输电线路融冰过程监测系统的设计与实现

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架空输电线路导线覆冰在线监测系统运行分析

输电线路灾害(覆冰)在线监测系统运行分析二零一七年一月十日深圳市特力康科技有限公司一、引言输电线路覆冰问题一直是影响中国电力系统安全稳定运行的重点和难点问题，其他国家也存在同样的问题。

输电线路覆冰和积雪会导致其机械和电气性能急剧下降，造成导线断线、金具损坏、杆塔倾斜、绝缘子冰闪、线路跳闸，严重甚至引起电力通信中断事故。

针对输电线路覆冰现象，电力部门采取人工巡线，观冰、测冰等等去勘测线路的覆冰情况。

由于人工观察、测量存在在一定的误差，对解决覆冰情况的帮助不是很大，加上劳动强度大、环境的危险性，由设备代替人去监视、监测情况是更好的。

因此，深圳市特力康生产了一款输电线路灾害(覆冰)在线监测系统，可让监控人员掌握线路的覆冰情况下，做到实现预、报警，从而降低电网覆冰的损失，防止和控制电网冰灾，提高电网的安全运行。

二、工作原理输电线路灾害(覆冰)在线监测系统通过数据采集机采集现场的拉力数据、倾角数据、微气象等数据，通过无线网络传输方式把这些数据传输到后台监控中心，监控中心工作人员便可通过屏幕看到现场的环境数据。

监控中心通过客户端实时对各个监控点进行浏览观察现场情况，根据传送回来的微气象数据、拉力数据、倾角数据等数据进行分析比对，发现情况异常，即可立刻做出应急处理，保障高压线路的安全运行。

输电线路灾害(覆冰)在线监测系统可以通过后台监控中心去设置一些危险的参数值，一旦到达这些参数值，前端装置会及时发出异常警报反馈后台监控中心，监控中心可以依据现场情况和数据做相应处理。

三、系统结构输电线路灾害(覆冰)在线监测系统结构框架上采用三层结构，由监测终端、通信网络和主站构成，以下作出详细介绍。

1、监测终端监测终端指安装在输电线路上或杆塔上的全套数据采集单元，主要由摄像设备、各种传感器、主处理器单元、通信模块和供电单元构成。

监测终端实时测量线路悬挂绝缘子串的拉力、倾斜角、风偏角、耐张串或悬垂串导线线夹出口处的导线倾角、终端杆塔附近微气象参数(环境温度、相对湿度、风速、风向等)、绝缘子串泄漏电流及线路覆冰图像等相关参量，通过通信网络上传至主站。

架空输电线路覆冰在线监测系统的运行

通过ＧＰＲＳ传至后台与监测数据进行对比分析
积停电事故湖南、西、州等地电网一度解列，汀贵部
分地电网儿乎全部损毁、此次冰灾的直接原因是罕见的持续大范围低温雨雪冰冻气候．同时也反映缺少在第一时间掌握线路覆冰状况的手段 … 目Ｉｍ检测线路覆冰的方法主要有人工巡视、观
的影响．害事故时发生冻雨覆冰使输电线路的冰
荷重增加，导线、塔、缘子和金具带来不同程对铁绝度的机械损坏．重时导致断线和倒杆塔．成大而严造
数、缘子倾角、缘子垂直荷重和导线等值覆冰厚绝绝度的数学模型，线监测导线等值覆冰厚度的变化在（视频在线监测。通过现场摄像头的转动，２）获取多方位多角度的现场图像．一般选取绝缘子、金具、线、塔基础等关键部位，时进行拍照图像导杆定
（６）自动预警报警功能根据线路设计标准或用
户要求，定预、警值，、警信息可在客户端显设报预报示．家系统也会根据预报警信息．专自动提高数据采
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ集频率．现实时跟踪实
中图分类号：Ｔ５＋Ｍ７２．５文献标志码：Ａ文章编号：１０ —６９（０１０．０８００４９４２１）５０３．３

