专利名称：一种输电线路覆冰在线监测系统的拉力监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种输电线路导线覆冰在线监测系统的监测装
置
背景技术：
随着国民经济的飞速发展，如何确保电力系统线路运行安全，己 经成为科研单位与企业研究的重点课题。由于我国电网交错复杂，分 布面广，因而受微地形、微气候的影响大，电力线路冰灾事故频频发 生，多次发生在我国南方大部分地区的输电线路受低温冰冻影响导致 大面积倒塔、停电事故，给国民经济造成重大损失。目前由于缺乏对 电力线路覆冰的有效监测，致使电力线路的导线在严重覆冰状态下造 成杆塔、金具的承受载荷远远超出其设计范围而引起杆塔倒塌。
目前电力部门为了了解电力线路的覆冰情况，选择重冰区，建立 人工观测站，建立模拟杆塔及导线，当气候恶劣致使模拟导线结冰时， 观测人员测量冰厚，并模糊推算此时线路覆冰情况，为进一步除冰提 供依据。
用模拟冰厚推算实际线路冰厚的方法，具有以下缺点 数据不准确。首先，在电力线路上，各杆塔所处位置气象条件不一 致，致使各级杆塔中绝缘子串及导线覆冰厚度差异较大，模拟覆冰厚 度只能反映观测点附近的覆冰厚度，不能代表杆塔上导线及杆塔跨距之间导线的实际冰厚。由于导线在带电运行时的温度与模拟导线的温 度不同，因此将模拟冰厚直接用于实际线路中进行计算分析，所得结 果与线路实际覆冰载荷的误差极大，只能给是否需要人工除冰提供不 准确的参考信息。
反应速度慢。我国输电线路错综复杂，分布广且北方地区冬季持续 时间较长，若在各重冰区建立观测站，派专人现场监测，将耗费大量 的人力、物力、财力。人工观测只能定时定点测量数据，无法及时反 馈冰害的相关资料。
传统覆冰观测，只能通过测量观测点导线覆盖厚度，用来推算实际 运行线路覆冰重量，无法直接测量运行导线上的真实覆冰重量。
实用新型内容
针对模拟冰厚推算实际线路冰厚的方法的数据精度差、不能实时 反应，速度慢、不能对输电线路进行实时监测的技术问题，特提出如 下技术方案。
一种输电线路覆冰在线监测系统的拉力监测装置，包括:受力本 体、绝缘子串、绝缘子钢帽顺序连接，设置有监测分机及电源，数 据线的一端连接监测分机，其另一端通过航空插头连接受力本体，
受力本体的上端与杆塔上UB挂板相连，其下端与绝缘子钢帽的上 端相应部位相连，受力本体的体内设置有测力应变元件和微型送变 器。
所述的拉力监测装置，其设置于受力本体内的测力应变元件与微型变送器可以组合为一体。设置于受力本体内的测力应变元件通 过数据线连接电源。所述检测装置和电源可以组合为一体结构。
所述的拉力监测装置，给检测装置和受力本体内的测力应变元 件与变送器供电的电源可以是太阳能电池，也可以是其他类型电 池。
所述的拉力监测装置，受力本体内的测力应变元件输出值会随着 外部载荷的增减而产生线性变化，从而可以得知覆冰状态下导线、绝 缘子串、连接金具、及覆冰的总载荷的信息。
通过航空插头及数据线从上级监测分机处获取工作电源，同时将 受力本体内内置的微型变送器放大后的输出信号传输给监测分机。实 现对高压线路绝缘子串、连接金具、导线整体重量的监测及相关数据 处理。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点
抗干扰能力强，测量精度高。本实用新型直接串入绝缘子串中， 其输出信号只受重量的影响而发生变化，外界干扰载荷无法加入；保 证测量数据真实有效。测力应变元件与输出变送器内置于受力本体内 部，完全屏蔽了外界高压电磁场的干扰，确保了测量数据的精度。
反应迅速、实时性高。本实用新型串入杆塔上绝缘子串中即可长 期工作输出信号，输出随外部载荷变化而及时线性的变化，可随时给 上一级监测分机提供输出信号。
本实用新型外形结构上具有电力常用金具的外形，既可替代传统 "球头挂环"使用，又能在线监测绝缘子串、连接金具及导线重量。安装时只需将扁平带孔部与"UB挂板"相应部位相连，下部"球头 部位"与"绝缘子钢帽"的相应部位连接即可。具有安装方便快捷、 安全性高的特点。
由于本实用新型使用时直接接入绝缘子串中，输出信号大小只与 下部绝缘子串重量及导线自重有关，直接输出与载荷成线性信号，准 确性高。
受力本体的制造材料为特种不锈钢，该材料具有耐酸碱，抗腐蚀, 不锈蚀，耐疲劳，强度高等特性，提高了产品的可靠性能。
图l为本实用新型外形主视图。 图2为本实用新型外型左视图。 图3为本实用新型的结构示意图。 图4为本实用新型安装使用结构示意图。 图5为本实用新型安装连接结构立体示意图。
具体实施方式
一种输电线路覆冰在线监测系统的拉力监测装置，包括:受力本 体l、绝缘子串13、绝缘子钢帽8顺序连接，设置有监测分机IO、 电源，数据线4 一端连接监测分机10，其另一端通过航空插头3连 接受力本体1，受力本体1的上端与杆塔上UB挂板6的相应部位 相连接，其下端与绝缘子钢帽8的上端相应部位相连接，受力本体 1的体内设置有测力应变元件2和变送器5。所述的拉力监测装置，设置于受力本体l内的测力应变元件2 与变送器5可以组合为一体。测力应变元件2通过数据线连接电源。 所述的拉力监测装置，检测装置和电源可以组合为一体结构。 所述给检测装置和受力本体1内的测力应变元件2与变送器供电的 电源可以是太阳能电池，也可以是其他类型电池。
