高压输电线路导线覆冰在线监测系统详细介绍

    在冬季，我国南方地区的高压输电线路会产生覆冰现象，严重时导致杆塔荷载过大，导线弧垂变大，脱冰时导地线发生跳跃等现象。2008年，我国南方地区发生雪灾，在广西、云南、贵州、湖南等地，发生了大量的杆塔倒塌、导线断裂事故，造成大范围停电，给国民经济造成而来严重影响。

     FH-9007高压输电线路覆冰在线监测系统采用线路图像实时监视及检测导线拉力综合方法来监测架空线路覆冰，可以对线路覆冰形成的气象条件、覆冰形成过程和覆冰的严重程度进行全过程的实时监测。本系统采用我公司专门针对线路覆冰监测开发的倾角/拉力一体化传感器，能同步采集拉力和倾角数据，减少了设备和线缆数量，方便安装维护，提高了测量精度。

该系统采用太阳能电池板+蓄电池供电，安装方便。投入运行后，可全天候工作，达到实时监控的效果。运营部门能及时掌握导线覆冰状况状态及发展趋势，据此科学安排除冰检修，有效预防导线“鞭击”、崩断，杆塔压垮等事故，减少经济损失，提高线路安全运行及信息化管理水平。

系统组成

  本系统由若干监测子站和服务器组成。其中，监测子站部署在电力杆塔上，其自身又由监测子站主机和一系列数据采集单元等组成。监测子站主机内置GPRS/3G网络通信模块、充电控制器等，监测子站负责从各采集单元接收数据，并将其通过GPRS/3G网络发送给远程服务器。数据采集单元包括拉力/倾角采集单元、微气象采集单元、图像采集单元等。

服务器部署在监控中心机房内，能够集中显示所辖各高压输电线路杆塔周围的现场导线覆冰状况，并能对各监测子站进行远程操作。在服务器上主要运行服务器软件、数据库，需要配备的设备包括防火墙、宽带连接、UPS电源等。

表1：监测子站设备清单：

产品特性

    采用我公司专门针对线路覆冰监测开发的倾角/拉力一体化传感器，能同步采集拉力和倾角数据，减少了设备和线缆数量，方便安装维护，提高了测量精度。

   通信方式灵活，支持GPRS和4G网络；

     为工业级产品，采用防水金属外壳，适用于各种恶劣的气候环境；

     系统采用低功耗设计，采用动态电源管理策略以满足节电要求；

   配备完善的后台软件，具有数据存储、历史数据查询、报表、打印、曲线图绘制等功能，可对杆塔状态进行趋势分析；

   满足***公司企业标准《输电线路状态监测装置通用技术规范》（Q / GDW 242-2010）。

   满足***公司企业标准《输电线路等值覆冰厚度监测装置技术规范》（Q/GDW 554-2010）

   满足南方电网公司企业标准《南方电网输电线路监测系统通信规约》

   满足南方电网公司企业标准《输电线路覆冰监测终端装置技术规范》

技术指标

摄像机主要技术参数： 像素数：≥ 752（H）X 582（V）（PAL）；***照度：≤0.01Lux/ f1.2；变焦率：≥光学18倍。

云台主要技术参数：预置位数量：≥64；水平旋转角度：0°~355°；俯仰角度：0°~90°。

倾角测量范围：双轴-60°~+60°（可选-30°~+30°或-90°~+90°）；倾角测量误差：≤±0.05°；倾角测量分辨率：±0.01°；

拉力传感器：量程：7t，10t，16t，21t，32t，42t，55t；测量范围：5％～100％FS；示值误差δ（％FS）：≤±0.5  [5％,60％FS] ，≤±1.0  （60％,100％FS]；

工作环境：温度：-40℃～+85℃；相对湿度：≤100％；大气压力：550hPa～1060hPa；

防护等级：IP65；

温度传感器：测量范围： -40℃～+125℃；测量精度：0.5℃； 分辨率：0.1℃

湿度传感器：测量范围： 0～100％；测量精度：1％； 分辨率：1％

风速传感器：风速：0～60m/s；测量误差：≤±（0.5＋0.03V）m/s，V为标准风速值，分辨率：0.1 m/s

风向传感器: 测量范围：0～360°；测量误差：≤±5°；分辨率：1°

工作环境：温度：-40℃～+85℃；相对湿度：≤100％；大气压力：550hPa～1060hPa

防护等级：IP65

MTBF：≥30000小时

太阳能电池板使用寿命：≥6年； 电池使用寿命：≥3年

重量：≈30kg

适用对象：10KV~800KV高压输电线路

监测子站：

监测子站主机内置主控板、3G/4G无线通信模块、蓄电池充电控制器等，外部与太阳能电池板、蓄电池及拉力/倾角采集单元、风速风向采集单元、图像采集单元等组成监测子站。监测子站具以下功能：

（1）    主动按设定周期上传现场架空线路前端拉力/倾角采集单元、风速风向采集单元获取的相关数据；

（2）    采集图像和视频信息，并可根据远程指令转动云台；

（3）    实时响应服务器指令，上传实时数据和一定范围内的历史数据；

（4）    具有休眠、唤醒功能，以节省电源。休眠期间支持短信；

（5）    具有失电数据保护功能；

（6）    具有故障自诊断及自恢复功能；

（7）    支持报警及报警阈值设定；

（8）    支持远程复位；

（9）    支持联网参数设定（更改及查询服务器IP、端口）；

（10）支持密码设定、子站编号设定；

（11）支持校时及时间查询；

（12）支持对设备供电电压的监测功能。

服务器：

服务器为部署在远程监控中心计算机，运行监控软件，通过访问Internet得到数据。监控中心对现场高压输电线路绝缘子（导线）弧垂、风偏以及温度等数据进行存储、显示、统计报表并结合高压输电线路自身设计参数进行分析，实现导线覆冰实时预警和监测功能。

（1）    具有实时、定时自动接收监测子站采集的监测数据功能；

（2）    具有远程设置数据采集密度功能；

（3）    具有自动采集时间，并能向监控子站发送对时命令功能；

（4）    具有终端设备工作状态监测功能；

（5）    具备报警提示功能；多种报警方式，报警信息发送到相关人员手机上（多部手机）；

（6）    报警提示信息将提供报警测点的准确地理位置、测点名称以及本次报警的详细时间，同时在平面图上测点所在位置变成红色；

（7）    具有设备管理功能和存储服务功能；

（8）    本系统软件平台能够同时在B/S及C/S方式下工作；

（9）    多方式远程监控：远程WEB、客户端系统控制；

（10）对监测的数据进行统计、分析和输出，根据需要选择不同的监测点、不同的时间段，将数据以各种报表、统计图、曲线等方式显示出来；

（11）具有***扩展功能；

（12）各地市局的监控中心与省公司监控中心采用有线网络连接方式组网，省公司监控中心可以直接调用各地市局监控中心监测的数据，了解各监控点运行情况；

（13）提供对外数据接口，可以与其它MIS系统互联；

（14）操作简单，界面美观；

应用案例

FH-9007输电线路覆冰在线监测系统成功应用于广西某地项目，采用视频图像监测和导线拉力监测相结合的方法来监测架空线路覆冰。该系统已投入使用2年，运行情况良好。该系统同样成功应用于四川某地项目，运行时间已经达到了3年，运行情况良好，深受客户好评。