專利名稱：一種輸電線路垂直檔距測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于輸電線路覆冰監測預警技術領域，尤其涉及一種輸電線路的垂直檔距
測量裝置。
背景技術：
我國地域遼闊氣象環境多變，是世界上輸電線路覆冰較多的國家之一，2008年和2011年初的2次較大冰雪災害天氣造成嚴重的線路覆冰、跳閘、斷線、倒塔等事故，給國民經濟和工農業、人民生活用電帶來重大損失。次冰雪災害的主要原因是多年一遇的大范圍、長時間低溫雨雪冰凍氣候，但也反映出我國電網抵御惡劣氣象條件的能力不足，缺乏在第一時間掌握線路覆冰情況的手段。 過去對輸電線路覆冰情況的監測主要是靠線路運行人員的現場觀察測量來實現的，近年來對輸電線路覆冰實時監測的研究已取得了一定的進展，通過對覆冰的實時監測，在前期采取措施，防止事故的發生和擴大是完全可能的。經過多年來的開發研究與工程實踐，輸電線路等值覆冰厚度監測系統已日臻完善，其監測精度已可達2mm左右。但是，系統的監測精度仍有提高的空間和可能性。在拉力法覆冰監測系統中，是通過對垂直檔距內的荷載變化來得出最后的等值覆冰厚度值的，其中垂直檔距作為覆冰實時監測系統的一個重要的技術參數，其準確性會直接影響到監測精度，目前對垂直檔距的獲取是通過線路設計時候的垂直檔距的設計值作為監測系統的數值，但是在輸電線路實際運行過程中，垂直檔距不是一成不變的，而是隨著周圍環境的變化而變化的，這就導致了覆冰厚度監測系統的監測精度受環境因素影響誤差大，精度低。
發明內容
本發明要解決的技術問題提供一種輸電線路垂直檔距測量裝置，以解決在輸電線路實際運行過程中，輸電線路覆冰實時監測系統采用線路設計時的理論垂直檔距作為輸入值進行監控，導致輸電線路覆冰實時監測系統受環境影響誤差大，精度低等問題。本發明技術方案
一種輸電線路垂直檔距測量裝置，它包括
氣象檢測功能模塊，檢測線路現場氣象參數，與數據處理功能模塊電連接；
線路視頻監測功能模塊，監測線路上雨雪情況，與數據處理功能模塊電連接；
絕緣子串拉力檢測功能模塊，檢測導線絕緣子串的拉力，與數據處理功能模塊電連
接;
絕緣子串角度檢測功能模塊，檢測導線絕緣子串風偏角度和傾斜角度，與數據處理功能模塊電連接；
數據處理功能模塊，根據線路基本參數、現場氣象參數、絕緣子串的拉力、風偏角度和傾斜角度，進行數據處理，與數據輸出功能模塊電連接；
數據輸出功能模塊，將數據處理功能模塊的結果輸出至覆冰實時監測系統，與覆冰實時監測系統電連接。絕緣子串拉力檢測功能模塊安裝有拉力傳感器，其安裝在導線絕緣子串之間，與數據處理功能模塊采用導線連接。絕緣子串角度檢測功能模塊安裝有二維角度傳感器，其安裝在導線絕緣子串上，與數據處理功能模塊采用導線連接。數據處理功能模塊包括
導線掛點處受力處理子功能模塊，將絕緣子串拉力檢測功能模塊檢測到的拉力值、絕緣子串角度檢測功能模塊檢測到的絕緣子串風偏角度、傾斜角度值和線路基本參數輸入到導線掛點處受力處理子功能模塊，得出導線掛點處絕緣子串軸向拉力，與垂直檔距內垂向總載荷處理子功能模塊電連接；
垂直檔距內垂向總載荷處理子功能模塊，將絕緣子串傾斜角度值和導線掛點處絕緣 子串軸向拉力值輸入到垂直檔距內垂向總載荷處理子功能模塊，得出垂直檔距內垂向總載荷，與垂直檔距計算子功能模塊電連接；
垂直檔距計算子功能模塊，根據線路基本參數和垂直檔距內垂向總載荷，得出垂直檔距數值。本發明有益效果
