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架空电力线覆冰监测系统实时获取线路受灾害情况,有效降低断线、倒杆(塔)、闪络等事故的发生,实现无人巡视和系统自动化监视。现有的监测系统建设费用昂贵、通信规约不统一等问题,不利于输电线路的信息化管理。为了解决这个问题,本文设计了一种基于软传感技术估算覆冰厚度的监测系统。 通过查阅大量文献资料,对国内外研究和使用状况进行对比分析,概述了覆冰形成的机理和种类,运用航空气象学知识,分析和总结了覆冰监测原理。依据经典覆冰质量计算公式,把各个参数进行分解和公式替代,逐步推算,将难以测量的参数转换为简单、可靠的参数,推导出用温湿度、风向速、空气密度、导线横截面积等参数,估算覆冰厚度的数学模型,为电力线覆冰监测提供了一种新的监测思路。 系统采用MSP430微控制器为主CPU,按功能模块对数据采集、人机交互和供电等硬件电路进行了设计,同时对温湿度等气象传感器选型和使用作了说明。在软件设计方面,根据模块化设计理念,完成对数据采集、传输、模型计算、无线收发、液晶显示等功能设计,给出了详细的软件流程框图。外扩的无线模块把监测系统的数据发送至远方的监测中心,为后期的相关研究提供可靠的数据。 与现有覆冰监测系统相比,整个系统具有以下特点:一是运用气象学知识,建立了以气象参数为主的覆冰厚度估算数学模型;二是从实际出发,通过搭建硬件平台,运用软传感技术完成覆冰厚度的监测;三是设置归一化的数据格式,方便系统间的通讯。 在实验室模拟环境下进行了调试,完成了对锂电池供电、数据采集和传输等功能的测试。经系统试验,该系统工作稳定、运行可靠、测量精度高,验证了数学模型的可行性,通过人机界面可以对系统较好的操控。但是从安全生产、方便实用的角度出发,下一步有必要进行现场实测,进一步完善系统。