架空输电线路覆冰在线监测系统及运行分析

架空输电线路覆冰在线监测系统及运行分析孟毅，陈继东摘要：持续低温雨雪天气使架空输电线路覆冰，对电网运行造成严重危害，输电线路覆冰在线监测系统具有重要意义。

文章分析了输电线路覆冰在线监测系统的原理及功能，对输电线路典型覆冰进行了分析，将覆冰过程分为形成、稳定增长、缓慢增长、消失四个阶段。

对系统的研发及运行进行了分析和总结，指出拉力传感器等关键部件存在的问题及解决措施。

通过若干年的运行，可建立覆冰统计资料序列，为输电线路工程设计提供依据。

引言架空输电线路超设计条件覆冰是影响送电线路安全运行的突出问题之一。

近年来，国内电网受大气候和微地形、微气象条件的影响，冰害事故时有发生。

冻雨覆冰使输电线路的荷重增加，对导线、铁塔、绝缘子和金具带来不同程度的机械损坏，严重时会导致断线和倒杆塔，造成大面积停电事故。

2008年一月以来，我过南方地区出现长时间持续的大范围的低温雨雪冰冻天气，导致输电线路发生倒塔、断线、覆冰闪络、脱冰跳跃等多种事故，对电网造成了严重的破坏。

湖南、江西、贵州等地电网一度解列，部分地区电网几乎全部损毁。

此次冰灾的直接原因是罕见的持续大范围低温雨雪冰冻气候，但同时也反映出缺乏在第一时间掌握线路覆冰状况的手段[1]。

目前，检测线路覆冰的方法主要有人工巡视、观冰站等，这些方法存在着劳动强度大、投资高，检测结果准确性差等问题。

输电线路覆冰在线监测技术通过在易覆冰区域的铁塔上安装覆冰自动监测站，将数据通过无线通讯网络传往监控中心，可随时掌握线路的覆冰情况，并可实现预、报警，达到降低电网覆冰事故损失的目的。

研究覆冰在线监测技术，对防止和控制电网冰灾，提高电网的运行可靠性具有重大意义。

1 输电线路覆冰在线监测系统的原理及功能输电线路覆冰在线监测系统是集计算机技术、微量信号传感技术、电磁兼容技术、数据信息处理技术、低功耗技术、视频技术、网络通讯技术等为一体的技术集合体[2]。

系统在输电线路杆塔安装拉力传感器、倾角传感器、温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、摄像机，采用无线通信技术（通常是GSM或GPRS）进行现场数据/图像的实时传输。

小议一种输电线路覆冰监测系统的设计

小议一种输电线路覆冰监测系统的设计[摘要]本文针对输电线路的覆冰问题，提出了一种输电线路导线覆冰在线监测系统的设计方案，并对主要子系统的构成和功能进行了阐述。

[关键词]输电线路监测系统设计我国受大气候和微地形、微气象条件的影响，冰灾事故频繁发生。

冻雨覆冰使许多地区输电线路的荷重增加，造成断线、倒杆（塔）、闪络等事故，给社会造成了巨大的经济损失。

针对输电线路的覆冰问题，研制一种输电线路导线覆冰在线监测系统，同时监测线路微气象条件和线路覆冰状况，并借助现有移动或联通强大的通信网络进行实时数据传输，结合专家知识库和各种理论模型给出冰情预报，能够及时给出除冰信息，能够有效预防冰害事故，有效降低灾害损失。

一、监测参量选择问题覆冰地区气候状况往往极其复杂。

根据观冰站的观测资料对导线覆冰与气象要素关系进行分析，覆冰与环境温度湿度、风速等因素具有很强的相关性。

因此监测系统对导线覆冰重力变化（力传感器）、倾斜角度、风偏角度、温度、湿度、风速、风向、大气压力、雨量等参量进行监测。

二、分机完成的功能在线监测分机定期将导线重力变化、绝缘子串倾斜角、绝缘子风偏角、环境温湿度、雨量以及风速等信号送入信号处理单元，放大和滤波过的信号经放大和隔离之后进入16位A/D转换器件，并由单片机计算导线重力变化，角度以及环境温湿度、风速等环境变量。

