一种基于模拟导线的观冰装置的制作方法

1.本技术涉及输电线路覆冰监测技术领域，尤其涉及一种基于模拟导线的观冰装置。


背景技术：

2.输电线路是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。随着电力系统的不断发展，输电线路遍布全国大部分地区，由于我国地域辽阔气象环境多变，一直以来面临着极端气候的侵蚀，特别是在低温雨雪天气里，由于湿度高，大量水气凝聚在电线表面而结冰，结冰的电线遇冷会收缩，有时会因不胜重荷而断裂，且风吹引起的震荡也会导致输电线路倒杆(塔)、断线及跳闸事故的发生，这会给电力系统的输电线路造成重大的损害，严重威胁到电网的安全稳定运行和供电系统运行的可靠性。
3.因此，在设计规划输电线路时，需要研究不同地区、不同气象条件下输电线路导线覆冰的形成和状态变化机理，总结覆冰规律，为线路规划设计提供规避依据，避免大面积线路冰雪灾害的发生。
4.目前，为了积累输电线路覆冰情况的资料，以满足输电线路的设计和安全运行的需要，一般通过在规划或已建的输电线路通道附近设置人工观冰站点以便于人工观冰，但由于常规的人工观冰站环境比较恶劣，观测人员工作环境艰苦，存在观测数据不够精确、观测数据量较少等问题；且人工观冰以及观冰站建设投入大，并且无法进行实时在线观冰，导致监测数据不够完善，也不够完整，不利于精准规划输电线路，避开覆冰重灾区，减少因冰灾引起的线路故障。
5.随着在线监测技术的进一步发展，急需开发一款免维护、具备自动采集气象及覆冰数据功能、具备融冰功能的自动观冰装置，通过在冰雪多发地区对输电线路进行覆冰监测，实时观察、掌握严寒地区不同气象条件下电线覆冰的形成和变化趋势，不仅能够有效减少人工观冰站的建设投入，降低人工的劳动强度和人工成本，还能实现24小时实时在线监测，进一步完善了监测数据的完整性，提高了观冰结果的准确度，延长了输电线路的使用寿命。


技术实现要素：

6.为克服相关技术中存在的问题，本技术提供一种基于模拟导线的观冰装置，该观冰装置，能够替代人工观冰站和人工观冰，有效减少人工观冰站的建设投入，降低人工的劳动强度和人工成本，还能对输电线路进行实时在线覆冰监测，掌握模拟导线覆冰的形成和变化趋势，进一步完善了监测数据的完整性，提高了观冰结果的准确度，延长了输电线路的使用寿命。
7.本技术第一方面提供一种基于模拟导线的观冰装置，包括主机、微气象传感器、称重传感器、电源、模拟导线和支撑机架；所述主机与所述微气象传感器、所述称重传感器以及所述电源电气连接；所述主机、所述微气象传感器和所述电源与所述支撑机架机械连接；
所述模拟导线设置在所述支撑机架上，所述称重传感器设置在所述模拟导线上。
8.在一种实施方案中，还包括融冰单元；所述融冰单元分别与所述主机和所述电源电气连接，且与所述模拟导线机械连接，用于融化所述模拟导线上的覆冰。
9.在一种实施方案中，还包括北斗通讯单元；所述北斗通讯单元与所述主机电气连接，且与所述支撑机架机械连接，用于传输观冰数据。
10.在一种实施方案中，还包括摄像机；所述主机还包括图像ai识别模块；所述摄像机与所述图像ai识别模块电气连接，且与所述支撑机架机械连接；所述摄像机用于拍摄所述模拟导线，所述图像ai识别模块用于识别所述摄像机拍摄的模拟导线上的覆冰厚度。
11.在一种实施方案中，所述主机还包括中央处理模块、通讯模块、等值覆冰厚度计算模块、数据存储模块、工作状态监控模块、外部接口模块和防盗模块；所述中央处理模块与所述通讯模块、所述等值覆冰厚度计算模块、所述图像ai识别模块、所述数据存储模块、所述工作状态监控模块、所述外部接口模块和所述防盗模块电气连接；所述通讯模块与所述图像ai识别模块和所述摄像机电气连接；所述外部接口模块与所述微气象传感器、所述摄像机、所述称重传感器、所述北斗通讯单元、所述电源和所述融冰单元电连接。
