RU213727U1 - Autonomous non-invasive controller of electric current in the wires of power lines with wireless data transmission - Google Patents

Autonomous non-invasive controller of electric current in the wires of power lines with wireless data transmission Download PDF

Info

Publication number
RU213727U1
RU213727U1 RU2022113563U RU2022113563U RU213727U1 RU 213727 U1 RU213727 U1 RU 213727U1 RU 2022113563 U RU2022113563 U RU 2022113563U RU 2022113563 U RU2022113563 U RU 2022113563U RU 213727 U1 RU213727 U1 RU 213727U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
controller
wire
data transmission
microprocessor
battery
Prior art date
Application number
RU2022113563U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владимирович Каверзин
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Е-Сенсор"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Е-Сенсор" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Е-Сенсор"
Application granted granted Critical
Publication of RU213727U1 publication Critical patent/RU213727U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области дистанционного контроля (мониторинга) проводов воздушных линий электропередачи (ВЛ) и может быть использована для обеспечения непрерывного и дистанционного контроля, получения и передачи данных о состоянии ВЛ на пункт сбора информации (например, диспетчерский пункт). Автономный неинвазивный контроллер содержит выполненный с механизмом обхвата провода корпус, внутри которого размещен на заданном от провода расстоянии датчик Холла, соединенный электрически с микропроцессором. Микропроцессор соединен с блоком передачи данных и с блоком хранения данных. Контроллер снабжен элементом питания, выполненным с возможностью обеспечения электропитанием входящих в контроллер упомянутых компонентов через систему распределения и управления питанием. Микропроцессор выполнен с возможностью управления работой контроллера, конвертирования аналогового сигнала от датчика Холла в цифровой, упаковки полученных данных в протоколы беспроводной передачи данных и системы хранения информации. Использование полезной модели позволяет повысить надежность и быстродействие контроллера и системы, а также позволяет увеличить продолжительность работы высоковольтного контроллера.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of remote control (monitoring) of wires of overhead power lines (OHL) and can be used to provide continuous and remote control, receipt and transmission of data on the state of OHL to an information collection point (for example, a control room). Autonomous non-invasive controller contains a housing made with a wire wrapping mechanism, inside of which a Hall sensor is placed at a distance specified from the wire, electrically connected to the microprocessor. The microprocessor is connected to the data transmission unit and to the data storage unit. The controller is equipped with a power element configured to provide power to the said components included in the controller through the power distribution and management system. The microprocessor is configured to control the operation of the controller, convert the analog signal from the Hall sensor into digital, pack the received data into wireless data transmission protocols and information storage systems. The use of the utility model makes it possible to increase the reliability and performance of the controller and the system, and also makes it possible to increase the operating time of the high-voltage controller.
Figure 00000001

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к области дистанционного контроля (мониторинга) проводов воздушных линий электропередачи (ВЛ) и может быть использовано для обеспечения непрерывного и дистанционного контроля, получения и передачи данных о состоянии ВЛ на пункт сбора информации (например, диспетчерский пункт).The utility model relates to the field of remote control (monitoring) of wires of overhead power lines (OHL) and can be used to provide continuous and remote control, receipt and transmission of data on the state of OHL to an information collection point (for example, a control room).

Уровень техникиState of the art

В текущий момент контроль электроснабжения осуществляется либо за счет информации от потребителей (звонок, обращение к диспетчеру), либо через установку на подстанциях «трансформатора тока» ТТ, «трансформатора напряжения» ТК которые по проводу передают информацию на диспетчерский пульт или через электронные устройства в компьютерные программы. Установка ТТ или ТК требуют обязательного отключения напряжения, внесение изменения в схему электроустановки, проверки лабораторией на предмет отсутствия короткого замыкания, прокладку провода передачи данных, дополнительные габаритные и весовые ограничения.At the moment, power supply control is carried out either at the expense of information from consumers (a call, an appeal to the dispatcher), or through the installation at substations of a “current transformer” TT, “voltage transformer” TK, which transmit information by wire to the dispatcher console or through electronic devices to computer programs. The installation of a CT or TC requires mandatory power off, changes to the electrical installation circuit, laboratory checks for the absence of a short circuit, laying of a data transmission wire, additional overall and weight restrictions.