监测分机一方面及时将初步处理的数据通过GSM SMS网络传输给地市局的监控中心进行数据处理，另一方面将有效数值存于不易丢失的大容量闪存中。

监测分机可以根据监控中心主机发送的控制信号进行历史数据、实时采集数据、修改分机采样时间以及分机系统时间标定等操作。

三、分机的硬件设计整个系统在野外工作，要求整个系统功耗低、免维护运行。

分机主要完成覆冰导线重力变化、绝缘子倾斜角度以及环境风速等信息的采集、存储和传输。

为了有效存储数据选用闪速存储器，即使分机掉电，数据仍可有效保存10年以上。

每个杆塔监测分机可监测2串独立绝缘子的重力变化。

输电线路地线融冰接线装置的应用及发展现状

输电线路地线融冰接线装置的应用及发展现状摘要：随着我国经济高速增长，能源问题成为当今社会关注的一大焦点，为了实现我国有限能源资源的高效利用，更大范围内优化配置电力资源，规划建设了大量高压、特高压电网，其安全稳定运行显得尤为重要。

在架空输电线路中，覆冰灾害是最典型的灾害之一，当线路覆冰严重时，会使线路弧垂增大，当线路发生风振舞动时，线路间容易发生闪络，严重时会导致线路跳闸，从而影响线路正常运行。

同时，铁塔两侧的覆冰厚度差异较大，塔顶受到的不平衡张力会随之增大，当铁塔不能承受这种载荷，便会导致掉线或杆塔倒塌。

不同相导线之间可以将其短接成回路，地线则需要相关电力人员临时短接导地线，传统融冰方法需要人工登塔接线，完成效率较低且安全隐患很大。

关键词：输电线路；地线融冰；接线装置；应用；发展现状1融冰机理分析为实现地线融冰，需将覆冰区架空地线绝缘起来，利用地线自动融冰接线小型化装置使导地线连接起来，使导线上电流通入地线，使其获得足够大的电流，产生的热量使地线温度在短时间内升高，从而使将地线表面覆冰融化。

输电线路覆冰是一种热量交换过程，其主要通过传导、对流和蒸发实现，当大气中的水遇到低温，低于其凝固点，即环境温度低于水分凝固点，且有风速时，水分在地线表面运动，从而在地线表面放热形成覆冰。

根据覆冰柱体内部融冰的相关研究，建立相应的融冰模型。

根据模型，融冰过程大致可分为两阶段，第一个阶段是圆柱体被冰完全包围的融冰，第二个阶段是将圆柱体上的冰剪破，当冰和圆柱体的接触面较小时，覆冰因自身重力将从表面脱落出来。

2地线融冰自动接线装置2.1自动接线装置的结构组成和运行过程地线融冰自动接线装置类似于旋转式的刀闸类开关，通过执行合闸和分闸动作来完成导线和地线的接通和断开。

其主要结构包括传动机构、开合导电器、保护设施、跳线串取电器、控制箱和电源等。

其中，传动机构、开合导电器、跳线串取电器和保护设施安装于铁塔上，开合导电器通过软铜连接线与地线相连，跳线串取电器通过取电器与导线相连。

广西首条220kV输电线路地线融冰方案的设计分析

广西首条220kV输电线路地线融冰方案的设计分析摘要：在贵广铁路外部电源（广西段）220kV上跃牵引站配套线路工程中，业主要求输电线路地线按绝缘化设计以实现地线融冰功能。

本文介绍了广西首条采用地线融冰技术的220kV线路--飞虎～上跃牵220kV线路在确定地线融冰方案的设计过程，为相关工程提供参考，以利于该技术在输电线路工程中推广使用。

关键词：输电线路；地线融冰；设计1前言为了应对越来越频繁的冰灾对电力系统基础设施的严重威胁，电力部门和科研部门加大了融冰技术的研究和融冰装置的开发。

融冰主要是增大导线的传输电流或采用短路电流，将电能转化为热能，达到融冰热平衡而实现融冰，融冰电流和融冰时与各参数之间热平衡关系式如下：I：融冰电流；R0；电阻；Q1：被融化部分的冰的温度从Te(结冰时外界温度)升温到T0(导线融冰温度)吸收的热量；Q2：融化冰所需吸收的热量；Q3：未被融化的冰温度变化吸收的热量；Q4：导线温度从从Te升温到To所吸收的热量；Q5：冰表面散失的热量。