12.在一种实施方案中，所述中央处理模块包括mcu、硬件看门狗电路、断电时钟模块和电源管理模块；所述mcu、所述硬件看门狗电路、所述断电时钟模块和所述电源管理模块电气连接。
13.在一种实施方案中，所述融冰单元包括融冰导线和融冰模块；所述融冰导线与所述模拟导线机械连接；所述融冰模块与所述主机电气连接。
14.在一种实施方案中，还包括警示单元；所述警示单元与所述主机电气连接。
15.在一种实施方案中，所述电源包括充放点控制模块、取电模块和存储模块；所述充放电控制模块与所述取电模块和储能模块电性连接。
16.在一种实施方案中，所述模拟导线包括第一模拟导线和第二模拟导线；所述第一模拟导线和所述第二模拟导线的夹角范围为大于0度且小于或等于90度。
17.相比现有技术，本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：
18.(1)基于本技术提供的观冰装置，通过微气象传感器全天候24小时不间断地获取监测目的点的气象并存储至主机、称重传感器实时对模拟导线进行重量测量并反馈至主机，主机计算覆冰厚度并存储覆冰厚度数据，能够代替人工观冰站以及人工观冰的方式，有效减少了人工观冰站的建设投入，降低了人工观冰的劳动强度，且通过连续不断的获取、存储以及分析气象以及覆冰厚度数据，有效提高了观冰结果的准确度和时效性，为输电线路的设计与规划提供了科学的依据。
19.(2)通过摄像机实时拍摄监测目的点(即模拟导线)的图片，并通过图像ai识别模块进一步验证模拟导线上的覆冰厚度，进一步提高了观冰数据的准确度。
20.(3)基于多参量的高精度等值覆冰厚度模型算法可准确计算出模拟导线的覆冰厚度，从而根据气象数据准和覆冰厚度数据得出环境气象与模拟导线覆冰厚度的关系曲线，进一步为掌握气象和覆冰规律提供了基础，同时为融冰单元进行融冰操作提供了可靠的依据。
21.(4)通过融冰单元，可有效融化覆在所述模拟导线(电线)上的冰，避免模拟导线(电线)因预冷收缩或不堪重负而断裂，进一步提高了模拟导线(电线)的使用寿命，而且，通
过融冰，可以有效获取模拟导线(电线)结冰-融冰-结冰的循环规律，并通过不同的循环规律获得不同气象环境下模拟导线(电线)的覆冰周期，为输电线路预防覆冰灾害、制定融冰周期提供了科学的依据。
22.(5)通过北斗通讯单元，可利用全球覆盖的北斗卫星网络进行短报文通讯，当运营商网络不佳或无运营商网络覆盖时，将观冰数据上传至主机，有效解决了因运营商网络不佳或无运营商网络区域的数据传输问题。
23.(6)通过警示单元，工作人员可以及时了解输电线路的现场状况，及时发现并消除装置的隐患状态，确保装置可持续安全运行。如当模拟导线上的覆冰厚度高于预设值时，即可发送覆冰厚度告警，以便能及时采取融冰措施，避免重大事故的发生，为电力系统的安全运行提供保障。
24.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
25.通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
26.图1是本技术实施例示出的基于模拟导线的观冰装置的结构示意图。
27.附图标记：
28.1、主机；11、中央处理模块；111、mcu；112、硬件看门狗电路；113、断电时钟模块；114、电源管理模块；12、通讯模块；13、等值覆冰厚度计算模块；14、图像ai识别模块；15、数据存储模块；16、工作状态监控模块；17、外部接口模块；18、防盗模块；181、gprs定位模块；182、震动感应模块；183、倾斜度感应模块；2、微气象传感器；3、称重传感器；4、摄像机；5、北斗通讯单元；6、电源；61、充放电控制模块；62、取电模块；63、储能模块；7、模拟导线；8、融冰单元；81、隔离开关；82、融冰导线；83、融冰模块。