Из уровня техники известна интеллектуальная система мониторинга линий электропередач, состоящая из по меньшей мере одного, размещенного на проводе, контроллера и аппаратуры обработки данных, полученных с по меньшей мере одного контроллера. Контроллер, размещенный на проводе воздушной линии электропередачи, состоит из тороидальной разъемной катушки, в которой размещен датчик Холла в зазор тороидального магнитопроводящего материала. Передача данных осуществляется на отдельно стоящий блок, находящийся в радиусе 15 метров по ультракоротким волнам. Впоследствии отдельно расположенный блок посылает данные по средствам сотовой или спутниковой связи. https://www.gegridsolutions.com/multilin/catalog/fmc.htm Также из уровня техники известна интеллектуальная система мониторинга линий электропередач, состоящая из по меньшей мере одного, размещенного на проводе, контроллера и аппаратуры обработки данных, полученных с по меньшей мере одного контроллера. Информацию с провода воздушной линии электропередачи снимают по меньшей мере одним контроллером, состоящим из тороидальной разъемной катушкой и размещенным в зазоре тороидального магнитопроводящего материала датчика Холла. Передача данных осуществляется по средствам GSM связи. https://www.sentient-energy.com/products/mm3-intelligent-sensorFrom the prior art, an intelligent system for monitoring power lines is known, consisting of at least one controller placed on the wire and equipment for processing data received from at least one controller. The controller, placed on the wire of the overhead power line, consists of a toroidal split coil, in which the Hall sensor is placed in the gap of the toroidal magnetically conductive material. Data is transmitted to a stand-alone unit located within a radius of 15 meters via ultrashort waves. Subsequently, a separately located unit sends data via cellular or satellite communications. https://www.gegridsolutions.com/multilin/catalog/fmc.htm Also known from the prior art is an intelligent monitoring system for power lines, consisting of at least one controller placed on the wire and data processing equipment obtained from at least one controller. Information is taken from the wire of the overhead power line by at least one controller, consisting of a toroidal split coil and placed in the gap of the toroidal magnetically conductive material of the Hall sensor. Data transmission is carried out by means of GSM communication. https://www.sentient-energy.com/products/mm3-intelligent-sensor

Из уровня техники известно устройство дистанционного контроля состояния (RU 2521778 С1, опубл. 10.07.2014). Известное устройство относится к дистанционному контролю (мониторингу) объектов электроэнергетики и предназначено для получения и передачи на терминал обслуживаемой подстанции или диспетчерский пункт энергосистемы данных, позволяющих оценить состояние контролируемого элемента воздушной линии электропередачи (ВЛ) и дать кратковременный прогноз его изменений. Известное устройство состоит из корпуса, устанавливаемом и на контролируемом элементе ВЛ, в котором размещен источник автономного питания и управляющий блок, к которому подключены измерительный блок и беспроводный приемопередатчик. Блок выполнен с возможностью привязки результатов измерения к меткам точного времени, передачи данных и приема управляющих команд через приемопередатчик, а блок снабжен датчиком тока на основе эффекта Холла и датчиком температуры контролируемого элемента и, по меньшей мере, одним измерителем из группы: инклинометр, трехпозиционный акселерометр с функцией G-сенсора, анемометр, ориентированный поперек ВЛ. Блок снабжен автономным хронометром и/или приемником сигналов точного времени от спутниковой навигационной системы, ультразвуковым или лазерным дальномером, ориентированным в направлении земли, датчиком температуры воздуха. Устройство снабжено автономным видеорегистратором, солнечной батареей для подзарядки источника.From the prior art, a device for remote monitoring of the state is known (RU 2521778 C1, publ. 10.07.2014). The known device relates to remote control (monitoring) of electric power facilities and is designed to receive and transmit data to the terminal of the serviced substation or the control center of the power system, allowing to assess the state of the controlled element of the overhead power line (OL) and give a short-term forecast of its changes. The known device consists of a housing that is also installed on the controlled element of the overhead line, which houses an autonomous power source and a control unit, to which a measuring unit and a wireless transceiver are connected. The unit is configured to bind measurement results to precise time stamps, transmit data and receive control commands via a transceiver, and the unit is equipped with a current sensor based on the Hall effect and a temperature sensor of the controlled element and at least one meter from the group: inclinometer, three-position accelerometer with G-sensor function, anemometer oriented across the overhead line. The unit is equipped with an autonomous chronometer and/or a receiver of accurate time signals from a satellite navigation system, an ultrasonic or laser rangefinder oriented in the direction of the earth, and an air temperature sensor. The device is equipped with an autonomous video recorder, a solar battery for recharging the source.

