专利名称：基于电容效应的电力线覆冰检测方法
技术领域：
本发明涉及电力线覆冰的检测方法，尤其是基于电容效应的电力线覆冰检测方法，适用于寒冷气象条件下高压电力线覆冰状况的监测。
背景技术：
电力线网络的安全对一个国家的发展和安全至关重要。但由于输电线路范围广， 地理条件恶劣，往往容易受到自然灾害的侵袭。据统计，建国以来，从1%4年至2006年底， 中国发生了 6kV及以上等级的电网覆冰灾害1000多起(陆佳政等，湖南电力系统冰灾监测结果及其分析[J]，电力系统保护与控制，Vol. 37 No. 12 2009, 6)。仅2008年初的南方大雪灾，就给我国造成了几百亿元的经济损失。目前，针对电力线融冰的方案提出了不少，但针对电力线是否覆冰的监测方案并不多。目前国内外针对覆冰的检测方法主要包括一、采用超声波、激光等光学、电磁学仪器，通过冰面的光学、电磁学特性，对固体表面进行检测。这种方法精度高，能够检测到毫米级别以下的冰层厚度，但费用高昂，不利于大范围使用。二、通过摄像头对物体表面进行覆冰监测。其优点是便于大范围观察，缺点是结果较粗糙，同时摄像头等精密装置需要额外的维护，不适用于电力线监测系统的使用。三、利用冰和空气电阻、电容特性的差异，通过布置监测点，对监测点的冰层厚度进行检测，其实现方便。但只能对采样点进行覆冰厚度检测， 不能实现整条电力线的监控。
发明内容
针对以上发明的不足，本发明的目的是提供一种基于电容效应的电力线覆冰检测方法，以实现通过一个监测点，对较长电力线进行实时覆冰监测。本发明的基于电容效应的电力线覆冰检测方法，包括以下步骤
将筒状金属极板固定在具有中心孔的绝缘支架上，待测电力线穿过绝缘支架中心孔并固定；测定电力线与筒状金属极板间的电容值，以电力线未覆冰时测定的电力线与筒状金属极板间的电容值作为标准值，并据此标准值设定电力线发生覆冰的电容阈值，当检测到电力线与筒状金属极板间的电容值超过电容阈值时，表明电力线发生覆冰。上述的电容阈值可以是标准电容值的3-4倍。也可以为当地电力线覆冰时实测的电容值。为了对金属筒状极板进行保护，可以在筒状金属极板外设置绝缘防护罩。基于电容效应的电力线覆冰检测方法的原理是
筒状金属极板与电力线作为电容的两个极板，电介质则由空间的空气充当。由电路和物理学知识可知，对两极板大小与板间距离固定的电容器，其电容值C随极板间介质介电常数的变化而变化。根据太原理工大学秦建敏等提出的，电容式冰层厚度传感器及其检测方法的研究，微纳电子技术，2007.7/8 :185-187，常温下，空气的介电常数约为1，而冰的介电常数为3-4。当电力线覆冰时，金属极板与电力线构成的电容的电容值将发生变化，通过已有的电容检测方法(谐振法、振荡法、开关电容法、AC电桥法和运算放大器检测法等，孙立宁等.电容式微位移传感器检测电路的设计[J].机械电子，2005. 1 :33-35)，对筒状金属极板与电力线间的电容值进行测量，就可以判定电力线是否覆冰。本发明方法简单，可以对架空的电力线进行大范围的覆冰监测，通过一个监测点， 就可以对较长电力线是否覆冰进行实时监测。
图1是圆锥式金属极板的固定示意图； 图2是图1的A向视图中，1、电力线，2、绝缘支架，3、筒状金属极板，4、绝缘保护罩。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的介绍。参照附图，基于电容效应的电力线覆冰检测方法，包括以下步骤
将筒状金属极板3固定在具有中心孔的绝缘支架2上，待测电力线1穿过绝缘支架2 中心孔并固定，图示实例中，筒状金属极板3是削顶圆锥金属极板，具有中心孔的绝缘支架 2为圆盘，在削顶圆锥金属极板3外设置绝缘防护罩4。首先，测定电力线与筒状金属极板间的电容值，以电力线未覆冰时测定的电力线与筒状金属极板间的电容值作为标准值，并据此标准值设定电力线发生覆冰的电容阈值，当检测到电力线与筒状金属极板间的电容值超过电容阈值时，表明电力线发生覆冰。上述的筒状金属极板3或者也可以是圆筒状的金属极板。
权利要求
1.基于电容效应的电力线覆冰检测方法，其特征是包括以下步骤将筒状金属极板(3)固定在具有中心孔的绝缘支架(2)上，待测电力线(1)穿过绝缘支架(2)中心孔并固定；测定电力线与筒状金属极板间的电容值，以电力线未覆冰时测定的电力线与筒状金属极板间的电容值作为标准值，并据此标准值设定电力线发生覆冰的电容阈值，当检测到电力线与筒状金属极板间的电容值超过电容阈值时，表明电力线发生覆冰。
2.根据权利要求1所述的基于电容效应的电力线覆冰检测方法，其特征在于电容阈值是标准电容值的3-4倍。
3.根据权利要求1所述的基于电容效应的电力线覆冰检测方法，其特征在于电容阈值是当地电力线覆冰时实测的电容值。
4.根据权利要求1所述的基于电容效应的电力线覆冰检测方法，其特征是在筒状金属极板(3)外设置绝缘防护罩(4)。
全文摘要
本发明公开的基于电容效应的电力线覆冰检测方法，步骤是将筒状金属极板固定在具有中心孔的绝缘支架上，待测电力线穿过绝缘支架中心孔并固定；测定电力线与筒状金属极板间的电容值，以电力线未覆冰时测定的电力线与筒状金属极板间的电容值作为标准值，并据此标准值设定电力线发生覆冰的电容阈值，当检测到电力线与筒状金属极板间的电容值超过电容阈值时，表明电力线发生覆冰。本发明方法简单，可以对架空的电力线进行大范围的覆冰监测，通过一个监测点，就可以对较长电力线是否覆冰进行实时监测。
文档编号G01V3/00GK102183791SQ20111004423
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日
发明者张思建, 陈方, 颜钢锋 申请人:浙江大学