[发明专利]用于输电线路的便携式覆冰厚度测量装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种用于输电线路的便携式覆冰厚度测量装置及其测量方法，该装置包括：激光发射模块、激光接收模块和控制模块；激光发射模块用于向待测的导线发射呈单列条状扇形的激光点云；激光接收模块用于接收待测的导线反射回来的激光点云；控制模块用于记录激光发射模块发射每一点激光点云的发射时间，和激光接收模块接收待测的导线反射回来的每一点激光点云的接收时间，根据接收时间和发射时间计算导线到测量装置的距离，并根据接收的激光点云生成激光点云图像；还用于根据未覆冰的激光点云图像和覆冰时的激光点云图像，计算导线覆冰厚度。本发明采用非接触方式即可实现导线的冰厚测量。

技术领域

本发明涉及电网防护技术领域，尤其涉及一种用于输电线路的便携式覆冰厚度测量装置及其测量方法。

背景技术

电网覆冰能导致输电线路断线、倒塔，是电网安全稳定运行的“恶魔”。2008年，中国南方省份电网遭遇严重冰灾，倒塔70余万基，直接财产损失250亿元，1亿多人口停电，京广铁路停运7天，造成了巨大的经济损失，严重影响了社会的正常运行。

输电线路覆冰厚度是电网覆冰程度的重要特征参数，获取覆冰厚度的现有技术主要有：模拟导线人工测冰、图像或拉力传感器在线监测等。模拟导线无法真实的模拟高空中带电流的导线覆冰情况，通过图像或拉力传感器计算模型复杂，算出的等值覆冰厚度存在较大误差，影响电网运维人员对输电线路覆冰情况的准确判断。

发明内容

本发明提供了一种用于输电线路的便携式覆冰厚度测量装置及其测量方法，用以解决现的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于输电线路的便携式覆冰厚度测量装置，包括：激光发射模块、激光接收模块、和控制模块；

激光发射模块，用于向输电线路上的待测的导线发射呈单列条状扇形的激光点云；

激光接收模块，用于接收待测的导线反射回来的激光点云；

控制模块，用于记录激光发射模块发射每一点激光点云的发射时间和激光接收模块接收待测的导线反射回来的每一点激光点云的接收时间，根据接收时间和发射时间计算导线到测量装置的距离，并根据接收的激光点云生成激光点云图像；还用于根据未覆冰的激光点云图像和覆冰时的激光点云图像，计算导线覆冰厚度。

优选地，控制模块，还用于根据激光点云图像计算导线反射的激光点个数。

优选地，还包括显示模块，用于显示激光点云图像。

优选地，控制模块，根据未覆冰的激光点云图像和覆冰时的激光点云图像，计算导线覆冰厚度D，计算方式如下：

其中，C为中间参数，且：

其中，a、b分别为未覆冰图像和覆冰图像中中间激光点到测量装置的距离；r_b、r_l分别为未覆冰时导线半径和覆冰时导线及带覆冰层的半径；n_b、n_l分别为未覆冰图像和覆冰图像中导线反射激光点云的激光点个数。

优选地，未覆冰时导线半径和覆冰时导线及带覆冰层的半径r_b和r_l分别为：

其中，α、β分别为未覆冰图像和覆冰图像中每一个激光点代表的实际尺寸，且未覆冰图像和覆冰图像中每一个激光点代表的实际尺寸满足以下关系：

本发明还提供一种上述用于输电线路的便携式覆冰厚度测量装置的测量导线覆冰厚度的方法，包括以下步骤：

步骤一：覆冰前用装置对准导线照射，并使发射出的条状点云与导线垂直；