытым льдом проводом на основе полученных оптическим дальномером данных [CN102967268A, дата публикации: 13.03.2013 г.].
Недостатком прототипа является ограниченный функционал представленного в нем способа мониторинга, поскольку он раскрывает возможность только регистрации толщины уже образовавшегося ледового покрытия за счет проведения соответствующих измерений оператором, который устанавливает оптический дальномер в разных точках под ЛЭП и регистрирует толщину ледового покрытия на основе разницы толщины покрытого и не покрытого льдом провода, вследствие чего исключается возможность регистрации факта начала процесса обледенения, регистрации динамики развития данного процесса, а также регистрации достижения критической степени обледенения провода, при которой возможен его обрыв или повреждение ЛЭП, что исключает возможность принятия превентивных мер по предотвращению обледенения и подготовки инфраструктуры к предстоящему ремонту ЛЭП или, при самых наихудших обстоятельствах - подготовки резервных источников энергии для обеспечения потребителей. Существующий недостаток требует разработки нового подхода для решения существующей проблемы мониторинга состояния проводов ЛЭП.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в необходимости расширения функциональных возможностей существующих способов мониторинга процесса обледенения изоляторов линии электропередачи.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в обеспечении возможности автоматической регистрации начала обледенения поверхности изолятора ЛЭП и регистрации динамики изменения толщины ледового покрытия при мониторинге процесса обледенения изолятора линии электропередачи.
Дополнительный технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в обеспечении возможности автоматической регистрации достижения критически высокого значения толщины ледового покрытия на поверхности изолятора ЛЭП при мониторинге процесса обледенения изолятора линии электропередачи.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Способ мониторинга процесса обледенения линии электропередачи (ЛЭП) заключается в том, что:
- используют устройство для мониторинга процесса обледенения линии электропередачи, включающее оптический дальномер и подключенный к нему контроллер с модулем беспроводной связи и элементом питания;
- оптический дальномер закрепляют на опоре ЛЭП таким образом, чтобы его луч был направлен на изолятор ЛЭП;
- посредством оптического дальномера получают значения параметров отражательной способности поверхности изолятора и расстояния до его поверхности и передают эти данные в контроллер;
- посредством контроллера регистрируют начало обледенения поверхности изолятора и динамику изменения толщины ледового покрытия изолятора ЛЭП на основе изменения значений параметров отражательной способности поверхности изолятора на значения параметров отражательной способности поверхности ледового покрытия, и на основе изменения значений расстояния до его поверхности, получаемых от оптического дальномера.
Устройство для мониторинга процесса обледенения линии электропередачи обеспечивает возможность непрерывного наблюдения за состоянием ЛЭП. Для этого устройство содержит оптический дальномер и подключенный к нему контроллер с модулем беспроводной связи и элементом питания.
Оптический дальномер обеспечивает возможность получения значений параметров отражательной способности поверхности изолятора и значений расстояния до его поверхности. Для получения этих данных оптический дальномер закрепляют на опоре ЛЭП таким образом, чтобы его луч был направлен на изолятор ЛЭП. Величина угла, под которой луч может быть направлен к изолятору, может быть любой. Предпочтительно, величина угла, под которой луч может быть направлен к изолятору, может составлять 90°, что снижает риск возникновения искажений получаемых параметров. Контроллер обеспечивает возможность обработки данных и содержит во внутренней памяти: значения отражательной способности поверхности изолятора, а также значения отражательной способности поверхности ледового покрытия.
Посредством регистрации контроллером изменения значения отражательной способности со значения, соответствующего отражательной способности поверхности изолятора, на значение, соответствующее отражательной способности поверхности ледового покрытия, и наоборот - регистрируют соответственно начало и прекращение процесса обледенения изолятора ЛЭП. Динамику изменения толщины ледового покрытия изолятора ЛЭП регистрируют при условии начала процесса обледенения изолятора ЛЭП и уменьшении расстояния до изолятора, которое свидетельствует об увеличении толщины ледового покрытия, при этом уменьшение упомянутого расстояния свидетельствует об уменьшении толщины ледового покрытия.
Динамику изменения толщины ледового покрытия изолятора ЛЭП определяют до регистрации прекращения процесса обледенения или до регистрации достижения критически высокого значения толщины ледового покрытия на поверхности изолятора ЛЭП. Для этого контроллер во внутренней памяти может содержать значения критически высокой толщины ледового покрытия, а также значения близкой к критически высокой толщине ледового покрытия (80-95% от критических значений). Контроллер при этом выполнен с возможностью отправки уведомлений на удаленное устройство при регистрации любых изменений посредством модуля беспроводной связи.