Из уровня техники также известно устройство для дистанционного контроля состояния провода воздушной линии электропередач (RU 2222858 С1, опубл. 27.01.2004). Устройство содержит корпус, снабженный средством крепления на проводе линии электропередачи, и размещенные в корпусе блок питания и измерительно-передающий модуль. Варианты изобретения предусматривают введение в измерительно-передающий модуль средства сопряжения с каналом сотовой телефонии общего пользования и/или приемника сигналов глобальной системы позиционирования с определителем его положения в трехмерной системе координат. Измерительно-передающий модуль может быть выполнен в виде блока управления, блока получения и преобразования сигналов состояния провода, блока предварительной обработки полученной информации, накопления и хранения данных, блока связи и передачи данных. В этом случае средство сопряжения с каналом сотовой телефонии и приемник сигналов глобальной системы позиционирования входят в состав блока связи и передачи данных и блока получения и преобразования сигналов состояния провода соответственно.Also known from the prior art is a device for remote monitoring of the state of an overhead power line wire (RU 2222858 C1, publ. 27.01.2004). The device comprises a housing provided with a means of fastening on a power line wire, and a power supply unit and a measuring-transmitting module placed in the housing. The embodiments of the invention provide for the introduction into the measuring and transmitting module of a means for interfacing with a public cellular telephony channel and/or a receiver of global positioning system signals with a determinant of its position in a three-dimensional coordinate system. The measuring and transmitting module can be made in the form of a control unit, a unit for receiving and converting wire state signals, a unit for preliminary processing of the received information, data accumulation and storage, a unit for communication and data transmission. In this case, the means of interfacing with the cellular telephony channel and the receiver of the global positioning system signals are included in the communication and data transmission unit and the unit for receiving and converting wire state signals, respectively.

