[发明专利]输电导线实时在线融冰设备及其控制方法

权利要求书

1.一种输电导线实时在线融冰设备，其特征在于，包括设置在第一输电导线(1)和第二输电导线(6)之间的自制热导线(2)，所述自制热导线(2)包括同轴从内至外依次设置的内导体(5)、绝缘层(4)和外导体(3)；所述内导体(5)的一端分别连接第一输电导线(1)和功率控制器(7)；所述内导体(5)的另一端分别连接第二输电导线(6)和外导体(3)的一端；

所述功率控制器(7)包括滑动变阻器(8)、微处理器(9)、无线通信模块(10)、风速计(11)、环境温度传感器(12)、电流传感器(13)、导线温度传感器(14)和冰厚传感器(15)；所述滑动变阻器(8)的一个固定端与内导体(5)连接，所述滑动变阻器(8)的另一个固定端开路设置；所述滑动变阻器(8)的滑动端与外导体(3)连接，所述滑动变阻器(8)的滑动端通过步进电机(22)调整位置，所述步进电机(22)与微处理器(9)的信号输出端相连接；所述微处理器(9)的信号输入端分别连接风速计(11)、环境温度传感器(12)、电流传感器(13)、导线温度传感器(14)、冰厚传感器(15)和无线通信模块(10)；所述导线温度传感器(14)和冰厚传感器(15)均设置在自制热导线(2)上，所述无线通信模块(10)与服务器通信连接；所述电流传感器(13)用于测量滑动变阻器(8)上的电流值；

所述滑动变阻器(8)包括绝缘外壳(16)以及设置在绝缘外壳(16)内的电阻丝(17)和接触电刷(18)，所述接触电刷(18)在绝缘外壳(16)内滑动并与电阻丝(17)紧密接触，所述接触电刷(18)与导电杆(19)的一端连接，所述电阻丝(17)远离导电杆(19)的一端连接内导体(5)，所述导电杆(19)的另一端分别与外导体(3)和绝缘杆(20)连接，所述绝缘杆(20)上设有滑动齿条(21)，所述步进电机(22)的转轴上设置有滑动齿轮(23)；所述滑动齿条(21)与步进电机(22)的滑动齿轮(23)相配合。

2.一种输电导线实时在线融冰设备的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过微处理器接收工程数据；

S2、通过微处理器接收服务器的控制数据以及风速计、环境温度传感器、电流传感器、导线温度传感器和冰厚传感器测得的传感数据；

S3、通过工程数据和传感数据计算自制热导线的基础数据；

S4、通过无线通信模块接收服务器命令，并将命令传输至微处理器；

S5、判断微处理器是否接收到新命令，若是则进入步骤S6，否则进入步骤S10；

S6、判断是否启动防冰作业，若是则进入步骤S7，否则进入步骤S8；

S7、调用防冰子程序，根据工程数据、控制数据、传感数据和基础数据启动防冰作业流程，结束控制流程；

S8、判断是否启动融冰作业，若是则进入步骤S9，否则进入步骤S10；

S9、调用融冰子程序，根据工程数据、控制数据、传感数据和基础数据启动融冰作业流程，结束控制流程；

S10、维持原有作业模式，结束控制流程；

所述步骤S3中基础数据包括内导体电阻R_n、外导体电阻R_w和风速平均值V_P；

所述内导体电阻R_n的计算公式为：

上式中，A_n为内导体电阻率，L为导线长度，D_n为内导体外径；

所述外导体电阻R_w的计算公式为：

上式中，A_w为外导体电阻率，D_w为外导体外径，dz为绝缘层厚度；

所述风速平均值V_P的计算公式为：

上式中，N为风速平均值及计算次数，V(i)为从计算时刻往前的i次风速测量值；

所述步骤S7中防冰子程序的具体步骤为：

S71、通过工程数据、控制数据、传感数据和基础数据计算防冰参数；

所述防冰参数包括滑动变阻器防冰电流值I_f和滑动变阻器防冰电阻值R_f；

S72、令滑动变阻器值R_x等于滑动变阻器防冰电阻值R_f；

S73、通过电流传感器检测到的电流值I_re和滑动变阻器防冰电流值I_f计算电流差值I_de1，计算公式为：I_de1＝I_f-I_re；

S74、判断电流差值I_de1的绝对值是否大于电流偏差门限值I_Dmax，若是则进入步骤S75，否则进入步骤S78；

S75、判断电流差值I_de1是否大于零，若是则进入步骤S76，否则进入步骤S77；

S76、将滑动变阻器值减少为R_x-R_step，使得电流传感器检测到的电流值I_re增大，并返回步骤S73；R_step为电阻调整步进值；

S77、将滑动变阻器值增加为R_x+R_step，使得电流传感器检测到的电流值I_re减小，并返回步骤S73；

S78、判断导线温度传感器检测到的导线温度值T_dx是否大于最高防冰保温温度T_bmax，若是则进入步骤S79，否则进入步骤S710；

S79、将滑动变阻器值减少为R_x-R_step，使得导线温度传感器检测到的导线温度值T_dx减小，并返回步骤S78；

S710、判断导线温度传感器检测到的导线温度值T_dx是否小于最低防冰保温温度T_bmin，若是则进入步骤S711，否则进入步骤S712；

S711、将滑动变阻器值增加为R_x+R_step，使得导线温度传感器检测到的导线温度值T_dx增大，并返回步骤S78；

S712、判断服务器指令是否为退出防冰作业，若是则结束控制流程，否则返回步骤S78。