Модуль беспроводной связи может функционировать по любому известному радиоканалу и обеспечивает возможность удаленного контроля устройства, обмена с ним данными, а также своевременной передачи уведомлений о регистрации начала обледенения поверхности изолятора ЛЭП и о регистрации динамики изменения толщины ледового покрытия изолятора. Элементы устройства могут быть смонтированы в едином корпусе или в разных корпусах и могут быть соединены между собой проводами, кабелями или иными элементами.
Элемент питания обеспечивает возможность автономной работы устройства и может быть представлен источником возобновляемой энергии, аккумуляторной батареей или разъемом для подключения к источнику питания.
Изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Изобретение характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что:
- для мониторинга обледенения ЛЭП используют устройство для мониторинга обледенения линии электропередачи, включающее оптический дальномер и подключенный к нему контроллер с модулем беспроводной связи и элементом питания;
- оптический дальномер закрепляют на опоре ЛЭП таким образом, чтобы его луч был направлен на изолятор ЛЭП;
- посредством оптического дальномера получают значения параметров отражательной способности поверхности изолятора и расстояния до его поверхности и передают эти данные в контроллер;
- посредством контроллера регистрируют начало обледенения поверхности изолятора и динамику изменения толщины ледового покрытия изолятора ЛЭП на основе изменения значений параметров отражательной способности поверхности изолятора на значения параметров отражательной способности поверхности ледового покрытия, и на основе изменения значений расстояния до его поверхности, получаемых от оптического дальномера.
Совокупность существенных признаков изобретения позволяет осуществлять непрерывный мониторинг состояния изоляторов ЛЭП и посредством регистрации контроллером изменения значения отражательной способности поверхности изолятора на значение отражательной способности поверхности ледового покрытия регистрировать соответственно начало и конец процесса обледенения изолятора ЛЭП, а посредством регистрации контроллером изменения значения расстояния до изолятора при начале процесса обледенения регистрировать соответственно увеличение или уменьшение толщины ледового покрытия вплоть до регистрации прекращения процесса обледенения или до достижения критически высокого значения толщины ледового покрытия, после которых возможно нарушение целостности изолятора ЛЭП.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в обеспечении возможности автоматической регистрации начала обледенения поверхности изолятора ЛЭП и регистрации динамики изменения толщины ледового покрытия, тем самым расширяются функциональные возможности способа измерения толщины ледового покрытия изолятора линии электропередачи.
Изобретение обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Из уровня техники известен способ мониторинга процесса обледенения провода ЛЭП, при выполнении которого оптический дальномер используют для измерения толщины образовавшегося на поверхности провода ледового покрытия.
Однако из уровня техники не известен способ мониторинга процесса обледенения изолятора ЛЭП, при выполнении которого мониторинг осуществляют непрерывно посредством разработанного устройства, закрепленного на опоре ЛЭП регистрируя начало обледенения поверхности изолятора ЛЭП и динамику изменения толщины ледового покрытия изолятора ЛЭП, что позволяет заблаговременно получать информацию о начале обледенения поверхности изолятора, увеличении толщины ледового покрытия на поверхности изолятора и приближении к критическим значениям толщины ледового покрытия, позволяя принять превентивные меры по предотвращению обледенения или по подготовке инфраструктуры к предстоящему ремонту ЛЭП или, при самых наихудших обстоятельствах - подготовке резервных источников энергии для обеспечения потребителей.
Ввиду этого изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется следующей фиг. 1, где изображена схема устройства для регистрации обледенения ЛЭП, закрепленного на опоре ЛЭП.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути изобретения ниже представлен вариант его осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Устройство для регистрации обледенения провода линии электропередачи, включает оптический дальномер 100 и подключенный к нему контроллер 200, снабженный аккумуляторной батареей, модулем беспроводной связи и солнечной панелью 300.
Используемый оптический дальномер 100 имел следующие характеристики:
Диапазон измерения: 0,2…8 метров для светлых объектов с отражающей способностью 90% 0,2…2,5 метров для темных объектов с отражающей способностью 10%.
Точность измерения: ±60 мм в диапазоне до 3 метров (протестировано на светлых объектах с отражающей способностью 90%) ±2% в диапазоне от 3 до 8 метров (протестировано на светлых объектах с отражающей способностью 90%).
Разрешение измерения: 10 мм.
FoV (угол зрения): 2 градуса.
Длина волны излучателя: 850 нм.
