覆冰自动观测系统及方法与流程

本技术涉及覆冰检测，尤其涉及覆冰自动观测系统及方法。

背景技术：

1、输电线路是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。

2、输电线路大部分是直接裸露在自然环境中，自然条件对输电线的工作状况有较大影响。在一些特殊天气或者一些比较特殊的地理环境的作用下，输电线路容易产生覆冰现象，输电线路覆冰是雨滴在遇到冷空气后凝结在输电线路上，造成大面积电线被冰包住的现象，一旦输电线路产生覆冰，则会影响输电线路的正常工作，线路覆冰会增加输电线路承受的承载力，机械荷载随着覆冰的增加而增大，电线、绝缘子串和杆塔上所承受的冰重量以及覆冰后因受风面积加大而增加了风压。当冰、风综合荷载超过上述部件的强度的允许值时，会出现输电线路被压断事情，严重影响区域供电和人们的正常生活，一些重要的输电线路如果产生问题，甚至能产生比较大的危害，因此对输电线进行覆冰检测以保证输电线的正常工作是十分必要的。

3、而目前对输电线的覆冰检测有以下两种方式：一是采用人工观测的方式进行，而人工观察具有很大的偶然性和时间间隔，而且不能及时发现电缆存在的隐患，二是采用视频监测，该方法可以远程操控，减少运行维护人员的工作量，但不能得到量化的覆冰数据，且在冰情严重时视频系统往往不能正常工作。

4、由于输电线的覆冰厚度对电力运行的安全性、可靠性和稳定性有着至关重要的影响，对输电线路运行单位及时做出准确的除冰、融冰判断具有重要的参考价值。

5、因此本技术提出一种覆冰自动观测系统，能够监测出输电线的覆冰厚度值，以供电力管理单位依据该覆冰厚度值及时、准确地做出是否除冰或者融冰的判断。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本技术提供一种覆冰自动观测系统及方法，该系统能够监测出输电线的覆冰厚度值，以供电力管理单位依据该覆冰厚度值及时、准确地做出是否除冰或者融冰的判断。

2、本技术第一方面提供一种覆冰自动观测系统，包括观测装置和后台终端，所述观测装置与所述后台终端通信连接，其特征在于：

3、所述观测装置包括通信连接的主控单元和覆冰监测单元；

4、所述观测装置的外表面设有模拟导线，所述模拟导线的参数信息储存于所述主控单元；

5、所述覆冰监测单元包括称重传感器，所述称重传感器安装于所述模拟导线上，用于检测所述模拟导线的重量，所述覆冰监测单元接收所述称重传感器采集的模拟导线的重量信息，并将所述重量信息反馈至所述主控单元；

6、所述主控单元，用于根据重量信息、所述模拟导线参数信息及覆冰密度计算得到覆冰厚度值，并将所述覆冰厚度值发送至所述后台终端。

7、在一种实施方式中，所述观测装置还包括与所述主控单元通信连接的图像监测单元，所述图像监测单元用于采集所述模拟导线的覆冰情况及观测点积雪情况的现场图像，并将采集到的现场图像发送至所述主控单元，所述主控单元处理所述现场图像的格式后发送至所述后台终端。

8、在一种实施方式中，所述观测装置还包括与所述主控单元通信连接的气象监测单元，所述气象监测单元用于采集观测点的气象数据，所述气象数据包括温度数据、湿度数据、风速数据及风向数据，所述气象监测单元将采集到的气象数据发送至所述主控单元，所述主控单元依据所述气象数据修正后得到所述覆冰厚度值。

9、在一种实施方式中，所述主控单元包括中央处理模块，所述中央处理模块根据重量信息、所述模拟导线参数信息及覆冰密度计算得到覆冰厚度值b，计算公式为：

10、

11、pi：圆周率

12、mi：覆冰净载重量kg

13、l：模拟导线长度m

14、ρ：覆冰密度kg/m3

15、d：模拟导线直径m。

16、在一种实施方式中，所述观测装置还包括与所述主控单元通信连接的警报单元；

17、所述主控单元能够设置厚度阈值，当所述覆冰厚度值大于所述厚度阈值时，所述主控单元控制所述警报单元将警报信息发送至所述后台终端。

18、在一种实施方式中，所述观测装置还包括与所述主控单元通信连接的供电单元，所述供电单元为所述观测装置提供电源；所述主控单元能够依据所述观测装置的电量情况控制所述供电单元对所述观测装置进行充放电。

