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裸导体热状态预警方法和系统

阅读:829发布:2023-02-04

专利汇可以提供裸导体热状态预警方法和系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 实施例 提供一种裸导体热状态预警方法和系统,属于电 力 系统监测领域。该方法包括:采集当前环境的实时 温度 、实时 风 力、实时日照强度以及所述裸导体的实时载流值;根据外部环境实时温度、实时 风力 以及实时日照强度确定当前环境下裸导体空载无流的温升值;计算外部环境实时温度和当前环境下裸导体空载无流的温升值的和以得到裸导体的空载 工作温度 ;确定裸导体的理论温度;采集所述裸导体的热巡实际温度;确定裸导体与固定线夹的 接触 电阻 值;在裸导体与固定线夹的接触电阻值大于设定 阈值 时进行预警。该裸导体热状态预警方法和系统可以及时发现裸导体 过热 隐患并进行预警。,下面是裸导体热状态预警方法和系统专利的具体信息内容。

1.一种裸导体热状态预警方法,其特征在于,该方法包括:
采集当前环境的实时温度、实时、实时日照强度以及所述裸导体的实时载流值和热巡实际温度;
根据所述实时温度、所述实时风力以及所述实时日照强度确定当前环境下所述裸导体空载无流的温升值;
计算所述实时温度和当前环境下所述裸导体空载无流的温升值的和以得到所述裸导体的空载工作温度
根据所述裸导体的空载工作温度、所述裸导体的最高允许温度、所述裸导体的实时载流值、所述裸导体的允许载流值以及所述裸导体在不同环境下的校正系数确定所述裸导体的理论温度;
根据所述裸导体的实时载流值、做功时间、所述裸导体的比热容、固定所述裸导体与设备的固定线夹质量、热巡实际温度以及所述裸导体的理论温度确定所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值;
在所述裸导体与固定线夹的接触电阻值大于设定阈值时进行预警。
2.根据权利要求1所述的裸导体热状态预警方法,其特征在于,所述裸导体的理论温度由以下公式计算:
其中,θ0为所述裸导体的空载工作温度,θe为所述裸导体的
最高允许温度,IF为所述裸导体的实时载流值,Ie为所述裸导体的允许载流值,K为所述裸导体在不同环境下的校正系数。
3.根据权利要求1或2所述的裸导体热状态预警方法,其特征在于,所述校正系数根据所述裸导体的海拔高度和环境的实时温度确定。
4.根据权利要求1所述的裸导体热状态预警方法,其特征在于,所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值由以下公式计算:
其中,IF为所述裸导体的实时载流值,t为所述做功时间,C为
所述裸导体的比热容,m为所述固定线夹质量,θE为所述热巡实际温度,θF为所述裸导体的理论温度。
5.一种裸导体热状态预警系统,其特征在于,该系统包括:
采集模、计算模块以及预警模块,其中,
所述采集模块用于采集当前环境的实时温度、实时风力、实时日照强度以及所述裸导体的实时载流值和热巡实际温度;
所述计算模块用于根据所述实时温度、所述实时风力以及所述实时日照强度确定当前环境下所述裸导体空载无流的温升值;计算所述实时温度和当前环境下所述裸导体空载无流的温升值的和以得到所述裸导体的空载工作温度;根据所述裸导体的空载工作温度、所述裸导体的最高允许温度、所述裸导体的实时载流值、所述裸导体的允许载流值以及所述裸导体在不同环境下的校正系数确定所述裸导体的理论温度;根据所述裸导体的实时载流值、做功时间、所述裸导体的比热容、固定所述裸导体与设备的固定线夹质量、热巡实际温度以及所述裸导体的理论温度确定所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值;
所述预警模块用于在所述裸导体与固定线夹的接触电阻值大于设定阈值时进行预警。
6.根据权利要求5所述的裸导体热状态预警系统,其特征在于,所述计算模块由以下公式计算所述裸导体的理论温度:
其中,θ0为所述裸导体的空载工作温度,θe为所述裸导体的
最高允许温度,IF为所述裸导体的实时载流值,Ie为所述裸导体的允许载流值,K为所述裸导体在不同环境下的校正系数。
7.根据权利要求5或6所述的裸导体热状态预警系统,其特征在于,
所述采集模块还用于采集所述裸导体的海拔高度;
所述校正系数根据所述裸导体的海拔高度和环境的实时温度确定。
8.根据权利要求5所述的裸导体热状态预警系统,其特征在于,所述计算模块由以下公式计算所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值:
其中,IF为所述裸导体的实时载流值,t为所述做功时间,C为
所述裸导体的比热容,m为所述固定线夹质量,θE为所述热巡实际温度,θF为所述裸导体的理论温度。

说明书全文

裸导体热状态预警方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电系统监测,具体地涉及裸导体热状态预警方法和系统。