当导线上通过的电流I，大于上式计算的临界融冰电流Ic。

经过时间t，导线上冰层融化并脱落，达到融冰的目的。

目前有过电流融冰、交流短路融冰、直流电流加热融冰、高频高压激励融冰及阻线性融冰等方法。

2012年贵州出现罕见低温冷冻冰凌天气，在110kV～500kV交流线路上，投入了直流融冰装置，确保了线路安全，南方电网推广直流融冰。

地线融冰考虑利用变电站直流融冰装置，兼容导线和地线融冰。

2工程概况在贵广铁路外部电源（广西段）220kV上跃牵引站配套线路工程中的飞虎～上跃牵220kV线路，位于桂林临桂县、龙胜县境内。

线路起讫点：线路起自220kV飞虎变电站，讫于220kV上跃牵引站。

线路长度：65.010km，其中N6～N53与永福电厂旧升压站～大丰Ⅰ220kV线路同塔架设，长15.654km；单回路段长49.356km。

导线型号：10、15mm冰区采用JL/G1A-240/40型锌-5%铝-稀土合金镀层钢芯铝绞线，20mm冰区采用JL/G1A-240/55型锌-5%铝-稀土合金镀层钢芯铝绞线。

输电导线覆冰在线监测系统

输电导线覆冰在线监测系统该监测系统在导线覆冰厚度和导线弧垂变化的力学模型的基础上，设计了力传感器的安装结构,研发了基于全球移动通信系统(GSM)短信业务(SMS)的输电线路覆冰在线监测系统。

系统运行结果表明：现场分机可定时或实时监测覆冰导线的重力变化、绝缘子串倾斜角、风偏角、导线舞动频率以及风速等环境信息，并通过GSMSMS发送至监测中心,由专家软件来分析覆冰状况，及时给出除冰信息,保障覆冰区线路的运行安全。

1系统构成整个系统主要由省公司监测中心主机、地市局监测中心主机、线路监测分机、专家软件组成,系统组网拓扑图如图1所示。

在线路杆塔安装1台监测分机,监测分机定时/实时完成环境温度、湿度、风速、风向、雨量以及该杆塔绝缘子的倾斜角、风偏角、覆冰导线的重力变化、导线舞动频率等信息的采集,将其打包为GSMSMS,通过GSM通信模块发送至监测中心,由监测中心软件判断该线路导线的覆冰情况。

监测中心可对分机进行远程参数设置(如采样时间间隔、分机系统时间、实时数据请求等)。

各地市局的监测中心与省公司监测中心采用局域网(LAN)方式组网,省公司监测中心可以直接调用各地市局监测中心的各杆塔绝缘子串的倾斜角、风偏角、覆冰导线重力变化、导线舞动频率以及环境参数等数据,借助专家软件了解该省相应线路的覆冰状况。

专家软件利用各种修正理论模型、试验结果和现场运行结果来判断输电线路的覆冰状况,及时给出预报警信息,有效防止冰害事故的发生。

2导线覆冰模型计算与分析设主杆塔等效档距示意图见图2，并定义主杆塔绝缘子串上的竖直方向上张力值TV与两侧导线某点到主杆塔A点间导线上的竖直方向载荷相互平衡的点称为平衡点。

2.1 求解水平张力由悬挂点不等高导线长度的近似计算公式：导线最低点水平拉力TH:代入档距l,高度差h,自重载荷q0,导线原始长度S,即可解出TH。

2．2求解主杆塔上竖向张力TA所对应平衡的覆冰导线长度由悬点不等高时等效档距公式：式中:h为主杆塔与副杆塔间的高度差,若主杆塔较高,则h为正值,否则为负。

输电线路覆冰在线监测系统设计的几点探讨

输电线路覆冰在线监测系统设计的几点探讨新时期，为提升输电线路系统运行的安全性与高效性，应重視对输电线路覆冰在线监测系统的设计，能及时在覆冰条件下对输电线路运行情况进行全方位的监测，可时刻获取荷载数据，便于维护与管理者及时做好应对处理，可见，前期的系统设计工作极其重要。

对此，本文就输电线路覆冰在线监测系统设计展开分析与研究。

标签：输电线路；覆冰；监测系统在社会发展体系中，电力系统占据着重要的地位，旨在为人们的日常生活、商务运作与工业生产等提供基本的电力服务，是社会发展进程中的基础性设施。

若想为人们提供高质量的电力服务，保证在覆冰期间线路运行的高效性，应打造输电线路覆冰在线监测系统，重视对系统的科学性设计，制定更为专业的设计的方案，以保证系统具备专业监控功能、数据存储功能、数据处理功能等，能实现对覆冰阶段输电线路系统运行情况进行全面监测。