Невосприимчивость к окружающему свету: 70000 люкс.
Частота измерений: 1…250 измерений в секунду (частота рассчитывается по формуле 500/n, где n - число от 2 до 500).
Напряжение питания: 3,7…5,2 вольт.
Средний ток: ≤70 мА.
Пиковый ток: 150 мА.
Потребляемая мощность: ≤350 мВт.
Уровень сигнала связи: LVTTL (3,3 В).
Интерфейсы связи: UART, I2C.
Способ регистрации обледенения провода линии электропередачи реализуется следующим образом.
Оптический дальномер 100 закрепляют на опоре 400 ЛЭП с проводами 410 таким образом, чтобы его луч 110 был направлен под углом 90°. Для этого могут применять любые способы разъемного или неразъемного, а также регулируемого или нерегулируемого соединения.
Устройство вводят в эксплуатацию, в процессе которой происходит испускание оптическим дальномером 100 излучения в направлении поверхности изолятора 415 и прием отраженного от поверхности изолятора 415 излучения. Полученные данные передаются в контроллер 200 и обрабатываются им.
При изменении климатических условий происходит нарастание льда на поверхности провода 410 и изолятора 415. Контроллер 200 получает электрический сигнал с оптического дальномера 100 об изменении значений отражательной способности поверхности изолятора 415 на значения отражательной способности поверхности ледового покрытия и тем самым регистрирует начало процесса обледенения, сигнализируя об этом путем отправки соответствующего уведомления на удаленное электронное устройство. В случае последующего уменьшения расстояния до поверхности ледового покрытия контроллер 200 регистрирует увеличение его толщины, также сигнализируя об этом путем отправки соответствующего уведомления на удаленное электронное устройство. При этом в случае изменения значения отражательной способности поверхности ледового покрытия на значение отражательной способности изолятора контроллер 200 регистрирует конец процесса обледенения изолятора 415, сигнализируя об этом путем отправки соответствующего уведомления на удаленное электронное устройство.
В случае увеличения расстояния до поверхности ледового покрытия контроллер 200 регистрирует уменьшение его толщины также сигнализируя об этом путем отправки соответствующего уведомления на удаленное электронное устройство. Данные об увеличении или уменьшении толщины ледового покрытия на поверхности изолятора 415 сохраняются во внутренней памяти контроллера 200 и также впоследствии направляются на удаленное электронное устройство.
Получаемые значения параметров толщины ледового покрытия сопоставляются контроллером 200 с близкими к критически высоким (80-95% от критически высоких) или критически высокими значениями толщины и, в случае совпадения с ними или превышения их значений, контроллер 200 сигнализирует об этом путем отправки соответствующего уведомления на удаленное электронное устройство.
Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в обеспечении возможности автоматической регистрации начала обледенения поверхности изолятора ЛЭП и регистрации динамики изменения толщины ледового покрытия при мониторинге процесса обледенения линии электропередачи, тем самым расширяются функциональные возможности существующих способов мониторинга процесса обледенения линии электропередачи.
Claims (10)
1. Способ мониторинга процесса обледенения линии электропередачи, заключающийся в том, что:
- используют устройство для мониторинга процесса обледенения линии электропередачи, включающее оптический дальномер и подключенный к нему контроллер с модулем беспроводной связи и элементом питания;
- оптический дальномер закрепляют на опоре линии электропередачи таким образом, чтобы его луч был направлен на изолятор линии электропередачи;
- посредством оптического дальномера получают значения параметров отражательной способности поверхности изолятора и расстояния до его поверхности и передают эти данные в контроллер;
- посредством контроллера регистрируют начало обледенения поверхности изолятора и динамику изменения толщины ледового покрытия изолятора ЛЭП на основе изменения значений параметров отражательной способности поверхности изолятора на значения параметров отражательной способности поверхности ледового покрытия и на основе изменения значений расстояния до его поверхности, получаемых от оптического дальномера.
2. Способ по п. 1, при выполнении которого оптический дальномер закрепляют на опоре линии электропередачи таким образом, чтобы его луч был направлен на изолятор линии электропередачи под углом 90°.
3. Способ по п. 1, при выполнении которого в процессе регистрации динамики изменения толщины ледового покрытия изолятора линии электропередачи регистрируют увеличение и уменьшение толщины ледового покрытия.
4. Способ по п. 3, при выполнении которого в процессе регистрации динамики изменения толщины ледового покрытия изолятора линии электропередачи регистрируют достижение критически высокого значения толщины, а также регистрируют достижение значения, близкого к критически высокой толщине ледового покрытия.