具体实施方式
29.下面将参照附图更详细地描述本技术的优选实施方式。虽然附图中显示了本技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本技术更加透彻和完整，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
30.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
31.应当理解，尽管在本技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更
多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.目前，一般通过在规划或已建的输电线路通道附近设置人工观冰站点以便于人工观冰，但由于常规的人工观冰站环境比较恶劣，观测人员工作环境艰苦，存在观测数据不够精确、观测数据量较少等问题，导致观冰时效低准确度低，不利于减少因冰灾引起的线路故障。
33.针对上述问题，本技术实施例提供一种基于模拟导线的观冰装置，能够通过在冰雪多发地区对输电线路进行覆冰监测，实时观察、掌握严寒地区不同气象条件下电线覆冰的形成和变化趋势，不仅能够替代人工观冰站，降低人工的劳动强度，降低人工成本，还能实现24小时实时在线监测，进一步完善了监测数据的完整性，提高了观冰结果的准确度，延长了输电线路的使用寿命。
34.以下结合附图详细描述本技术实施例的技术方案。
35.实施例一
36.请参阅图1，图1是本技术实施例示出的基于模拟导线的观冰装置的结构示意图。
37.本技术的基于模拟导线的观冰装置，包括主机1、微气象传感器2、称重传感器3、电源6、模拟导线7和支撑机架；所述主机1与所述微气象传感器2、所述称重传感器3以及所述电源6电气连接；所述主机1、所述微气象传感器2和所述电源6分别与所述支撑机架机械连接；所述模拟导线7设置在所述支撑机架上，所述称重传感器3设置在所述模拟导线7上。
38.具体的，所述支撑机架包括相互连接的地笼基础和杆塔，所述地笼基础和所述杆塔均为金属材质，用于为主机1、微气象传感器2等提供安装支撑点，同时为所述模拟导线7提供吊装的空间。为了适配多种地形，所述地笼基础、杆塔和模拟导线7的安装高度和角度可自由调节。更优选的，为了进一步防止零部件的丢失，所述观冰装置采用一体式安装，具体的，所述地笼基础、杆塔、微气象传感器2和模拟导线7的连接点均采用沉孔工艺和紧固螺栓固定连接，并将地笼基础深埋于地下，由于通过沉孔工艺固定的紧固螺栓需要通过特定的工具才可拆卸，有效预防了零部件因被偷盗而丢失的现象，从而减少了质量隐患。
39.所述模拟导线7的材质、表面纹理、表面附着力、结冰机理与输电线路中的电线具有同等的结冰特性，可高度还原处于相同环境条件下电线的结冰情况，由于电线覆冰的主要因素有温度、湿度、风速和风向等，当温度、湿度和风速一致时，其电线的覆冰情况与风向有关，如当风向与电线的延伸方向成90
°
时，电线的覆冰厚度达到最大值。为了降低主导风向对模拟导线7结冰状态的影响，所述模拟导线7包括第一模拟导线和第二模拟导线；所述第一模拟导线和所述第二模拟导线的夹角范围为大于0度且小于或等于90度；当观冰点输电线路前后的延伸方向不一致时，可通过调整第一模拟导线和第二模拟导线之间的夹角，使得所述第一模拟导线和所述第二模拟导线的延伸方向尽可能还原观冰点电线的延伸方向，从而最大限度的还原电线的覆冰厚度。