本实用新型正常使用时，受力本体1上部扁平带孔部尾部插入 高压线路杆塔上连接金具UB挂板6槽内侧，通过外六方螺栓7将 受力本体1与"UB挂板6"相连接，下部球头部位14插入与绝缘 子钢帽8连接部位内部，球头部位14底部与绝缘子钢帽8上部相 应部位过渡间隙配合部位处用"R"型推拉销或"W"型推拉销9 卡紧，消除球头部位14底部与绝缘子钢帽8上部相应部位过渡间 隙，以防止受力本体1球头部位从绝缘子钢帽8与其相连接的部位 滑脱，造成事故。设置于受力本体l内部的测力应变元件2和变送 器5，通过航空插头3、数据线4与杆塔横担11上部的监测分机10 相连接，在从监测分机10获取所需工作电源的同时，也将采集到 的各种信号输出到监测分机10，供监测分机10进行分析计算和处 理，最终将分析结果传输到信息监控中心，供地面技术人员分析决 策。
本实用新型设置在受力本体1内部的测力应变元件2和变送器5 ， 由于具有受力本体1外壳的保护和屏蔽作用，并且直接串入绝缘子串 13中，输出信号只受到绝缘子串13、绝缘子钢帽8及本身重量及导 线所受的拉力的影响而发生变化，外界干扰载荷则无法加入；可以保证测量数据真实有效。同时测力应变元件2与输出变送器5内置于受 力本体内部，完全屏蔽了外界高压电磁场的干扰，确保了测量的精度 和采集的应变信号的误差。
在一般正常情况下，系统只显示导线重量及所受的张力值，如遇 到结冰或大风等灾害天气时，导线覆冰厚度的增加将导致导线的重量 的改变，输出信号会随着外部载荷的增减而产生线性变化。监测装置 通过航空插头、数据线从上级监测分机处获取工作电源的同时，将经 过内置的微型变送器5放大后的输出信号传输给监测分机10。实现对 高压线路绝缘子串、连接金具、导线整体重量的监测。
本实用新型外形结构上充分依据电力常用金具外形，可替代传统 球头挂环使用，可代替原有连接金具使用，又能实时在线监测绝缘子 串、导线重量及覆冰厚度。安装时只需将扁平带孔部与UB挂板6相 连，下部球头部位14与绝缘子钢帽8相应部位连接即可，可以实现 快速连接。
本实用新型使用时直接串入绝缘子串13中，输出只与下部绝缘子 串13的重量及导线自重有关，直接输出与载荷成线性信号。避免了 理论计算的误差，准确性高。实现了对高压线路绝缘子串、连接金具、 导线整体重量和受力状况的监测。由于可以使用太阳能电池的方式进 行供电，本实用新型的在线监测装置接入后即可长期输出信号，输出 信号可以是电压、电流、RS232、 RS485、 RS422等信号格式。输出 信号随外部载荷变化而呈程线性的变化，可随时给上一级监测分机和 地面技术人员提供分析信号和决策依据。
权利要求1. 一种输电线路覆冰在线监测系统的拉力监测装置，包括受力本体(1)、绝缘子串(13)、绝缘子钢帽(8)的顺序连接，设置有监测分机(10)及电源，其特征在于数据线(4)一端连接监测分机(10)，其另一端通过航空插头(3)连接受力本体(1)，受力本体(1)的上端与杆塔(12)上UB挂板(6)相连，另一端与绝缘子钢帽(8)的上端相连，受力本体(1)的体内设置有测力应变元件(2)和变送器(5)。
2. 如权利要求1所述的输电线路覆冰在线监测系统的拉力监测装 置，其特征在于所述设置于受力本体(1)内测力应变元件(2) 与变送器(5)可以组合为一体。
3. 根据权利要求2所述的输电线路覆冰在线监测系统的拉力监测 装置，其特征在于设置于受力本体内(1)的测力应变元件(2) 通过数据线连接电源。
4. 如权利要求3所述的输电线路覆冰在线监测系统的拉力监测装 置，其特征在于所述检测装置和电源可以组合为一体结构。
5.如权利要求4所述的输电线路覆冰在线监测系统的拉力监测装 置，其特征在于所述给检测装置和受力本体(1)内的测力应变 元件(2)与变送器(5)供电的电源可以是太阳能电池，也可以是 其他类型电池。
专利摘要一种输电线路覆冰在线监测系统的拉力监测装置，包括受力本体、绝缘子串、绝缘子钢帽，设置有监测分机及电源，数据线的一端连接监测分机，其另一端连接受力本体，受力本体的上端与杆塔上UB挂板相连，其下端与绝缘子钢帽的上端相应部位相连，受力本体的体内设置有测力应变元件和微型送变器，受力本体内的测力应变元件输出值会随着外部载荷的增减而产生线性变化，从而可以得知覆冰状态下导线、绝缘子串、连接金具、及覆冰的总载荷的信息，使用时直接接入绝缘子串中，输出信号大小只与下部绝缘子串重量及导线自重有关，直接输出与载荷成线性信号，准确性高，完全屏蔽了外界高压电磁场的干扰，确保了测量的精度和采集的应变信号的误差。
文档编号G01L5/04GK201229214SQ20082002935
公开日2009年4月29日 申请日期2008年6月13日 优先权日2008年6月13日
发明者李建辉, 斌 王, 王孝敬, 伟 蔡, 黄新波 申请人:西安金源电气有限公司