输电线路覆冰及环境气象在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种输电线路覆冰及环境气象在线监测系统。其包括监测终端，后台监控主站，监测终端通过内部的无线通讯单元与后台监控主站建立连接；所述的监测终端包括监测终端主机、无线通信单元、供电单元以及若干数据采集单元，供电单元与监测终端主机、无线通信单元及数据采集单元连接。本实用新型专利技术是基于无线传输的输电线路覆冰及环境气象在线监测系统，一方面可加强对覆冰等灾害线路的实时监测，充分掌握沿线气象条件并在灾害事故发生前采取积极有效的应对措施，提高供电设备运行的可靠性，另一方面可全面收集和长期积累气象资料，为输电线路设计、运行维护提供基础参考数据。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及输电线路在线实时监控的电力数字化系统领域，具体为一 种应用于对输电线路覆冰情况及周围环境气象参数在线实时监测输电线路覆冰 及环境气象在线监测系统。
技术介绍
随着国民经济的不断发展，电力输送向远距离大容量方向发展，现代电力 系统规模正不断扩大，输电线路的电压等级一再提高，输电长度也越来越长， 对供电系统的可靠性、安全性要求也越来越高。远距离高压输电线路所处的地理环境、气候条件比较恶劣，特别是在冬季， 因气温较低，湿度较高，导线上长时间结有覆冰，而且随着气温的降低和低温 时间的延长，覆冰的厚度越来越大，由此给高压导线带来的重量载荷越来越大， 当覆冰的总重量大到超过导线的强度极限时，即会造成断缆进而塔架倒塌的严 重后果，给电网安全运行带来严重的危害。世界上输电线路覆冰严重的有俄罗 斯、加拿大、美国、日本、英国、芬兰、冰岛等国家，我国也是世界上输电线 路严重覆冰的地区之一，发生的概率比世界上任何一个国家都高。具不完全统 计，我国每年因覆冰的原因造成的倒塔、舞动、冰闪事故时有发生，给电力行 业的每年带来直接、间接经济损失达数十亿元。防止和避免线路覆冰断线倒塔、闪络、过载等事故的发生，对保证电力输 送以及国民经济发展和人民的正常生活具有重大的意义。
技术实现思路
本技术的目的是针对以上所述远距离中、高压输电线路存在的问题， 提出实施对输电线路实时在线监测，以获取绝缘子荷载力、轴向倾角、径向倾 角等力学数据、环境温度、湿度、气压、雨量、风向、风速、日照等现场微气 象数据以及现场图像信息，为电力维护部门提供覆冰事故预警或报警信息，以 便在事故发生前后采取及时有效的应对措施的输电线路覆冰及环境气象在线监 测系统。本技术是这样实现的输电线路覆冰及环境气象在线监测系统，包括 监测终端，后台监控主站，监测终端通过内部的无线通讯单元与后台监控主站 建立连接；所述的监测终端包括监测终端主机、无线通信单元、供电单元以及若干数据采集单元，供电单元与监测终端主机、无线通信单元及数据采集单元连接。所述的数据采集单元包括力学数据采集单元、气象数据采集单元和图像采集单元。各数据采集单元可以根据具体需要灵活配置。所述的力学数据采集单元包括拉力传感器、振动传感器、倾角传感器等。 所述的气象数据采集单元包括风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器、气压传感器、雨量传感器、日照传感器等，以上传感器可以任意组合，灵活配置。图像采集单元为摄像机等图像采集设备。所述的拉力传感器、倾角传感器和振动传感器分别通过RS485通讯方式与 监测终端主机连接。所述的风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器以及气压传感 器可以是通过综合气象采集单元与监测终端主机连接。所述的图像采集单元，由摄像机通过视频线与图像采集卡连接，图像采集 卡与监测终端主机连接，为监测终端主机提供输电线路的图像信息。所述的供电单元由太阳能电池和蓄电池组成。所述的无线通信单元为GPRS、 CDMA或3G通讯模块，选用何种通信方式可 以根据需要灵活配置。GPRS、 CDMA或3G通讯模块通过RS232串口与主机相连。 所述的后台监控主站采用分层分布式结构，预留了和第三方应用的标准接□。本技术是基于无线传输的输电线路覆冰及环境气象在线监测系统，实 现了对运行高压输电线路现场的雨量、温度、湿度、风向、风速等微气象数据 和导(地)线荷载力，杆塔的振动幅度/频率以及现场图像等进行全天候的远程 实时在线监测，对超标输电线路及时进行多种方式的报警， 一方面可加强对输 电线路覆冰等灾害的实时监测，充分掌握沿线气象条件并在灾害事故发生前采 取积极有效的应对措施，提高供电设备运行的可靠性，另一方面可全面收集和 长期积累气象资料，为输电线路设计、运行维护提供基础参考数据。