Наиболее близким аналогом заявленного технического решения является способ и система диагностики и удаленного мониторинга контактной сети железной дороги (RU 2444449, опубл. 10.03.2012). В известном техническом решении осуществляют сбор информации о состоянии элементов контактной сети, передачу собранной информации и осуществляют последующую оценку технического состояния элементов контактной сети. Сбор и передачу информации о состоянии элементов контактной сети осуществляют посредством блоков сбора и передачи информации СДУМ, стационарно размещаемых вдоль контактной сети по всей ее длине, при этом посредством расположенных в блоках датчиков непрерывно регистрируют акустические и вибрационные характеристики, характеристики изменения магнитного поля, температуру элементов контактной сети, измеренные значения передают по каналу радиосвязи в размещаемые на узловых станциях по всей длине контактной сети промежуточные концентраторы информации, которые обеспечивают сбор и анализ информации от датчиков блоков с последующей передачей данных в единый концентратор информации о состоянии элементов контактной сети железной дороги. Система диагностики и удаленного мониторинга контактной сети железной дороги включает размещенные на анкерных опорах контактной сети консоли, несущий трос, струны, контактный провод, грузокомпенсирующие устройства несущего троса и контактного провода и содержит датчики параметров технического состояния элементов контактной сети, причем на участках несущего троса и контактного провода, расположенных непосредственно за роликами блоков грузокомпенсирующих устройств и/или над гирляндами грузов грузокомпенсирующих устройств, которые размещены на анкерных опорах контактной сети, по всей длине контактной сети стационарно закреплены блоки сбора и передачи информации, при этом каждый блок сбора и передачи информации содержит комплект датчиков параметров технического состояния элементов контактной сети, включающий датчики виброакустики и вибродиагностики элементов контактной сети, датчик магнитного поля и датчик температуры, а также автономный источник питания, микропроцессорное устройство для первичной аналого-цифровой обработки информации с датчиков блока, устройство радиосвязи между блоком и размещаемым на узловой станции промежуточным концентратором информации СДУМ, который соединен посредством проводной и/или беспроводной связи с единым концентратором информации о состоянии элементов контактной сети железной дороги.The closest analogue of the claimed technical solution is a method and system for diagnosing and remote monitoring of the railway contact network (RU 2444449, publ. 10.03.2012). In a well-known technical solution, information is collected about the state of the elements of the contact network, the transmission of the collected information and a subsequent assessment of the technical condition of the elements of the contact network is carried out. The collection and transmission of information about the state of the elements of the contact network is carried out by means of blocks for collecting and transmitting information SDUM, permanently placed along the contact network along its entire length, while acoustic and vibration characteristics, characteristics of changes in the magnetic field, the temperature of the elements of the contact are continuously recorded by means of sensors located in the blocks. network, the measured values are transmitted via a radio communication channel to intermediate information concentrators located at nodal stations along the entire length of the contact network, which provide the collection and analysis of information from the sensors of the units with subsequent transmission of data to a single concentrator of information on the state of the elements of the railway contact network. The system for diagnostics and remote monitoring of the railway contact network includes consoles placed on the anchor supports of the contact network, a carrier cable, strings, a contact wire, load-compensating devices for the carrier cable and contact wire and contains sensors for the technical condition parameters of the elements of the contact network, moreover, in sections of the carrier cable and contact wire wires located directly behind the rollers of blocks of load-compensating devices and / or above the garlands of loads of load-compensating devices, which are placed on the anchor supports of the contact network, blocks for collecting and transmitting information are permanently fixed along the entire length of the contact network, while each block for collecting and transmitting information contains a set of sensors parameters of the technical condition of the elements of the contact network, including sensors for vibroacoustics and vibration diagnostics of the elements of the contact network, a magnetic field sensor and a temperature sensor, as well as an autonomous power source, a microprocessor device for primary analog-to-digital processing of information from the sensors of the block, a radio communication device between the block and the intermediate concentrator of information SDUM located at the junction station, which is connected via wired and / or wireless communication with a single concentrator of information on the state of the elements of the contact network of the railway.

К недостаткам способа и системы следует отнести наличие источников питания, требующих обслуживания (замены), ограничение по стойкости к внешним воздействующим факторам (отрицательные температуры эксплуатации), сложность блока сбора и передачи информации и его высокая стоимость, высокая трудоемкость применения в условиях железнодорожного транспорта, отсутствие контроля натяжения контактного провода. При этом известное техническое решение не позволяет оперативно оценить усилие натяжения проводов и тросов контактной сети.The disadvantages of the method and system include the presence of power sources that require maintenance (replacement), limited resistance to external influencing factors (negative operating temperatures), the complexity of the block for collecting and transmitting information and its high cost, high labor intensity of use in railway transport, lack of tension control of the contact wire. At the same time, the known technical solution does not allow to quickly evaluate the tension force of the wires and cables of the contact network.