19、本技术第二方面提供一种覆冰观测方法，执行方法的覆冰自动观测系统包括：观测装置和后台终端；所述观测装置包括通信连接的主控单元和覆冰监测单元，所述观测装置的外表面上设置有模拟导线；

20、执行以下步骤：

21、所述覆冰监测单元包括称重传感器，所述称重传感器安装于所述模拟导线上，检测所述模拟导线的重量，所述覆冰监测单元接收所述称重传感器采集的模拟导线的重量信息，并将所述重量信息反馈至所述主控单元；

22、所述主控单元，根据所述重量信息、模拟导线参数信息及覆冰密度计算得到覆冰厚度值，并将所述覆冰厚度值发送至所述后台终端，所述模拟导线参数信息及所述覆冰密度预先设于所述主控单元。

23、在一种实施方式中，所述主控单元，根据所述重量信息、模拟导线参数信息及覆冰密度计算得到覆冰厚度值，并将所述覆冰厚度值发送至所述后台终端包括：

24、所述主控单元，根据所述重量信息、模拟导线参数信息及覆冰密度计算得到覆冰厚度初始值；

25、所述观测装置还包括气象监测单元，所述气象监测单元采集观测点的气象数据，所述气象数据包括温度数据、湿度数据、风速数据及风向数据，所述气象监测单元将采集到的气象数据发送至所述主控单元，所述主控单元依据所述气象数据修正所述覆冰厚度初始值得到覆冰厚度值。

26、在一种实施方式中，所述主控单元，根据所述重量信息、模拟导线参数信息及覆冰密度计算得到覆冰厚度值，并将所述覆冰厚度值发送至所述后台终端之后包括：

27、所述观测装置还包括图像监测单元，所述图像监测单元采集所述模拟导线覆冰情况及观测点积雪情况的现场图像，并将采集到的现场图像发送至所述主控单元，所述主控单元处理所述现场图像格式后发送至所述后台终端。

28、在一种实施方式中，所述主控单元，根据所述重量信息、模拟导线参数信息及覆冰密度计算得到覆冰厚度值，并将所述覆冰厚度值发送至所述后台终端之后包括：

29、所述观测装置还包括与所述主控单元通信连接的警报单元；

30、所述主控单元设置厚度阈值，当所述覆冰厚度值大于所述厚度阈值时，所述主控单元控制所述警报单元，将警报信息发送至所述后台终端；

31、所述厚度阈值包括第一厚度阈值和第二厚度阈值；

32、当所述覆冰厚度值大于第一厚度阈值，启动所述图像监测单元采集所述模拟导线的覆冰情况及观测点积雪情况的现场图像发送至所述后台终端；

33、当所述覆冰厚度值大于第一厚度阈值，所述警报单元将警报信息发送至所述后台终端，所述警报信息包括除冰指令。

34、本技术提供的技术方案包括以下有益效果：覆冰自动观测系统包括观测装置与后台终端，观测装置与后台终端通信连接，观测装置包括通信连接的主控单元和覆冰监测单元；观测装置的外表面设有模拟导线，模拟导线的参数信息储存于主控单元；

35、覆冰监测单元包括称重传感器，称重传感器安装于模拟导线上，用于检测模拟导线的重量，覆冰监测单元接收称重传感器采集的模拟导线的重量信息，并将重量信息反馈至主控单元；

36、主控单元，用于根据重量信息、模拟导线参数信息及覆冰密度计算得到覆冰厚度值，并将覆冰厚度值发送至后台终端。该系统能够计算得到覆冰厚度值，并将覆冰厚度值发送至后台终端，管理人员可直接在后台终端查看覆冰厚度值，并能够依据该覆冰厚度值及时、准确地做出是否除冰或者融冰的判断，提高了输电线运行的安全性、可靠性和稳定性。

37、并且该覆冰自动观测系统可以根据输电线路的冰区分布图，结合运行管理经验，选择重冰区段、历年覆冰最严重处、微地形气象区和海拔较高处作为观侧点，在覆冰预警期选观测点进行安装监测。在覆冰期结束后，可以方便拆卸保管，等待下一次覆冰期或者安装到其他位置。极大地提高了覆冰观测的效率和便携性，同时也降低了投入成本，相比人工观测站具备全天候工作、自动化程度高、采集数据精确，节省人力、物力的优点。

38、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。