输电线路覆冰检测技术(修改版).doc

《输电线路覆冰检测技术(修改版).doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、输电线路覆冰在线检测覆冰引起的输电线路导线舞动、杆塔倾斜倒塌、断线及绝缘子闪络等生产事故，严重影响了电网的正常运行。目前，检测线路覆冰的方法主要有人工巡视检测、观冰站等，这些方法存在着人工巡视劳动强度大、时间长，检测结果准确度不高等问题。因此探讨更为完善的检测技术对输电线路的运行及提高整个电力系统的安全可靠性具有重要的实际意义和指导作用。1相关标准（1）Q/GDW554-2010《输电线路等值覆冰厚度监测装置技术规范》（2）Q/GDW182-2008《中重冰区架空输电线路设计技术》（3）DL/T544

2、0-2009《重冰区架空输电线路设计技术规程》2覆冰在线检测技术导线上的覆冰一般可分为4类：雨淞、混合淞、雾淞和积雪，其中雨淞和混合淞对导线的危害最为严重。输电线路设计时，以雨凇为基准折算拟定覆冰允许厚度。线路覆冰检测最基本的是对覆冰厚度的检测，然后和设计值比较。除了检测实际运行输电线路的覆冰厚度外，也常通过模拟导线法进行检测。输电线路覆冰在线监测技术是通过在易覆冰区域的铁塔上安装覆冰自动检测站，运用在线检测的传感器、装置电源、通讯网络等关键技术，随时掌握线路的覆冰情况，并可实现预、报警，达到降低电网

3、覆冰事故损失的目的。在线检测系统既减轻了个人劳动强度、降低事故的发生概率，又能及时地了解线路的覆冰情况，故而得到广泛推广运用。3输电线路覆冰在线检测方法图1拉力传感器现场安装示意图在线检测技术的机理是利用传感器（安装位置如图1示）获得导线的重力变化、杆塔绝缘子的倾斜角、导线舞动频率以及线路现场的温度、湿度、风速、风向、雨量等数据信息通过无线通讯网络传往监控中心，然后再通过建立数学模型近似计算出当前的导线等效覆冰厚度，最后经专家分析软件得到结论。应用于覆冰的在线检测法有很多，从覆冰检测原理及分析方法来说

4、，可分为称重法、导线倾角-弧垂法、图像法。3.1称重法称重法包括冰样称重检测法和荷重增量法，目前荷重增量法的应用较广泛。其工作原理是线路覆冰后，导线上的荷重产生一个增量，这个增量即为覆冰的质量。先称取一段导线上的覆冰质量（将拉力传感器测量在一个垂直档距内导线的质量）,折算出单位长度导线上的覆冰质量G（利用风速、风向和倾角传感器计算出风阻系数和绝缘子的倾斜分量,最终得出覆冰质量）,再用设计时所用计算公式(1)算出导线的平均等值覆冰厚度：（1）式中：b——折算后的设计冰质密度为0.9g/cm的覆冰厚度，m

5、m;；G——导线覆冰后单位长度导线的荷重增量(kg/m)；d——导线的直径,mm。3.2倾角-弧垂法输电线路覆冰引起线路的荷载变化，最为明显的是导线倾角和弧垂的变化。因此可以在导线上安装倾角传感器，监测导线倾角、弧垂的变化，通过输电线路状态方程计算出导线的覆冰重量和厚度等参数。该方法不能反映导线覆冰后的不均匀分布情况，且导线弧垂变化影响因素复杂，稍有误差，覆冰质量相差很大。3.3图像法基于图像处理的检测方法，在杆塔等设备上安装视频装置采集导线上的覆冰的视频图像，通过图像处理技术,获取覆冰导线的特征尺寸

6、，比较覆冰前后导线的边界点坐标得出输电线路覆冰的厚度。其关键所在是图像的边缘检测技术。图2图像法覆冰厚度计算原理图（1）系统的标定计算系统的标定计算原理见图2示。表示导线的直径所对应的像素点数；和分别表示导线的上下边缘结冰层所对应的像素点数；pixels为像素的复数形式。设导线直径D(mm)已知，则导线的上下边缘的平均覆冰厚度h1(mm)和h2(mm)分别为：（2）（3）由式(1)(2)可得整个导线的平均覆冰厚度h(mm)为（4）对绝缘子覆冰厚度的标定计算类似于h1(mm)的计算需要重点考虑的是绝缘子

7、对应图像中的横坐标范围与导线对应的横坐标范围可能不同，设绝缘子对应的横坐标范围是X3～X4，并且绝缘子表面结冰层对应的像素点数是P３(X)则绝缘子表面平均覆冰厚度h３(mm)为（5）3.4覆冰在线检测方法优缺点以上3种方法都可将传感器安装在塔杆等设备上，对线路覆冰进行在线自动检测。其各自优缺点见表1示。表1输电线路覆冰在线监测方法优缺点检测方法优点缺点图像法该方法原理简单，成本低，同时弥补了现有覆冰在线监测系统由于采用简化的数学模型计算导线覆冰厚度而导致结果可靠性差的不足。只能观测近处覆冰状况,采集信

8、息量有限,摄像头保证不被冰雪覆盖,现场视频只能固定若干点。荷重（增量）法劳动强度轻、计算简便、相对较可靠;可以全面收集和长期积累气象资料。电子设备受强磁场干扰大,电阻应变片受温度、湿度影响大，导致运行的稳定性和测量精度有较大的差异。倾角-弧垂法可应用输电导线状态方程简化不规则计算。计算的覆冰厚度是档内平均值,无法反应覆冰具体分布情况,且在不均匀覆冰情况下,使用输电线状态方程计算,误差较大。4图像法的实测分析直接对由高压杆塔上摄像机采集到的导线及绝缘子覆冰