Заявленный контроллер по настоящему техническому решению за счет отсутствия провода связи, отсутствия необходимости разрыва проводника, отсутствия контакта с арматурой и оборудованием, имеющим контакт с землей, наличием в своем корпусе электронных устройств, устройств микроэлектроники, малого веса и малых габаритов подвешивается на провод линии электропередачи распределительной сети напряжением от 0,4 до 35 кВ.The declared controller according to the present technical solution due to the absence of a communication wire, the absence of the need to break the conductor, the absence of contact with fittings and equipment that has contact with the ground, the presence in its housing of electronic devices, microelectronic devices, low weight and small dimensions, is suspended on the wire of a distribution power line networks with voltage from 0.4 to 35 kV.

Сущность полезной моделиThe essence of the utility model

Технической задачей, стоящей перед настоящей полезной моделью, является создание контроллера и системы на его основе, позволяющих надежно и быстро осуществлять контроль состояний проводов воздушных линий электропередачи.The technical task facing this utility model is to create a controller and a system based on it, which allow you to reliably and quickly monitor the states of the wires of overhead power lines.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение надежности и повышение быстродействия, а также увеличение продолжительности работы высоковольтного контроллера.The technical result of the claimed utility model is an increase in reliability and speed, as well as an increase in the duration of the high-voltage controller.

Согласно полезной модели, техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что автономный неинвазивный контроллер электрического тока в проводе линий электропередачи с передачей данных беспроводным способом, содержащий выполненный с механизмом обхвата провода корпус, внутри которого размещен на постоянном от провода расстоянии датчик Холла, соединенный электрически с микропроцессором, при этом микропроцессор соединен с блоком передачи данных и с блоком хранения данных, причем контроллер снабжен элементом питания, выполненным с возможностью обеспечения электропитанием, входящих в контроллер, упомянутых компонентов через систему распределения и управления питанием, выполненную с возможностью подачи, отключения тока элементам прибора, а также с возможностью контроля остаточной емкости элемента питания и его зарядом, а микропроцессор выполнен с возможностью управления работой контроллера, конвертирования аналогового сигнала от датчика Холла в цифровой, упаковки полученных данных в протоколы беспроводной передачи данных и системы хранения информации.According to the utility model, the technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that an autonomous non-invasive controller of electric current in the wire of power lines with wireless data transmission, containing a housing made with a wire wrapping mechanism, inside which a Hall sensor is placed at a constant distance from the wire connected electrically to the microprocessor, wherein the microprocessor is connected to the data transmission unit and to the data storage unit, and the controller is equipped with a power element configured to provide power to the said components included in the controller through a power distribution and management system configured to supply, disconnecting the current to the elements of the device, as well as with the ability to control the residual capacity of the battery and its charge, and the microprocessor is configured to control the operation of the controller, convert the analog signal from the Hall sensor into digital, and received data into wireless data transfer protocols and information storage systems.

В частном случае реализации заявленного технического решения механизм обхвата провода выполнен в виде подпружиненных лепестков, размещенных на корпусе контроллера, при этом лепестки размещены по краям поверхности корпуса контроллера, ориентированной к проводу линии электропередач, при этом с одного края поверхности корпуса расположен двойной лепесток, а с другого края - одинарный и лепестки ориентированы друг на друга таким образом, чтобы в момент их закрытия они обхватывали провод, при этом одинарный лепесток входил в зазор между лепестками двойного лепестка.In a particular case of the implementation of the claimed technical solution, the wire wrapping mechanism is made in the form of spring-loaded petals placed on the controller housing, while the petals are placed along the edges of the controller housing surface oriented to the power line wire, while a double petal is located on one edge of the housing surface, and with the other edge is single and the petals are oriented towards each other in such a way that at the moment of their closing they wrap around the wire, while the single petal enters the gap between the petals of the double petal.

В частном случае реализации заявленного технического решения корпус выполнен из полиамида.In a particular case of implementation of the claimed technical solution, the housing is made of polyamide.