背景技术

[0002] 接触网及变电所中大量应用裸导体,如接触网线材质,接触网绞线材质,变电所中的软母线也为钢芯铝绞线材质。裸导体持续发热会造成断股、散股,威胁铁路运输安全,因此在接触网及变电所的日常巡视与检修工作中,及时发现裸导体过热并进行处理是一项重要工作,目前针对裸导体的热监测,主要依靠红外测温仪或在线监测系统,这两种监测方法只能通过分析温度的高低来判定裸导体的热状态是否在正常范围,但在裸导体运行时的异常附加温升问题上,温度在线监测系统有很大局限性。

发明内容

[0003] 本发明实施例的目的是提供一种裸导体热状态预警方法和系统,该裸导体热状态预警方法和系统可以及时发现裸导体过热隐患并进行预警。
[0004] 为了实现上述目的,本发明实施例提供一种裸导体热状态预警方法,该方法包括:采集当前环境的实时温度、实时力、实时日照强度以及所述裸导体的实时载流值;根据所述实时温度、所述实时风力以及所述实时日照强度确定当前环境下所述裸导体空载无流的温升值;计算所述实时温度和当前环境下所述裸导体空载无流的温升值的和以得到所述裸导体的空载工作温度;根据所述裸导体的空载工作温度、所述裸导体的最高允许温度、所述裸导体的实时载流值、所述裸导体的允许载流值以及所述裸导体在不同环境下的校正系数确定所述裸导体的理论温度;在所述裸导体的理论温度大于所述裸导体的最高允许温度时进行预警。
[0005] 优选地,所述裸导体的理论温度由以下公式计算: 其中,θ0为所述裸导体的空载工作温度,θe为所述裸导体的最高允许温度,IF为所述裸导体的实时载流值,Ie为所述裸导体的允许载流值,K为所述裸导体在不同环境下的校正系数。
[0006] 优选地,所述校正系数根据所述裸导体的海拔高度和环境的实时温度确定。
[0007] 优选地,该方法还包括:采集所述裸导体的热巡实际温度;根据所述裸导体的实时载流值、做功时间、所述裸导体的比热容、固定所述裸导体与设备的固定线夹质量、热巡实际温度以及所述裸导体的理论温度确定所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值;在所述裸导体与固定线夹的接触电阻值大于设定阈值时进行预警。
[0008] 优选地,所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值由以下公式计算:其中,IF为所述裸导体的实时载流值,t为所述做功时间,C为所述
裸导体的比热容,m为所述固定线夹质量,θE为所述热巡实际温度,θF为所述裸导体的理论温度。
[0009] 本发明实施例还提供一种裸导体热状态预警系统,该系统包括:采集模、计算模块以及预警模块,其中,所述采集模块用于采集当前环境的实时温度、实时风力、实时日照强度以及所述裸导体的实时载流值;所述计算模块用于根据所述实时温度、所述实时风力以及所述实时日照强度确定当前环境下所述裸导体空载无流的温升值;计算所述实时温度和当前环境下所述裸导体空载无流的温升值的和以得到所述裸导体的空载工作温度;根据所述裸导体的空载工作温度、所述裸导体的最高允许温度、所述裸导体的实时载流值、所述裸导体的允许载流值以及所述裸导体在不同环境下的校正系数确定所述裸导体的理论温度;所述预警模块用于在所述裸导体的理论温度大于所述裸导体的最高允许温度时进行预警。
[0010] 优选地,所述计算模块由以下公式计算所述裸导体的理论温度:其中,θ0为所述裸导体的空载工作温度,θe为所述裸导体的最高
允许温度,IF为所述裸导体的实时载流值,Ie为所述裸导体的允许载流值,K为所述裸导体在不同环境下的校正系数。
[0011] 优选地,所述采集模块还用于采集所述裸导体的海拔高度;所述校正系数根据所述裸导体的海拔高度和环境的实时温度确定。
[0012] 优选地,所述采集模块还用于采集所述裸导体的热巡实际温度;所述计算模块还用于根据所述裸导体的实时载流值、做功时间、所述裸导体的比热容、固定所述裸导体与设备的固定线夹质量、热巡实际温度以及所述裸导体的理论温度确定所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值;所述预警模块还用于在所述裸导体与固定线夹的接触电阻值大于设定阈值时进行预警。
[0013] 优选地,所述计算模块由以下公式计算所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值: 其中,IF为所述裸导体的实时载流值,t为所述做功时间,C为所述裸导体的比热容,m为所述固定线夹质量,θE为所述热巡实际温度,θF为所述裸导体的理论温度。
[0014] 通过上述技术方案,采用本发明提供的裸导体热状态预警方法和系统,利用当前环境的实时温度、当前环境下裸导体空载无流的温升值、所述裸导体的最高允许温度、所述裸导体的实时载流值、所述裸导体的允许载流值以及所述裸导体在不同环境下的校正系数确定所述裸导体的理论温度,并使用裸导体的理论温度与裸导体的最高允许温度进行对比以进行预警,可以及时发现裸导体过热隐患。
[0015] 本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明
[0016] 附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例,但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中:
[0017] 图1是本发明一实施例提供的裸导体热状态预警方法的流程图
[0018] 图2是本发明另一实施例提供的裸导体热状态预警方法的流程图;
[0019] 图3是本发明一实施例提供的裸导体热状态预警系统的结构示意图;
[0020] 图4是本发明一实施例提供的裸导体热状态预警系统的示意图。
[0021] 附图标记说明
[0022] 1   采集模块        2      计算模块
[0023] 3   预警模块        4      裸导体工作方式设定模块
[0024] 5   数据库          11     日光强度传感器
[0025] 12  风力传感器      13     环境温度传感器
[0026] 14  载流值采样模块  15     热巡值采样模块。