本發明通過氣象檢測功能模塊實時檢測線路現場氣象數據，通過絕緣子串拉力檢測功能模塊和絕緣子串角度檢測功能模塊檢測絕緣子串的拉力和角度等值，這些檢測值實時動態送至數據處理功能模塊，數據處理功能模塊安裝在電腦上，通過預先編寫數據處理程序并固化在電腦上，通過實時檢測的相關數值并結合線路基本參數，通過數據處理功能模塊自動計算出線路的垂直檔距和等值覆冰厚度，且相關檢測和處理都是自動進行因此可以實現對線路垂直檔距的自動實時和動態測量，本發明利用非覆冰期內的絕緣子串拉力及傾角數據來對線路的垂直檔距進行動態計算，從而保證覆冰開始前的垂直檔距參數符合現場的情況，最終達到提高等值覆冰厚度監測精度的目的，其監測精度已可達Imm左右，解決了在輸電線路實際運行過程中，輸電線路覆冰實時監測系統采用線路設計時的理論垂直檔距作為輸入值進行監控，導致輸電線路覆冰實時監測系統受環境影響誤差大，精度低等問題。
圖I為本發明功能模塊組成 圖2為本發明數據處理功能模塊的子功能模塊組成框圖。
具體實施例方式 一種輸電線路垂直檔距測量裝置，它包括(見圖I):
氣象檢測功能模塊，檢測線路現場氣象參數，與數據處理功能模塊通過地下光纖連接，氣象監測功能模塊由安裝在線路現場的小型氣象工作站組成，檢測線路附近的氣象參數，如空氣濕度、溫度、風速等數值并將數值實時送至數據處理功能模塊。線路視頻監測功能模塊，監測線路上雨雪情況，與數據處理功能模塊通過光纖連接，線路視頻監測功能模塊主要由線路現場的無數個視頻攝像頭組成，所有視頻信息通過光纖傳輸至數據處理功能模塊。絕緣子串拉力檢測功能模塊，檢測導線絕緣子串的拉力，絕緣子串拉力檢測功能模塊的檢測器件采用拉力傳感器，安裝在導線絕緣子串之間，與數據處理功能模塊采用導線或通過無線連接。絕緣子串角度檢測功能模塊，檢測導線絕緣子串風偏角度和傾斜角度，絕緣子串角度檢測功能模塊的檢測器件采用二維角度傳感器，安裝在導線絕緣子串上，與數據處理功能模塊采用導線或無線連接。數據處理功能模塊，根據線路基本參數、現場氣象參數、絕緣子串的拉力、風偏角度和傾斜角度，進行數據處理，與數據輸出功能模塊通過普通網線或光纖連接；線路基本參數是固定參數，由人工預先錄入存儲，進行數據處理時，自動獲取相關數據信息。數據輸出功能模塊，將數據處理功能模塊的結果輸出至覆冰實時監測系統，與覆
冰實時監測系統通過光纖或普通網線連接。數據處理功能模塊包括
導線掛點處受力處理子功能模塊，根據絕緣子串拉力檢測功能模塊檢測到的拉力值、絕緣子串角度檢測功能模塊檢測到的絕緣子串風偏角度、傾斜角度值和線路基本參數等輸入條件，得出導線掛點處絕緣子串軸向拉力，與垂直檔距內垂向總載荷處理子功能模塊通過數據調用函數連接，
導線掛點處受力處理子功能模塊編程思路為
由于所測量的絕緣子串拉力是一個三維矢量，因此首先必須將該值轉換為線路方向上的拉力值，把風偏方向上的力去掉。計算公式為
F0 =Fk cos m (I)
其中F為所測量到的絕緣子串掛點處的軸向張力，0為絕緣子串風偏角。由于上式中的Ftl為絕緣子串掛點處所受到的拉力，所以接下來應將其折算成導線掛點處絕緣子串所受到的力。在此首先假定懸垂絕緣子串為一荷載均勻分布的剛體直棒。Gi* sin Q * 入 /2 = T' * sin Q I * 入FO 氺=Gi 氺 cos 0 + T 氺 cos 9 I
上式中，Gi為絕緣子串自重，0為絕緣子串傾斜角，Q I為導線掛點處絕緣子串軸向拉力與絕緣子串之間的線路方向的夾角，、為絕緣子串長度，T為導線掛點處絕緣子串軸向拉力。解上述方程后可得到