В частном случае реализации заявленного технического решения блок передачи данных выполнен в виде модема.In a particular case of implementation of the claimed technical solution, the data transmission unit is made in the form of a modem.

В частном случае реализации заявленного технического решения блок передачи данных реализован на протоколе «интернет вещей», например, LoRa, NBIoT, XNB.In a particular case of the implementation of the claimed technical solution, the data transmission unit is implemented on the Internet of Things protocol, for example, LoRa, NBIoT, XNB.

В частном случае реализации заявленного технического решения элемент питания выполнен в виде емкостного аккумулятора.In a particular case of implementation of the claimed technical solution, the battery is made in the form of a capacitive battery.

В частном случае реализации заявленного технического решения элемент питания выполнен в виде аккумулятора с подзарядкой от электромагнитного поля провода линии электропередачи.In a particular case of the implementation of the claimed technical solution, the battery is made in the form of a battery recharged from the electromagnetic field of the power line wire.

В частном случае реализации заявленного технического решения выполнен с возможностью размещения на проводе воздушной линии электропередачи посредством беспилотного летательного аппарата.In a particular case of the implementation of the claimed technical solution, it is made with the possibility of placing an overhead power line on the wire by means of an unmanned aerial vehicle.

В частном случае реализации заявленного технического решения выполнен с возможностью размещения на проводе воздушной линии электропередачи посредством диэлектрической штанги.In a particular case of the implementation of the claimed technical solution, it is made with the possibility of placing on the wire of an overhead power line by means of a dielectric rod.

Краткое описание чертежей Детали, признаки, а также преимущества настоящего технического решения следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленной полезной модели с использованием чертежей, на которых показано:Brief description of the drawings Details, features, and advantages of the present technical solution follow from the following description of the embodiments of the claimed utility model using the drawings, which show:

Фиг. 1 - принципиальная блок-схема автономного неинвазивного контроллера электрического тока в проводах линий электропередачи;Fig. 1 is a schematic block diagram of an autonomous non-invasive electric current controller in the wires of power lines;

Фиг. 2 - общий вид автономного неинвазивного контроллера электрического тока в проводах линий электропередачи контроллера на проводе воздушной линии электропередачи;Fig. 2 is a general view of an autonomous non-invasive controller of electric current in the wires of power lines of the controller on the wire of an overhead power line;

Фиг. 3 - общий вид автономного неинвазивного контроллера и способ доставки на провод линии электропередачи с помощью диэлектрической штанги;Fig. 3 is a general view of an autonomous non-invasive controller and a method of delivery to a power line wire using a dielectric rod;

Фиг. 4 - механизм обхвата провода контроллера при доставке на провод линии электропередачи с помощью диэлектрической штанги приспособления типа «капкан».Fig. 4 - the mechanism for wrapping the controller wire when delivered to the power line wire with the help of a dielectric rod of a "trap" device.

На фигурах цифрами обозначены следующие конструктивные элементы: 1 - датчик Холла; 2 - блок хранения данных; 3 - микропроцессор; 4 - система распределения и управления питанием; 5 - элемент питания; 6 - контроллер; 7 - провод воздушной линии электропередачи; 8 - диэлектрическая штанга; 9 - гондола; 10 - одинарный лепесток; 11 - двойной лепесток; 12 - зацепы лепестков; 13 - пусковая деталь; 14 - толкатель; 15 - блок передачи данных.In the figures, the following structural elements are indicated by numbers: 1 - Hall sensor; 2 - data storage unit; 3 - microprocessor; 4 - power distribution and management system; 5 - battery; 6 - controller; 7 - wire of an overhead power line; 8 - dielectric rod; 9 - gondola; 10 - single petal; 11 - double petal; 12 - petal hooks; 13 - starting part; 14 - pusher; 15 - data transmission unit.