40.通过使用与电线同型号、同材质的模拟导线7，以获得与电线相同气象条件下的覆冰情况，并通过测量模拟导线7重量的变化来确定覆冰的厚度，从而等同推测出电线的综合荷载和覆冰厚度，该方法简单安全，不涉及线路带电安装，能方便准确的实现对电路覆冰的实时监测，可满足电路部门输电线路覆冰预警的要求。
41.所述主机1包括中央处理模块11、通讯模块12、等值覆冰厚度计算模块13、图像ai
识别模块14、数据存储模块15、工作状态监控模块16、外部接口模块17和防盗模块18，所述中央处理模块11与所述通讯模块12、所述等值覆冰厚度计算模块13、所述图像ai识别模块14、所述数据存储模块15、所述工作状态监控模块16、所述外部接口模块17和所述防盗模块18电气连接；所述图像ai识别模块14与所述摄像机4和所述通讯模块12电气连接；所述外部接口模块17与所述微气象传感器2、所述称重传感器3、所述摄像机4、所述北斗通讯单元5、所述电源6和所述融冰单元8电连接。
42.所述中央处理模块11包含mcu111、硬件看门狗电路112、断电时钟模块113和电源管理模块114。所述mcu111分别与所述硬件看门狗电路112、所述断电时钟模块113和所述电源管理模块114电气连接，主要用于采集、接收、处理和发送数据等；所述硬件看门狗电路112运行时不受mcu111控制，当mcu111程序运行出现异常时，所述硬件看门口电路112输出复位电平至mcu111的复位引脚进行mcu111复位，确保mcu111程序恢复正常运行。所述断电时钟模块113用于当观冰装置断电或者重启期间，能够保障时钟继续走时，当观冰装置恢复运行时，保证主机1时钟准确；所述电源管理模块114主要用于管控主机1内部模块和外部接口的电源通断。
43.所述通讯模块12与所述mcu111电气连接，可适用于移动、联通和电信三大运营商5g/4g/3g/2g的全制式网络，主要用于通过运营商网络将观冰装置的运行参数、覆冰厚度等观冰数据传输至后台，同时接收后台下发的控制指令，实现远程控制，所述观冰数据包括气象数据、覆冰厚度数据、图片识别数据等观冰装置所能获取到的所有数据。
44.所述等值覆冰厚度计算模块13与所述mcu111电气连接，主要用于将所述称重传感器3测量到的模拟导线7的重量变化按照设置好的等值覆冰厚度模型进行计算，得到模拟导线7的覆冰厚度值并反馈给所述mcu111；
45.具体的，所述覆冰计算模型包括：
[0046][0047]
式中：
[0048]
b0为覆冰厚度；
[0049]
tb为覆冰条件下的单根模拟导线最新覆冰时刻重量值；
[0050]
t1为无覆冰时的单根模拟导线的重量值，选取初始重量值校准后的重量值；
[0051]
d为该模拟导线的直径；
[0052]
ρ取0.9g/cm3；
[0053]
sv为第一模拟导线和第二模拟导线悬挂点之间的长度和，具体的计算公式为：
[0054][0055]
式中：
[0056]
h1、h2分别为第一模拟导线和第二模拟导线的悬挂点与最低点的高差；
[0057]
l1、l2分别为第一模拟导线和第二模拟导线的悬挂点与最低点的直线距离；
[0058]
σ
01
、σ
02
分别为第一模拟导线和第二模拟导线上的称重传感器的初始值；
[0059]
γ1为导线自重比载，具体的计算公式为：
[0060][0061]
式中：
[0062]
g为重力加速度，取9.80655m/g2；
[0063]
q为单位长度模拟导线的质量，单位为km/m；
[0064]
s－模拟导线截面积，单位为mm2；
[0065]
在实际应用中，首先可将所述模拟导线7的相关参数存储到主机1内，安装完成后，再将所述模拟导线7的高差h1和h2、直线距离l1和l2的参数值存储至主机1，运行一段时间后，主机1将根据称重传感器3测量的平均值作为初始值和，将初始值之和作为无覆冰时的单根模拟导线7的重量值，后续运行中只需要将称重传感器3的采样值之和代入覆冰计算模型中即可计算出模拟导线7的等值覆冰厚度。通过基于多参量的高精度等值覆冰厚度模型算法可实现模拟导线7的覆冰厚度计算，该计算方法简单，能够准确描绘出环境气象与模拟导线7覆冰厚度的关系曲线，进一步为掌握气象和覆冰规律提供了基础，同时为融冰单元8进行融冰操作提供了可靠的依据。