附图说明图1为本技术输电线路覆冰及环境气象在线监测系统的监控终端的结 构示意图2为本技术输电线路覆冰及环境气象在线监测系统的无线通信示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术输电线路覆冰及环境气象在线监 测系统进行详细的说明。输电线路覆冰及环境气象在线监测系统，包括监测终端，后台监控主站， 监测终端通过内部的无线通讯单元与后台监控主站建立无线连接，监测终端安 装在输电线路的杆塔上。如图1所示，监测终端包括监测终端主机、无线通信 单元、供电单元以及若干数据采集单元，供电单元与监测终端主机、无线通信 单元及数据采集单元连接，给监测终端主机、无线通信单元及数据采集单元提 供电源。无线通信单元为GPRS、 CDMA或3G通讯模块。如图2所示，以CDMA、 GPRS 或3G通讯模块在前端监测终端与后台监控主站之间传递数据，实现前端数据信 息的上传和主站系统软件命令的下达。监测终端通过RS-232串口与CD區、GPRS 或3G模块连接，CDMA、 GPRS或3G模块将终端设备发送的数据通过内部嵌入式 处理器对数据进行网络协议封装后，通过CDMA、 GPRS或3G等网络与Internet 公网或DDN专线建立通信，将数据发送到主站数据中心。反之，当CDMA、 GPRS 或3G模块收到主站数据中心发来的数据包时，从中取出数据内容，立即通过串 口发送给终端设备。所述的数据采集单元包括力学数据采集单元、气象数据采集单元、图像数 据采集单元。力学数据采集单元包括拉力传感器、振动传感器、倾角传感器， 气象数据采集单元包括风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器、 气压传感器、雨量传感器、日照传感器等。所述的拉力传感器、倾角传感器通、 振动传感器通过RS485通讯方式与监测终端主机连接。所述的风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器、雨量传感器、气压传感器以及日照传感 器是通过综合气象采集单元与监测终端主机连接。图像数据采集单元由摄像机 通过视频线与图像采集卡连接，图像采集卡与监测终端主机连接。摄像机可以 为一体化球形摄像机或固定摄像机。监测终端供电单元为太阳能电池和蓄电池 结合组成的供电方式，可保证阴雨天气下蓄电池稳定供电至少30天。后台监控主站可以采用分层分布式技术设计，可以在基本功能基础上根据 需求扩展其他的应用功能，可按照不同的标准划分预警监测范围，同时预留了 和第三方应用的标准接口。主站后台分析软件综合对气象参数和力学参数的监 测数据分析出线路覆冰的状态及杆塔的受力情况。并向用户提供线路多种报警 条件，并提供多种方式的报警，如音响报警、推图报警、短信报警、分级报 警等。后台监控主站周期性采集线路监测数据，通过分析软件对可反映输电线 路导线状态的重要参数(如状态参数、环境气象参数)做趋势分析，根据其历史 数据和当前数据来推断线路覆冰、受力、温度等的发展速度与趋势，形成导/ 地线覆冰厚度变化趋势曲线。后台监控主站能对长期监测数据进行统计并形成各种报表格式，并提供报表编辑、打印功能。用户可在主站提供的WEB平台上对系统信息远程査询浏览，对监测终端进行远程操作，真正实现远程办公。权利要求1、输电线路覆冰及环境气象在线监测系统，其特征在于包括监测终端，后台监控主站，监测终端通过内部的无线通讯单元与后台监控主站建立连接；所述的监测终端包括监测终端主机、无线通信单元、供电单元以及若干数据采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
输电线路覆冰及环境气象在线监测系统，其特征在于：包括监测终端，后台监控主站，监测终端通过内部的无线通讯单元与后台监控主站建立连接；所述的监测终端包括监测终端主机、无线通信单元、供电单元以及若干数据采集单元，供电单元与监测终端主机、无线通信单元及数据采集单元连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽，洪云，谢儇，郑纯，
申请(专利权)人：广州长川科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]