Раскрытие полезной модели Автономный неинвазивный контроллер электрического тока в проводах воздушных линий электропередачи с передачей данных беспроводным способом состоит из микропроцессора (3), соединенного электрической цепью с датчиком Холла (1). Микропроцессор (3) также электрической цепью соединен с блоком (2) хранения данных и с блоком передачи данных (15).Disclosure of utility model Autonomous non-invasive controller of electric current in the wires of overhead power lines with wireless data transmission consists of a microprocessor (3) connected by an electrical circuit to a Hall sensor (1). The microprocessor (3) is also connected by an electrical circuit to the data storage unit (2) and to the data transmission unit (15).

Все элементы контроллера: датчик Холла (1), микропроцессор (3), элемент питания (5), блок (15) передачи данных, система (4) распределения и управления питанием, элемент питания (5), а также блок (2) хранения данных - расположены на интегральной схеме и размещены в корпусе контроллера (6).All controller elements: Hall sensor (1), microprocessor (3), battery (5), data transmission unit (15), power distribution and management system (4), battery (5), and storage unit (2) data - located on the integrated circuit and placed in the controller housing (6).

Электропитание контроллера (6) и входящих в него блока (15) передачи данных (модема протокола «интернет вещей»), блока (2) хранения данных, микропроцессора (3), датчика (1) Холла, осуществляется от элемента питания через систему распределения и управления питанием (4), выполненную с возможностью подачи, отключения тока элементам прибора (датчику Холла (1), блоку (15) передачи данных и блоку (2) хранения данных) в параметрах необходимых для каждого прибора, а также с возможностью контроля остаточной емкости элемента питания (5) и его зарядом.The power supply of the controller (6) and its constituent data transmission unit (15) (internet of things protocol modem), data storage unit (2), microprocessor (3), Hall sensor (1) is supplied from the battery through the distribution system and power control (4), made with the ability to supply, turn off the current to the elements of the device (Hall sensor (1), data transmission unit (15) and data storage unit (2) in the parameters required for each device, as well as with the ability to control the residual capacity battery (5) and its charge.

Элемент питания в варианте реализации заявленного технического решения может быть выполнен в виде емкостного аккумулятора, или аккумулятора с подзарядкой от электромагнитного поля провода (7) линии электропередачи.The battery in the embodiment of the claimed technical solution can be made in the form of a capacitive battery, or a battery recharged from the electromagnetic field of the wire (7) of the power line.

Блок (15) передачи данных реализован на протоколе «интернет вещей», например, LoRa, NBIoT, XNB.The data transmission unit (15) is implemented on the Internet of Things protocol, for example, LoRa, NBIoT, XNB.

Блок (2) хранения данных выполнен в виде компьютерной памяти или кэш-памяти.Block (2) data storage is made in the form of computer memory or cache memory.

Для закрепления контроллера на проводе линии электропередачи используется корпус-крепеж, который обеспечивает электроволновую прозрачность, постоянное расстояние от проводника до датчика Холла и безопасное крепление без разрыва линии ЛЭП. Корпус выполнен из полиамида.To fix the controller on the power line wire, a fastener case is used, which provides electric wave transparency, a constant distance from the conductor to the Hall sensor and safe fastening without breaking the power line. The body is made of polyamide.

Контроллер (6) выполнен с возможностью доставки и закрепления его на проводе линии электропередачи с помощью диэлектрической штанги. Для этого контроллер (6) вставлен нижней частью в гондолу (9). Гондола (9) доставки на провод с помощью резьбового соединения закреплена на стандартной диэлектрической штанге (8).The controller (6) is made with the possibility of delivery and fixing it on the wire of the power line using a dielectric rod. To do this, the controller (6) is inserted into the gondola (9) with its bottom part. The gondola (9) for delivery to the wire is fixed on a standard dielectric rod (8) by means of a threaded connection.