[0066]
所述图像ai识别模块14与所述mcu111和摄像机4电气连接，主要用于对摄像机4拍摄的模拟导线7图片进行ai识别，并判断出模拟导线7覆冰厚度，具体原理为：首先将大量关于模拟导线7的裸线图片、人工覆冰后的图片存储至所述图像ai识别模块14，使得所述图像ai识别模块14能够根据裸线图片和人工覆冰后的图片分析并存储其覆冰厚度值作为标准参考值，然后再根据摄像机4拍摄的实时覆冰图片，识别出模拟导线7的覆冰厚度，并将图片连同ai识别结果通过所述通讯模块12上传至后台。
[0067]
所述数据存储模块15与所述mcu111电气连接，主要用于存储mcu111计算处理后的数据和图像ai识别后的图片。为了防止数据缺失，当因主机1的网络通信断开而无法上传数据时将生成一个标记，待网络恢复后继续从标记处开始补传数据，确保上传数据的完整性。
[0068]
所述工作状态监控模块16与所述mcu111电气连接，主要用于监测观冰装置的运行状态，当观冰装置的工作状态出现异常情况时，如当观冰装置出现异常断电、倾倒或传感器故障时，触发对应的告警信号，并通过运营商网络或北斗短报文上传至后台，从而能够及时解决故障，并便于工作人员实时全面掌握观冰装置的运行状态。
[0069]
所述外部接口模块17分别与微气象传感器2、摄像机4、称重传感器3、北斗通讯单元5、电源6和融冰单元8电气连接，并分别与所述中央处理模块11、等值覆冰厚度计算模块和图像ai识别模块14通讯连接，主要用于将微气象传感器2、摄像机4、称重传感器3、北斗通讯单元5、电源6和融冰单元8等外接模块与主机1连接起来，实现外接模块与主机1间的电源6通道和数据通道的顺利搭建。
[0070]
所述防盗模块18由gprs定位模块181、震动感应模块182和倾斜度感应模块183组成。所述mcu111实时读取所述震动感应模块182的震动系数和所述倾斜度感应模块183的倾斜系数，与预设参数进行比较，当采样系数超出默认范围时，所述mcu111将根据采样参数的超出阈值等级执行响应的操作，如：当达到一级阈值时，装置将向后台发送预警信息并将拍摄现场主机1所在位置的图片上传到后台；达到二级阈值时，将额外播放提前录制好的警示语音，并将警示信息发送到至移动终端，提示相关负责人进行应急处理。
[0071]
为了避免因主机1断电而无法发出警示提醒，所述gprs定位模块181自带高能后备
电源，当主机1电源断电后，后备电源仍可支持gprs定位模块181持续工作3天，将主机1所在的经纬度坐标发送给后台，并可根据gprs定位坐标追查主机1的下落，从而进一步避免了主机1的丢失现象。
[0072]
所述微气象传感器2为一体化气象传感器，同时集合温度、湿度、风速和风向采集功能，能够有效获取监测目的地的气象情况，为后续准备描绘出环境气象与模拟导线7覆冰厚度的关系曲线提供了准确的依据。
[0073]
所述称重传感器3可选用精度为0.1kg的称重传感器3，为了便于准确的测量模拟导线7的重量变化，任意一根所述模拟导线7上设置2个称重传感器3，且分别设置在所述模拟导线7的首、尾两端；为了防止所述称重传感器3因低温结冰而损坏，所述称重传感器3采用防冰式结构，从而能够在冰雪天气能够全天候测量覆冰重量，且测得的覆冰重量迅速、准确、无延迟，为主机1的等值覆冰厚度计算模型提供基础数据。
[0074]