5. Способ по п. 1, при выполнении которого регистрируют прекращение процесса обледенения изолятора линии электропередачи.
6. Способ по п. 1, при выполнении которого при регистрации любых изменений значений параметров посредством контроллера и модуля беспроводной связи отправляют уведомления на удаленное устройство.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816571C1 true RU2816571C1 (ru) | 2024-04-02 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2332724C1 (ru) * | 2007-02-05 | 2008-08-27 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Мифотекс" | Оптоэлектронный сигнализатор обледенения |
| CN102967268B (zh) * | 2012-12-06 | 2015-12-02 | 国网重庆市电力公司长寿供电分公司 | 测定架空输电线路覆冰厚度的便携式覆冰观测仪及其方法 |
| CN103234465B (zh) * | 2013-03-20 | 2016-06-08 | 北京国网富达科技发展有限责任公司 | 一种输电线路覆冰厚度检测方法及系统 |
| RU2677498C1 (ru) * | 2016-11-08 | 2019-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Устройство для контроля состояния воздушных линий электропередачи |
| CN110211342A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-06 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种高压输电线路覆冰厚度的监测预警装置及方法 |
| CN110686608A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-14 | 国网湖南省电力有限公司 | 用于输电线路的便携式覆冰厚度测量装置及其测量方法 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2332724C1 (ru) * | 2007-02-05 | 2008-08-27 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Мифотекс" | Оптоэлектронный сигнализатор обледенения |
| CN102967268B (zh) * | 2012-12-06 | 2015-12-02 | 国网重庆市电力公司长寿供电分公司 | 测定架空输电线路覆冰厚度的便携式覆冰观测仪及其方法 |
| CN103234465B (zh) * | 2013-03-20 | 2016-06-08 | 北京国网富达科技发展有限责任公司 | 一种输电线路覆冰厚度检测方法及系统 |
| RU2677498C1 (ru) * | 2016-11-08 | 2019-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Устройство для контроля состояния воздушных линий электропередачи |
| CN110211342A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-06 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种高压输电线路覆冰厚度的监测预警装置及方法 |
| CN110686608A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-14 | 国网湖南省电力有限公司 | 用于输电线路的便携式覆冰厚度测量装置及其测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101785987B1 (ko) | 실시간 압력계측형 송전선 모니터링 시스템 및 실시간 압력계측형 송전선 모니터링 방법 | |
| CN104483007A (zh) | 一种架空输电线路振动监测系统及监测方法 | |
| US7835853B2 (en) | Vehicle detection system | |
| RU2554279C2 (ru) | Лазерный дальномер | |
| CN110660227A (zh) | 一种车辆检测方法以及车辆检测系统 | |
| CN110487239A (zh) | 锅炉膨胀在线监测系统 | |
| RU2816571C1 (ru) | Способ мониторинга процесса обледенения линии электропередачи | |
| CN106997022A (zh) | 基于激光测距补偿紫外局放光子数的检测装置 | |
| CN101709968A (zh) | 一种自适应扫描路基沉降远程监测装置与方法 | |
| CN208751498U (zh) | 一种输电线路覆冰厚度精确测量系统 | |
| CN111571556A (zh) | 采用无线充电的变电站智能巡视机器人 | |
| CN206946718U (zh) | 基于激光扫描技术的路侧停车检测设备 | |
| CN105973452A (zh) | 偏远桥梁的振动监测系统及其振动监测方法 | |
| CN213904145U (zh) | 基于无人机的智能变电站远程监测系统 | |
| CN203337286U (zh) | 电力接点专用光纤在线测温系统 | |
| CN102236969A (zh) | 压电薄膜式机动车测速抓拍装置 | |
| KR101982242B1 (ko) | 듀얼 초음파 센서를 이용한 적설량 측정 시스템. | |
| CN215447783U (zh) | 一种用于桥梁实时监测的装置 | |
| CN114509150A (zh) | 远距离非接触带电测量线路导线微风振动装置及使用方法 | |
| KR102318932B1 (ko) | 지표 변위 계측 시스템 | |
| CN110661202B (zh) | 一种用于导线上的自动检测装置 | |
| CN112629486A (zh) | 基于毫米波雷达的输电杆塔路基沉降在线监测系统及方法 | |
| CN105547375A (zh) | 一种新型高压电缆接头在线监控装置 | |
| CN104713521A (zh) | 一种干滩长度测量装置及其测量方法 | |
| CN203376477U (zh) | 一种激光测距传感器 |