1 系统整体设计方案设计输电线路覆冰子线监测系统之前，设计者必须要了解系统属性、用途、性能、工作条件与具体的适用范围等，进而才可得到科学而合理的设计方案[1]。

对于监测系统而言，主要分为监测分机、监测中心和无线通信网络等几个部门。

监测分机主要是采集气象参数、绝缘子串拉力与串倾角、现场图像等信息，在无线网络这一重要载体下来将以上数据传输到监测中心。

等到将数据传输到监测中心之后，应将监测分机所上传的信息开展分析、整理、存储与打印，还要结合实况来开展预警与预测。

此外，监测中心在通信时，需要依照监测分机与协议来操作，还要对监测分机参数进行配置[2]。

在权限范围内，客户端可访问监测中心，从而系统、全面的把握输电线路的基本覆冰信息。

2 输电线路覆冰在线监测系统的设计策略2.1 监测分机设计通过对监测系统的分析，意识到监测分机主要是具备采集、打包与发送数据信息的基本功能。

受到气候条件的影响，由于气压、温度、风速、风向与雨量等因素的共同作用，很可能会发生覆冰现象。

若输电线路存在覆冰问题，极易改变绝缘子的倾角与串拉力。

输电线路等值覆冰在线监测装置

模拟导线的作用及目前结构缺陷
浙江的覆冰厚度计算主要依据模拟导线，而模拟导线的故障率较高，根据2012年过冬后统计故障率50%以上。针对该情况分析如下：
地线拉力替代金具选择及存在问题
南方电网公司在地线上也安装了拉力传感器，称为两导一地，广西则安装三导两地。无论是开始还是目前安装的地线拉力传感器的失效数量均是一个不可低估的数量。其失效原因分析如下：
拉力传感器的技术指标：
拉力传感器的精度技术指标：以10t拉力传感器为例各项指标最大允许误差范围：回零误差：±10Kg，示值误差：±20Kg，重复性：±20Kg，滞后：±30Kg，长期稳定性：±20Kg
拉力传感器的选型统计表：
替代金具的统计及调整；审核图纸，确认项目名称、安装线路、杆塔号图纸、绝缘子金具图号、替代金具型号、数量、列出清单表格；表格格式如下：
覆冰装置安装大小号侧及导线资料的调研
导线的直径、比载、绝缘子重量、导线的长度（大小号侧杆塔水平档距、大小号侧塔与中心杆塔的相对高差）。
调研内容、要求：
现场通讯信号强度；GPRS信号强度，手机采用上网方式看是否满足通讯。OPGW光缆两点的距离）哈郑线。
遇到问题后的解决办法：
老的杆塔图纸没有、通过绝缘子串型号和照片判断球头挂环及地线连接金具可能的型号。其他安装事项的调研、如广西主机安装在呼高的方案。当地历史冬季的连续雨雪天情况。（电池配置）
高低温环境设备同时开启，球机分为两组分别放置在低温箱和高温箱，内胆放置在机箱外与球机电缆连接，达到3小时后，原来两个环境内球机互换，高低温设备不停止工作。循环更换5次。
覆冰监测方法及要求
覆冰监测的方法是：称重法，将拉力传感器替换连接金具,测量在一个垂直档距内导线的质量,利用倾角传感器,计算出风阻系数和绝缘子串的倾斜分量,采用排除法,计算覆冰质量,以0.9g/cm3密度换算为等值覆冰厚度。该方法称之为称重法。数据采集要求 a）能完成绝缘子串拉力、绝缘子串角度及气温、湿度、风速及风向数据的采集、测量，通过网络将测量结果传输到状态监测代理装置或状态监测主站系统。 b）具备自动采集功能。按设定时间间隔自动采集绝缘子串拉力、绝缘子串角度及温度、湿度、风速及风向数据，最小采集间隔宜大于 10 分钟，最大采样间隔应不大于 40 分钟，默认采样间隔为30分钟。在监测到存在覆冰可能的情况下，具备加密采集拉力及绝缘子串角度的功能； c）具备受控采集功能，能响应远程指令，按设置采集方式、自动采集时间、采集时间间隔启动采集； d）宜具备电池电压等采集功能； e）应具备良好的同步机制，保证各参数采集时刻的同步性。