所述电源6作为供电系统，包括充放电控制模块61、取电模块62和储能模块63组成。所述充放电控制模块61分别与取电模块62和储能模块63电性连接。所述取电模块62可选择太阳能或风能等方式取电，可根据现场环境设定，此处不作限制；所述储能模块63包括铅酸蓄电池或低温锂电池。为了保障电流的畅通，所述充放电控制模块61具备自动浮充功能、过压保护、欠压保护、过流保护和温度补偿等功能。
[0075]
在本技术实施例中，基于本技术提供的观冰装置，通过微气象传感器全天候24小时不间断地获取监测目的点的气象并存储至主机、称重传感器实时对模拟导线进行重量测量并反馈至主机，主机计算覆冰厚度并存储覆冰厚度数据，能够代替人工观冰站以及人工观冰的方式，有效减少了人工观冰站的建设投入，降低了人工观冰的劳动强度，且通过连续不断的获取、存储以及分析气象以及覆冰厚度数据，有效提高了观冰结果的准确度和时效性，为输电线路的设计与规划提供了科学的依据。
[0076]
在一种优选实施例中，为了进一步确保所述模拟导线7上覆冰厚度的准确性，所述观冰装置还包括摄像机4，所述摄像机4与所述图像ai识别模块14电气连接，且与所述支撑机架机械连接；所述摄像机4优选高清球形网络云台摄像机4，可定时、实时拍摄模拟导线7的图片。为了能够拍摄每一根模拟导线7的图片，所述摄像机4包括第一摄像机4和第二摄像机4，所述第一摄像机4对准所述第一模拟导线，所述第二摄像机4对准所述第二模拟导线；为了防止所述摄像机4因冰雪低温天气而冻坏，所述摄像机4还设置防冰结构和自加热融冰功能，通过双重防护，从而保障摄像机4在覆冰时期可以有效拍摄到模拟导线7的覆冰情况，为主机1的图像ai识别模块14提供覆冰图片以识模拟导线7上的覆冰厚度。这样，即可通过摄像机4实时拍摄模拟导线7的图片，并通过图像ai识别模块14进一步验证模拟导线7上的覆冰厚度，进一步提高了观冰数据的准确度。
[0077]
在一种优选实施例中，由于一些偏远地方无运营商网络覆盖或运营商网络不佳，导致数据无法进行有效传输，为了解决这一问题，本技术提供的观冰装置还包括北斗通讯单元5，所述北斗通讯单元5与所述主机1电气连接，且与所述支撑机架机械连接，用于传输观冰数据。
[0078]
通过北斗通讯单元5，可利用全球覆盖的北斗卫星网络进行短报文通讯，当运营商网络不佳或无运营商网络覆盖时，将观冰数据上传至主机1，有效解决了因运营商网络不佳或无运营商网络区域的数据传输问题。
[0079]
在一种优选实施例中，当模拟导线7上的覆冰厚度超过预设值后，为了防止模拟导线7因低温+覆冰过重而导致断裂，本技术的观冰装置还包括融冰单元8，所述融冰单元8分别与所述主机1和所述电源6电气连接，且与所述模拟导线7机械连接，用于融化所述模拟导线7上的覆冰；具体的，所述融冰单元8包括隔离开关81、融冰导线82和融冰模块83；所述融冰导线82与所述模拟导线7机械连接；所述融冰模块83与所述主机1电气连接。
[0080]
当主机1接收到融冰指令后，所述融冰模块83将开启融冰功能，通过所述融冰导线82将所述模拟导线7加热，使得所述模拟导线7上的覆冰脱落，在实际应用中，可通过称重传感器3的重量变化以及摄像机4的实时监控来控制融冰过程的启停，具体为：当所述模拟导线7上的覆冰厚度超过预设值或警示模块发出覆冰厚度告警提醒时，工作人员通过后台下发融冰指令开启融冰，当覆冰脱离模拟导线7，接收到后台下发的停止融冰指令时即停止融冰操作；为了避免加热时间过长烧坏模拟导线7，若30分钟内未收到停止融冰的指令，将自动停止融冰操作。当融冰结束后，主机1将现场图片和覆冰厚度测量结果等数据上传至后台。
[0081]
通过融冰单元8，可有效融化覆在所述模拟导线7(电线)上的冰，避免模拟导线7(电线)因预冷收缩或不堪重负而断裂，进一步提高了模拟导线7(电线)的使用寿命，而且，通过融冰，可以有效获取模拟导线7(电线)结冰-融冰-结冰的循环规律，并通过不同的循环规律获得不同气象环境下模拟导线7(电线)的覆冰周期，为输电线路预防覆冰灾害、制定融冰周期提供了科学的依据。
