基于數據采集和圖像識別的輸電線路覆冰在線監測裝置

      基于地形氣候的多樣性，冬季長時間的高強度、大范圍的低溫嚴寒氣候，電力線路經常會出現不同程度上的覆冰問題，當線路覆冰量達到一定的程度時，電纜線重量培增，線路弧垂擴大，電纜線對地距離減小，從而引起電纜線觸碰放電造成跳閘。另外覆冰情況嚴重時，空氣中的雜質會隨著雨雪粘附在絕緣子串上，導致絕緣子耐受電壓水平降低，易產生形成冰閃事故。在狀況進一步惡化時，若超出線路金具設計的機械強度，會造成 部分金具破裂，甚至進一步影響到桿塔的穩定性。嚴重影響人們的正常的生產和生活。
      覆冰在線監測裝置可以實現對線路覆冰狀況的實時監測，主要是對線路覆冰的厚度的測量、氣象環境的（包括溫度、濕度、風速、風向等）數據采集、絕緣子導線拉力分析、拉力實時監控預警、并可根據相關覆冰模型算法得出相應的警戒值及預警信息，對線路覆冰狀況進行檢查，以及融冰處理情況實時審核管理。
      裝置的硬件構成主要由三大部分構成，前端監測系統、主機、后臺監測分析平臺組成。
      前端監測系統主要是由濕度傳感器、風速風向傳感器、氣壓傳感器、拉力傳感器、雨量傳感器等各類傳感器；以及監控攝像頭對線路實時攝像監控，進行畫面采集；為應對郊外的取電困難，使用蓄電池加太陽能電池板合同供電；無線傳輸模塊有效保證了監測平臺的實時監測，對各傳感器數據的存儲與分析處理。再經由主機傳送到后臺監測平臺，對前端的數據進行計算處理測算出覆冰厚度、拉警戒值、發送預警信號，同時作出相應的融冰措施。另外在平臺上，還提供歷史記錄的查詢、分析，可對未來的趨勢做出有效預測，提醒運維管理人員注意防范。
      在過往的工作中，運維管理人員通常需要爬山涉水進行人工觀冰，對實地氣象測量，并填好相應的記錄表單，工作量極大，條件艱苦，消耗大量的人力物力資源。同時因惡劣天氣的不可控因素，架設線路跨度大，高山、盆地及平原地貌錯綜復雜，僅靠線路運維人員無法在短時間內掌握線路巡行情況。
      在大規模推展覆冰監測裝置的應用后，在防冰抗冰工作中發揮了極大的保障的作用。利用系統大數據的支持，可以為線路融冰起到指導、決策的作用。在大面積覆冰的情況下，融冰的先后次序、輕重緩急就可借助覆冰監測系統監測的數據，合理安排防冰特巡及導地線融冰工作任務。同時在運行人員的手機上可同步覆冰監測系統相關數據，極大提高了現場數據的真實有效性及準確性。

2021年4月20日星期二