输电线路冰冻监测和报警系统设计与实现

基金项目：文系２０年湖南省教育厅科技专项（８２）本０８０Ｄ１３。
ＶＣ
图１统组成系
监测分机定时／时完成输电线路的一系列微气象条件（境温文环度、湿度、风速、向、冰导线的重力变化、风覆导线舞动频率等信息）的采集，过ＧＲ通ＰＳ网络发送至电力监测中心，作平台软件则利用各种修操正理论模型、验结果和现场运行结果判断输电线路的覆冰状况，试及时给出预报警信息，有效防止冰害事故的发生。电力监测中心主机可对分机的采样时间间隔、分机系统时间以及实时数据请求等参数进行远程设置，还可以与上级、的电力监测中下级心完成组网，上级电力监测中心可以直接调用下级电力监测中心的监测数据，进而了解各输电线路的覆冰状况，为指挥电网正常运营提供实时信息。２监测分机的硬件设计．２１硬件组成．覆冰地区气候状况往往极其复杂，根据观冰站的观测资料对导线覆冰与气象要素关系进行分析，发现线路覆冰与环境温度、湿度、风速等因素具有很强的相关性。另外，导线覆冰厚度与覆冰导线的重力变化具有较强的相关性；多电网事故表明杆塔很多情况并不是直接压很
技
博士・家论坛专
输电线路凉监测和报警系统设计与实坝东
永州职业技术学院
［摘
龙安国
篮瓣
簦黻
监激
要］研发基于通用分组无线电业务（ＲＳ网络的输电线路监测和报警系统，个系统主要由电力监测中心主机、ＧＰ）整线路监测分机

输电线路融冰装置原理

输电线路融冰装置原理
输电线路融冰装置的原理是通过排热和发热两种方式来加热输电线路，使其表面解冻融化。

排热方式：输电线路融冰装置会将热量从其他设备或系统中吸收，然后通过输电线路周围的设备或系统排放出去。

这种方式通常由设备自身的热量产生或者通过其他外部热源供应。

发热方式：输电线路融冰装置通过电力或燃料等能源提供热量，使其通过加热元件转化为热能，然后传导到输电线路上。

这种方式通常由专门设计的发热元件完成，例如电热带、电加热瓷合体等。

无论是排热还是发热方式，输电线路融冰装置会应用温度感应器或其他控制器，监测输电线路的温度情况，并根据设定的温度范围调节加热功率，以达到融冰的效果。

当输电线路温度降低到一定程度时，融冰装置就会启动加热，直到冰块完全融化并保持线路表面无冰。

总的来说，输电线路融冰装置利用排热或发热的原理，通过对输电线路进行加热，将冰块融化，并保持线路表面无冰，以确保电力系统的正常运行。

输电线路地线直流融冰方案的探讨

输电线路地线直流融冰方案的探讨摘要：2008年初，我国南方地区遭受了罕见的冰冻灾害，导致许多输电线路出线断线和倒塔事故，严重影响电力系统的安全运行。

而当前输电线路地线融冰方案还处于初级阶段，相较于导线融冰方案所取得的成果，还存在很大的不足。

本文介绍了输电线路地线融冰的几种方式，综合考量各种因素带来的不良影响，选择切实可行的地线融冰方案，为输电线路输电安全提供保障。

关键词：输电线路；地线融冰；直流融冰输电线路覆冰造成的线路过荷载和相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰，将导致杆塔荷载超限，引起电力安全事故。

输电线路融冰方法主要包括直流融冰和交流短路融冰。

由系统提供短路电源的交流短路融冰受输电线路电压等级和线路长度影响较大，同一短路电源电压很难满足变电站所有出线的融冰需要，且仅能实现导线融冰无法实现地线融冰；若导线融冰完成，地线覆冰弧垂加大，低于导线加剧地线闪络问题出现，甚至带来严重的安全事故。

直流融冰时直流电压和直流电流连续可调，可满足不同长度线路的融冰要求，能对全站所有进出线进行融冰；直流融冰时线路阻抗的感性分量不起作用，降低了融冰所需的容量，提高了融冰效率；直流融冰能对地线进行融冰。