[0082]
在一种优选实施例中，当观冰装置出现故障或异常时，为了能够及时通知工作人员进行处理，所述观冰装置还包括警示单元。所述警示单元与所述主机1电气连接；具体的，所述警示单元包括覆冰厚度告警模块、传感器运行异常告警模块、入侵告警模块和电量低下告警模块。如当模拟导线7上的覆冰厚度超过预设值后，所述覆冰厚度告警模块将发出警示信息，提醒工作人员开启融冰操作；当微气象传感器2或称重传感器3运行异常时，所述传感器运行异常告警模块将发出警示信息，提醒工作人员及时检查或更换传感器等。
[0083]
通过警示单元，工作人员可以及时了解输电线路的现场状况，及时发现并消缺装置的隐患状态，确保装置可持续安全运行。如当模拟导线7上的覆冰厚度高于预设值时，即可发送覆冰厚度告警，以便能及时采取融冰措施，避免重大事故的发生，为电力系统的安全运行提供保障。
[0084]
运行示例：
[0085]
当将所述观冰装置安装后，工作人员打开主机1上的电源6开关，使得所述电源6能够给主机1供电，此时，所述主机1中央处理模块11运行，所述通讯模块12与后台建立tcp/udp连接，连接成功后所述主机1进入稳态运行模式，同时，所述工作状态监控模块16和所述防盗模块18实时运行。
[0086]
运行一段时间后，主机1将按照设定的时间间隔执行对应的操作。如：定时读取所述称重传感器3测量的重量，然后通过等值覆冰厚度计算模块计算模拟导线7的覆冰厚度，并将计算结果通过所述通讯模块12发送到后台。如定时获取摄像机4拍摄的图片，并通过图像ai识别模块14识别出覆冰厚度作为辅助判断结果携同图片一起通过通讯模块12上传到后台。如定时读取微气象传感器2的采样值，并通过通讯模块12上传到后台。
[0087]
在执行以上定时采样过程中，主机1会将采样结果存储到内部的数据存储模块15，
数据存储模块15将循环存储365天的采样结果。需要说明的是，存储的数据均可通过远程控制指令远程重复获取。
[0088]
当主机1处于4g信号差、或sim卡停机等状态时，或当主机1在设定的时间内无法收到后台的回复，主机1将通过外部接口给北斗通讯模块12供电，使得所述北斗通讯模块12将执行通讯功能，将采样数据上传到对应的北斗短报文接收端口。
[0089]
此外，当工作人员需要及时了解现场环境及装置运行状态时，工作人员可通过对应的通讯规约下发指令到主机1的通讯模块12，主机1将根据接收到的指令执行相应的操作。当现场冰情严重时，工作人员可通过后台下发融冰指令给主机1，主机1将启动融冰功能，在达到设定的融冰时间或收到后台的停止融冰指令后，主机1将停止融冰过程。通过主动融冰，可让模拟导线7实现短时间重复覆冰，大大增加观冰效率，在短时间内即可采集到充足的观冰数据。
[0090]
另外，当设备出现如传感器故障、倾倒和告警等异常状态，将及时发送告警信息，所述告警信息包括告警短信和播报告警语音等，以便工作人员能够及时处理故障问题，保障装置的正常运行。
[0091]
上文中已经参考附图详细描述了本技术的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。另外，可以理解，本技术实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，。
[0092]
附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的系统和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标记的功能也可以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。
[0093]