具体实施方式

[0027] 以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例,并不用于限制本发明实施例。
[0028] 图1是本发明一实施例提供的裸导体热状态预警方法的流程图。如图1所示,该方法包括:采集当前环境的实时温度、实时风力、实时日照强度以及所述裸导体的实时载流值(步骤S11);根据所述实时温度、所述实时风力以及所述实时日照强度确定当前环境下所述裸导体空载无流的温升值;(步骤S12);计算所述实时温度和当前环境下所述裸导体空载无流的温升值的和以得到所述裸导体的空载工作温度(步骤S13);根据所述裸导体的空载工作温度、所述裸导体的最高允许温度、所述裸导体的实时载流值、所述裸导体的允许载流值以及所述裸导体在不同环境下的校正系数确定所述裸导体的理论温度(步骤S14);判断是否所述裸导体的理论温度大于所述裸导体的最高允许温度(步骤S15);在所述裸导体的理论温度大于所述裸导体的最高允许温度时进行预警(步骤S16)。
[0029] 本发明实施例中,在操作人员确定地理位置后,可以通过互联网读取该地理位置所属县、区级行政区海拔高度,并通过室外的传感器,自动采集测算点的当前环境实时温度、实时风力以及实时日照强度。根据裸导体地理位置所属县、区级行政区海拔高度与采集的当前环境的实时温度可以从数据库中确认裸导体在不同海拔高度及环境的实时温度下的校正系数。裸导体的温升值(空载无流时)可以根据当前环境实时温度、实时风力以及实时日照强度从数据库中得到。裸导体的实时载流值即为变电所母线或馈出线电流互感器的一次电流值。
[0030] 在获知上述参数之后,所述裸导体的理论温度可以由以下公式计算:其中,θ0为所述裸导体的空载工作温度,θe为所述裸导体的最高
允许温度,IF为所述裸导体的实时载流值,Ie为所述裸导体的允许载流值,K为所述裸导体在不同环境下的校正系数。
[0031] 随后,将计算得到的裸导体的理论温度与裸导体的最高允许温度进行对比,在裸导体的理论温度大于裸导体的最高允许温度时进行预警。
[0032] 另外,在裸导体运行时的异常附加温升问题上,接触电阻的增大才是根本原因。因此本发明还提供了一种在上文所述的预警方法的基础上,根据接触电阻进行预警的方法,具体如下:
[0033] 图2是本发明另一实施例提供的裸导体热状态预警方法的流程图。如图2所示,该方法包括:采集所述裸导体的热巡实际温度(步骤S21);根据所述裸导体的实时载流值、做功时间、所述裸导体的比热容、固定所述裸导体与设备的固定线夹质量、热巡实际温度以及所述裸导体的理论温度确定所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值(步骤S22);判断所述裸导体与固定线夹的接触电阻值是否大于设定阈值(步骤S23);在所述裸导体与固定线夹的接触电阻值大于设定阈值时进行预警(步骤S24)。
[0034] 所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值由以下公式计算:其中,IF为所述裸导体的实时载流值,t为所述做功时间,C为所述裸导体的比热容,m为所述固定线夹质量,θE为所述热巡实际温度,θF为所述裸导体的理论温度。
[0035] 当采集裸导体热巡实际温度后,可以根据理论温度与热巡实际温度的实际差值,测算当前裸导体所在位置接触电阻变化值,及时发现裸导体过热隐患并发出告警,本发明实施例以裸导体接触电阻变化为判定基准,在任何季节,任何客观外部环境下,都能准确捕捉到裸导体的异常热状态。
[0036] 图3是本发明一实施例提供的裸导体热状态预警系统的结构示意图。如图3所示,该系统包括:采集模块1、计算模块2以及预警模块3,其中,所述采集模块1用于采集当前环境的实时温度、实时风力、实时日照强度以及所述裸导体的实时载流值;所述计算模块2用于根据所述实时温度、所述实时风力以及所述实时日照强度确定当前环境下所述裸导体空载无流的温升值;计算所述实时温度和当前环境下所述裸导体空载无流的温升值的和以得到所述裸导体的空载工作温度;根据所述裸导体的空载工作温度、所述裸导体的最高允许温度、所述裸导体的实时载流值、所述裸导体的允许载流值以及所述裸导体在不同环境下的校正系数确定所述裸导体的理论温度;所述预警模块3用于在所述裸导体的理论温度大于所述裸导体的最高允许温度时进行预警。