一、输电线路地线直流融冰影响因素（一）直流融冰装置目前运用较多的直流融冰装置有车载移动式直流融冰装置和固定式（可控硅）直流融冰装置。

相对于固定式（可控硅）直流融冰装置，车载移动式直流融冰装置受条件限制，其额定融冰电流、额定融冰电压和直流融冰功率均较小，对于线路长度长、导线截面大的线路，无法满足线路融冰的需要，具有一定的局限性。

输电线路导线融冰电流大，地线融冰电流小，因导线的直流电阻远小于地线直流电阻，地线融冰时所需的融冰电压较大，因此直流融冰装置的参数对地线融冰时的接线方式影响大。

（二）地线融冰电流根据中国南方电网有限责任公司《架空输电线路地线覆冰防治工作导则》附录B，地线融冰电流经验计算公式如下：结合地线融冰电流计算公式可以了解到，影响输电线路地线融冰电流的因素众多，包括环境温度、电阻率、覆冰厚度、风速、覆冰类型和融冰时间等。

科技成果——电线积冰自动监测系统

科技成果——电线积冰自动监测系统技术开发单位中科院电工研究所成果简介电线积冰是指在低温雨雪天气条件下由于过冷水滴或冰晶不断凝附在电线上造成的积冰现象。

电线积冰对电力、通讯线路的正常运营具有重要影响，当输电线路积冰超过其设计荷载时就会造成倒杆、倒塔、断线等，导致电网损毁、电力输送中断，严重危害电网运行的安全，电力部门称之为冰灾。

其中以雨凇和雾凇造成的积冰危害最为严重，主要发生在我国南方山区，以云贵高原地区为典型代表。

由于特殊的低纬高原气候和复杂的地形环境条件，云贵高原地区每年都有不同程度的电力冰灾发生。

而该地区又是我国西电东送的重要源地和主要通道，在2008年初的持续低温冰冻天气过程中，贵州全省及云南西部受灾严重，贵州电网大面积损毁，西电东送由425万千瓦转为倒送50万千瓦，电力、通讯中断造成数百亿元的经济损失，并对人民群众的生产生活造成重大影响。

鉴于电线积冰带来的巨大灾害，就对气象部门的预报提出了更高的要求。

如果在一定时间段内不间断地测得覆冰的相关参数，将会为准确、及时地预报积冰气候提供最有力的依据。

目前气象领域内对于电线积冰的预报一般采用基于气象规范（中国气象局地面气象观测规范QX/T59-2007）的电线积冰架，如图1所示，但是其取冰、融冰和测量均是由人工来完成，这种方式需要气象工作人员在积冰周期定时观察电线积冰状态，根据经验来判断是否为当日积冰的峰值，然后决定是否测量。

这不仅增加了工作人员的劳动强度，而且由于得不到连续实时的电线积冰数据，因而不能观测到整个完整的积冰过程，使得电线积冰观测的效率和准确率大大降低。

同时积冰严重的地区由于复杂气候、地形条件很难开展长期的人工监测，使得气象部门很难积累大量连续的电线积冰数据，因此限制了气象部门基于电线积冰观测进行冰冻等灾害气候的预报、预警，也就无法为电力、交通、通信等部门提供服务。

图1 中国气象局地面气象观测规范中的电线积冰架及观测方法针对目前电线积冰监测及预报技术的现状，电工所微纳加工技术与智能电气设备研究部基于中国气象局地面气象观测规范QX/T59-2007试制成功“电线积冰自动监测系统”，实现了对电线积冰物理过程及其相关气象要素连续自动监测，监测到的相关电线积冰要素将有助于气象科研人员揭示电线积冰的致灾机理并建立电线积冰的预警预报模型及其指标体系，进而为气象部门提高预报准确率奠定坚实的基础，实现为交通、电力、通信等部门提供预报服务。

一种适用于电网的卫星天线融冰监控系统的设计与实现

一种适用于电网的卫星天线融冰监控系统的设计与实现电网是现代社会不可或缺的基础设施之一，而在寒冷地区，电网的运行常常受到冰雪覆盖的影响，导致导线断裂甚至导致局部供电中断。