以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

技术特征：
1.一种基于模拟导线的观冰装置，其特征在于：包括主机、微气象传感器、称重传感器、电源、模拟导线和支撑机架；所述主机与所述微气象传感器、所述称重传感器以及所述电源电气连接；所述主机、所述微气象传感器和所述电源与所述支撑机架机械连接；所述模拟导线设置在所述支撑机架上，所述称重传感器设置在所述模拟导线上。2.根据权利要求1所述的基于模拟导线的观冰装置，其特征在于：还包括融冰单元；所述融冰单元分别与所述主机和所述电源电气连接，且与所述模拟导线机械连接，用于融化所述模拟导线上的覆冰。3.根据权利要求2所述的基于模拟导线的观冰装置，其特征在于：还包括北斗通讯单元；所述北斗通讯单元与所述主机电气连接，且与所述支撑机架机械连接，用于传输观冰数据。4.根据权利要求3所述的基于模拟导线的观冰装置，其特征在于：还包括摄像机；所述主机还包括图像ai识别模块；所述摄像机与所述图像ai识别模块电气连接，且与所述支撑机架机械连接；所述摄像机用于拍摄所述模拟导线，所述图像ai识别模块用于识别所述摄像机拍摄的模拟导线上的覆冰厚度。5.根据权利要求4所述的基于模拟导线的观冰装置，其特征在于：所述主机还包括中央处理模块、通讯模块、等值覆冰厚度计算模块、数据存储模块、工作状态监控模块、外部接口模块和防盗模块；所述中央处理模块与所述通讯模块、所述等值覆冰厚度计算模块、所述图像ai识别模块、所述数据存储模块、所述工作状态监控模块、所述外部接口模块和所述防盗模块电气连接；所述通讯模块与所述图像ai识别模块和所述摄像机电气连接；所述外部接口模块与所述微气象传感器、所述摄像机、所述称重传感器、所述北斗通讯单元、所述电源和所述融冰单元电连接。6.根据权利要求5所述的基于模拟导线的观冰装置，其特征在于：所述中央处理模块包括mcu、硬件看门狗电路、断电时钟模块和电源管理模块；所述mcu、所述硬件看门狗电路、所述断电时钟模块和所述电源管理模块电气连接。7.根据权利要求2所述的基于模拟导线的观冰装置，其特征在于：所述融冰单元包括融冰导线和融冰模块；所述融冰导线与所述模拟导线机械连接；所述融冰模块与所述主机电气连接。8.根据权利要求1所述的基于模拟导线的观冰装置，其特征在于：还包括警示单元；所述警示单元与所述主机电气连接。9.根据权利要求1所述的基于模拟导线的观冰装置，其特征在于：所述电源包括充放点控制模块、取电模块和存储模块；所述充放电控制模块与所述取电模块和储能模块电性连接。10.根据权利要求1所述的基于模拟导线的观冰装置，其特征在于：
所述模拟导线包括第一模拟导线和第二模拟导线；所述第一模拟导线和所述第二模拟导线的夹角范围为大于0度且小于或等于90度。

技术总结
本发明是关于一种基于模拟导线的观冰装置。该观冰装置包括：主机、微气象传感器、称重传感器、电源、模拟导线和支撑机架；所述主机与所述微气象传感器、所述称重传感器以及所述电源电气连接；所述主机、所述微气象传感器和所述电源分别与所述支撑机架机械连接；所述模拟导线设置在所述支撑机架上，所述称重传感器设置在所述模拟导线上。本申请提供的方案，不仅能够替代人工观冰站和人工观冰，有效减少了人工观冰站的建设投入，降低了人工的劳动强度和人工成本，还能对输电线路进行实时在线覆冰监测，掌握模拟导线覆冰的形成和变化趋势，进一步完善了监测数据的完整性，提高了观冰结果的准确度，延长了输电线路的使用寿命。延长了输电线路的使用寿命。延长了输电线路的使用寿命。


技术研发人员：辛灿洲 范警予 覃柳婷 张资齐
受保护的技术使用者：广州长川科技有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/7/12