[0037] 图4是本发明一实施例提供的裸导体热状态预警系统的示意图。如图4所示,该系统还包括数据库5和裸导体工作方式设定模块4,裸导体工作方式设定模块4用于设定需要监测的裸导体的基本情况,包括:添加新裸导体、裸导体命名、裸导体型号以及裸导体长度。裸导体命名可以使巡检人员准确查找位置,裸导体型号可以使预警系统从数据库5中确认材质、比热容,裸导体型号、长度可以使预警系统从数据库5中确认重量。
[0038] 采集模块1包括日光强度传感器11、风力传感器12、环境温度传感器13、载流值采样模块14以及热巡值采样模块15,其中热巡值采样模块15可以通过温度在线监测系统、智能机器人巡检系统或者人工热巡获取热巡值。
[0039] 裸导体载流值采样模块14通过变电所可编程的异步RS232接口,与变电所通信处理装置进行通信传输,实时采集变电所母线、馈出线电流互感器一次电流值。选项为:电流互感器与裸导体关联。
[0040] 本发明的预警系统可以将每段已命名的裸导体分别与变电所母线、馈出线的电流互感器进行通信关联,关联后,裸导体载流值即为设定的变电所母线或馈出线某个电流互感器的一次电流值。载流值采样模块14通过异步RS232接口从变电所通信处理装置中采集电流互感器一次电流值。
[0041] 热巡值采样模块15通过变电所可编程的异步RS232接口,与变电所温度在线监测系统或智能机器人巡检系统进行数据连接,实时采集热巡温度值。当没有与温度在线监测系统或智能机器人巡检系统进行数据连接时,可手动输入热巡温度值。
[0042] 上述参数全部存入数据库5中,以便计算模块2从数据库5中直接调用以计算。数据库5包括裸导体型号与重量数据表,裸导体型号与比热容数据表,裸导体在不同海拔高度及环境的实时温度下的校正系数数据表,裸导体在不同气温、风力、日照强度时的温升值计算数据表,裸导体允许载流值及最高允许温度数据表,裸导体实时载流值存入数据表,裸导体理论温度存入数据表,裸导体热巡温度存入数据表,裸导体接触电阻存入数据表。
[0043] 优选地,所述计算模块2由以下公式计算所述裸导体的理论温度:其中,θ0为所述裸导体的空载工作温度,θe为所述裸导体的最高
允许温度,IF为所述裸导体的实时载流值,Ie为所述裸导体的允许载流值,K为所述裸导体在不同环境下的校正系数。
[0044] 优选地,所述采集模块1还用于采集所述裸导体的海拔高度;所述校正系数根据所述裸导体的海拔高度和环境的实时温度确定。
[0045] 优选地,所述采集模块1还用于采集所述裸导体的热巡实际温度;所述计算模块2还用于根据所述裸导体的实时载流值、做功时间、所述裸导体的比热容、固定所述裸导体与设备的固定线夹质量、热巡实际温度以及所述裸导体的理论温度确定所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值;所述预警模块3还用于在所述裸导体与固定线夹的接触电阻值大于设定阈值时进行预警。
[0046] 优选地,所述计算模块2由以下公式计算所述裸导体与所述固定线夹的接触电阻值: 其中,IF为所述裸导体的实时载流值,t为所述做功时间,C为所述裸导体的比热容,m为所述固定线夹质量,θE为所述热巡实际温度,θF为所述裸导体的理论温度。
[0047] 通过上述技术方案,采用本发明提供的裸导体热状态预警方法和系统,利用当前环境的实时温度、当前环境下裸导体空载无流的温升值、所述裸导体的最高允许温度、所述裸导体的实时载流值、所述裸导体的允许载流值以及所述裸导体在不同环境下的校正系数确定所述裸导体的理论温度,并使用裸导体的理论温度与裸导体的最高允许温度进行对比以进行预警,可以及时发现裸导体过热隐患。
[0048] 以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式,但是,本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明实施例的技术构思范围内,可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
[0049] 另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0050] 本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0051] 此外,本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明实施例的思想,其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
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