为了确保电网的稳定运行，在这种环境下，设计和实现一种适用于电网的卫星天线融冰监控系统尤为重要。

首先，该系统应采用卫星技术进行融冰监控。

目前，全球范围内的通信卫星覆盖率很高，且具有广域覆盖、持续通信和高精度定位的特点，因此选择卫星通信是最合适的选择。

同时，该系统还需要具备实时监测和故障报警的功能，以便及时采取措施解决问题。

其次，系统需要安装在电网塔杆顶部的卫星天线应具备融冰功能。

针对电网塔杆顶部容易积冰的问题，可以采用无线电波或微波进行融冰。

通过天线向塔杆顶部发射一定频率和功率的无线电波或微波，将积冰融化并防止进一步形成。

系统应设置传感器来感知塔杆的冰层厚度，并根据不同场合和不同天气条件自动调整发射功率和频率，以确保融冰效果最大化。

此外，系统还需要具备故障检测和报警功能。

通过卫星通信系统收集到的数据可以分析电网中可能存在的故障，并及时发送报警信息给相关人员。

比如，当塔杆的冰层过厚时，系统应发出警报以提醒工作人员及时采取措施。

此外，还可以设置人工巡查和自动化巡检，以确保电网的安全和稳定运行。

最后，系统还需要具备远程监控和遥控功能。

通过卫星通信系统，可以实现对电网状态的实时监控和远程控制。

工作人员可以通过手机或电脑远程接入系统，查看电网状态、收集数据和采取措施。

综上所述，适用于电网的卫星天线融冰监控系统的设计与实现需要考虑到卫星通信、融冰功能、故障检测和报警、远程监控和遥控等方面。

该系统可以通过卫星通信实现电网的实时监控和远程控制，并通过融冰功能保证电网的正常运行。

这将有助于提高电网的可靠性和稳定性，保障人们的生活和生产的正常进行。

直流融冰系统中输电线路覆冰在线监测技术应用

直流融冰系统中输电线路覆冰在线监测技术应用摘要：我国的电力事业在不断进步，与此同时，人们的生产生活中对于电力质量的应用需求日渐增加，若想满足人们的用电需要，并紧跟时代的发展趋势，就需对电力系统中的各个环节进行把控和协调，解决各类技术难题，促使输配电过程更为顺利。

值得一提的是，输电线路的运作过程中，覆冰问题是较为典型的问题，如若未能对此问题予以妥善解决，并制定切合实际的处理对策，将会难以保障国家电力系统运行的可靠性和安全性，现阶段，此问题已经成为电力管理部门亟待解决的重点和难点。

基于此，笔者认为可针对此问题，提供覆冰现场检测技术方面的支持，发生冰灾之时，可运用此技术手段，发出警报提示，体现此技术应用的优势。

关键词：直流融冰系统；输电线路；覆冰；在线监测；技术冬季时节我国的大部分区域都面临着气温骤降的侵袭亦或是风雪的威胁，尤其是在北方地此现象更加明显，如若发生冰雪灾害，将会给电力系统的输电线路造成严重威胁，其中的覆冰问题未能得以及时处理，将会给输电线路造成损害，甚至会导致部分地段出现电力网络瘫痪的现象，因此，笔者认为针对输电线路的覆冰问题，要给予重点关注，并发挥覆冰语境系统的作用，将其与融冰技术进行有效结合，这对于电力网络的未来发展无疑具有重要的现实意义。

一、输电线路覆冰在线监测技术应用过程中的常见问题现阶段，输电线路覆冰在线监测技术的应用范围在日渐拓展，同视此技术的发展和更新速度也在不断加。

需要注意的是，在此过程中仍旧伴随着许多问题亟待解决，笔者经过分析和探讨后发现可以总结为以下几点。

其一，覆冰计算模型的优与劣将会给输电线路的运行效率带来诸多不良影响。

其二，装置电源可给线路运行质量造成负面影响。

其三，通信传输模式，影响了数据监测的精准度，进而给数据传输过程的有效性和时效性带来许多制约。

二、直流融冰系统结构的浅析笔者对此系统的组成以及内部结构进行相应的分析，系统内部最为主要的组成部分有三个，分别为：后台软件分析系统、信息采集系统和中间通讯系统。

FH-9007型高压输电线路覆冰在线监测系统.

FH-9007高压输电线路覆冰在线监测系统产品简介应用背景在冬季，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。

此做法为属国内首创。

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。

图1. 输电线路覆冰实景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。

图2. FH-9007系统组成示意图由于广西等省电力公司已建成输电线路覆冰预警系统，服务器已经部署完毕，在实际应用中，输电线路覆冰监测设备厂商只需提供监测子站。