基于数据采集和图像识别的输电线路覆冰在线监测装置

      基于地形气候的多样性，冬季长时间的高强度、大范围的低温严寒气候，电力线路经常会出现不同程度上的覆冰问题，当线路覆冰量达到一定的程度时，电缆线重量培增，线路弧垂扩大，电缆线对地距离减小，从而引起电缆线触碰放电造成跳闸。另外覆冰情况严重时，空气中的杂质会随着雨雪粘附在绝缘子串上，导致绝缘子耐受电压水平降低，易产生形成冰闪事故。在状况进一步恶化时，若超出线路金具设计的机械强度，会造成 部分金具破裂，甚至进一步影响到杆塔的稳定性。严重影响人们的正常的生产和生活。
      覆冰在线监测装置可以实现对线路覆冰状况的实时监测，主要是对线路覆冰的厚度的测量、气象环境的（包括温度、湿度、风速、风向等）数据采集、绝缘子导线拉力分析、拉力实时监控预警、并可根据相关覆冰模型算法得出相应的警戒值及预警信息，对线路覆冰状况进行检查，以及融冰处理情况实时审核管理。
      装置的硬件构成主要由三大部分构成，前端监测系统、主机、后台监测分析平台组成。
      前端监测系统主要是由湿度传感器、风速风向传感器、气压传感器、拉力传感器、雨量传感器等各类传感器；以及监控摄像头对线路实时摄像监控，进行画面采集；为应对郊外的取电困难，使用蓄电池加太阳能电池板合同供电；无线传输模块有效保证了监测平台的实时监测，对各传感器数据的存储与分析处理。再经由主机传送到后台监测平台，对前端的数据进行计算处理测算出覆冰厚度、拉警戒值、发送预警信号，同时作出相应的融冰措施。另外在平台上，还提供历史记录的查询、分析，可对未来的趋势做出有效预测，提醒运维管理人员注意防范。
      在过往的工作中，运维管理人员通常需要爬山涉水进行人工观冰，对实地气象测量，并填好相应的记录表单，工作量极大，条件艰苦，消耗大量的人力物力资源。同时因恶劣天气的不可控因素，架设线路跨度大，高山、盆地及平原地貌错综复杂，仅靠线路运维人员无法在短时间内掌握线路巡行情况。
      在大规模推展覆冰监测装置的应用后，在防冰抗冰工作中发挥了极大的保障的作用。利用系统大数据的支持，可以为线路融冰起到指导、决策的作用。在大面积覆冰的情况下，融冰的先后次序、轻重缓急就可借助覆冰监测系统监测的数据，合理安排防冰特巡及导地线融冰工作任务。同时在运行人员的手机上可同步覆冰监测系统相关数据，极大提高了现场数据的真实有效性及准确性。

2021年4月20日星期二