^Q lftSiii 9
- (2)
(Fo- Gi *cos約 *2
T * sin2 0 + A(Fo - Gi cos df j =-
2
垂直檔距內垂向總載荷處理子功能模塊，根據絕緣子串傾斜角度值和導線掛點處絕緣子串軸向拉力值為輸入條件，得出垂直檔距內垂向總載荷，與垂直檔距計算子功能模塊通過數據函數調用連接，其編程思路為ffN = T * C0S( 9 + 9 I) (4)
式中Wn為垂直檔距內垂向總荷載垂直檔距計算子功能模塊，根據線路基本參數和垂直檔距內垂向總載荷，得出垂直檔距數值，其編程思路為
權利要求
1.一種輸電線路垂直檔距測量裝置，它包括 氣象檢測功能模塊，檢測線路現場氣象參數，與數據處理功能模塊電連接； 線路視頻監測功能模塊，監測線路上雨雪情況，與數據處理功能模塊電連接； 絕緣子串拉力檢測功能模塊，檢測導線絕緣子串的拉力，與數據處理功能模塊電連接; 絕緣子串角度檢測功能模塊，檢測導線絕緣子串風偏角度和傾斜角度，與數據處理功能模塊電連接； 數據處理功能模塊，根據線路基本參數、現場氣象參數、絕緣子串的拉力、風偏角度和傾斜角度，進行數據處理，與數據輸出功能模塊電連接； 數據輸出功能模塊，將數據處理功能模塊的結果輸出至覆冰實時監測系統，與覆冰實時監測系統電連接。
2.根據權利要求I所述的一種輸電線路垂直檔距測量裝置，其特征在于絕緣子串拉力檢測功能模塊安裝有拉力傳感器，其安裝在導線絕緣子串之間，與數據處理功能模塊導線連接。
3.根據權利要求I所述的一種輸電線路垂直檔距測量裝置，其特征在于絕緣子串角度檢測功能模塊安裝有二維角度傳感器，其安裝在導線絕緣子串上，與數據處理功能模塊導線連接。
4.根據權利要求I所述的一種輸電線路垂直檔距測量裝置，其特征在于數據處理功能模塊包括 導線掛點處受力處理子功能模塊，將絕緣子串拉力檢測功能模塊檢測到的拉力值、絕緣子串角度檢測功能模塊檢測到的絕緣子串風偏角度、傾斜角度值和線路基本參數輸入到導線掛點處受力處理子功能模塊，得出導線掛點處絕緣子串軸向拉力，與垂直檔距內垂向總載荷處理子功能模塊電連接； 垂直檔距內垂向總載荷處理子功能模塊，將絕緣子串傾斜角度值和導線掛點處絕緣子串軸向拉力值輸入到垂直檔距內垂向總載荷處理子功能模塊，得出垂直檔距內垂向總載荷，與垂直檔距計算子功能模塊電連接； 垂直檔距計算子功能模塊，根據線路基本參數和垂直檔距內垂向總載荷，得出垂直檔距數值。
全文摘要
本發明公開了一種輸電線路垂直檔距測量裝置，它包括氣象檢測功能模塊、線路視頻監測功能模塊、絕緣子串拉力檢測功能模塊和絕緣子串角度檢測功能模塊，均與數據處理功能模塊電連接，數據處理功能模塊與數據輸出功能模塊電連接，數據輸出功能模塊，實現將數據處理功能模塊的結果輸出至覆冰實時監測系統，與覆冰實時監測系統電連接；本發明解決了在輸電線路實際運行過程中，輸電線路覆冰實時監測系統采用線路設計時的理論垂直檔距作為輸入值進行監控，導致輸電線路覆冰實時監測系統受環境影響誤差大，精度低等問題。
文檔編號G01B21/16GK102679936SQ201210138139
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月7日 優先權日2012年5月7日
發明者嚴爾梅, 馮文斌, 吳曉東, 徐梁剛, 李君 , 畢家啟, 王坤輝, 祝益民, 虢韜, 郎嵐 申請人:貴州電網公司輸電運行檢修分公司