С помощью диэлектрической штанги (8) оператор поднимает гондолу (9) в которой находится контроллер (6) до касания с проводом (7) воздушной линии электропередачи.Using a dielectric rod (8), the operator raises the gondola (9) in which the controller (6) is located until it touches the wire (7) of the overhead power line.

Для фиксации контроллера (6) на проводе (7) воздушной линии электропередачи контроллер снабжен механизмом обхвата провода (7). Механизмом обхвата провода выполнен в виде лепестков, размещенных на корпусе контроллера.To fix the controller (6) on the wire (7) of the overhead power line, the controller is equipped with a wire wrapping mechanism (7). The wire wrapping mechanism is made in the form of petals placed on the controller case.

Лепестки размещены по краям поверхности корпуса контроллера, ориентированной к проводу (7) линии электропередач. При этом с одного края поверхности корпуса расположен двойной (11) лепесток, а с другого края - одинарный (10). Лепестки (10 и 11) ориентированы друг на друга таким образом, чтобы в момент их закрытия они обхватывали провод (7), при этом одинарный лепесток (10) входил в зазор между лепестками двойного лепестка (11).The petals are placed along the edges of the surface of the controller housing, oriented to the wire (7) of the power line. At the same time, a double (11) petal is located on one edge of the body surface, and a single one (10) is located on the other edge. The petals (10 and 11) are oriented towards each other in such a way that at the moment of their closing they wrap around the wire (7), while the single petal (10) enters the gap between the petals of the double petal (11).

Лепестки (10 и 11), выполнены подпружиненными. В качестве пружины для зажима провода используется пружина кручения (1). Плечи пружин фиксируются в отверстии в корпусе ложемента и лепестках. Двойные и одинарные лепестки захватываются двумя зацепами (12). К зацепам (12) с возможностью взаимодействия с ними подведен толкатель (14), который соединен с пусковой деталью (13), размещенной на корпусе контроллера.Petals (10 and 11) are spring-loaded. The torsion spring (1) is used as the spring for clamping the wire. The arms of the springs are fixed in the hole in the body of the lodgment and petals. Double and single petals are captured by two hooks (12). A pusher (14) is connected to the hooks (12) with the possibility of interacting with them, which is connected to the starting part (13) located on the controller housing.

Пусковая деталь (13) при давлении от провода линии электропередачи в момент установки контроллера на провод (7) начинает вращаться и тянет за собой толкатель (14). Толкатель толкает зацепы (12), которые в свою очередь высвобождают двойной (11) и одинарный (10) подпружиненные лепестки.The starting part (13) under pressure from the wire of the power line at the moment the controller is installed on the wire (7) starts to rotate and pulls the pusher (14). The pusher pushes the hooks (12), which in turn release the double (11) and single (10) spring-loaded petals.

Контроллер по настоящей полезной модели в отличие от известных аналогов не использует в своей конструкции тороидальную катушку за счет применения микропроцессора в самом приборе и компьютерной программы становится возможным изменять частотную характеристику сбора информации для снятия данных с электромагнитного поля проводника тока (провода). Также позволяет отказаться от тороидальной катушки в конструкции контроллера размещение датчика Холла на постоянном расстоянии относительно провода. Реализовано в конструкции прибора и его креплении на провод.The controller according to the present utility model, unlike the known analogs, does not use a toroidal coil in its design, due to the use of a microprocessor in the device itself and a computer program, it becomes possible to change the frequency response of collecting information to take data from the electromagnetic field of the current conductor (wire). It also allows you to abandon the toroidal coil in the controller design by placing the Hall sensor at a constant distance relative to the wire. Implemented in the design of the device and its attachment to the wire.

Кроме того, контроллер выполнен с возможностью объединения в систему, при этом на одном проводе устанавливается как минимум два контроллера, а обработка данных с каждого отдельного прибора уже в цифровом виде обрабатываются в компьютерной программе на сервере или в облачных вычислениях, на которые посредством блока передачи данных отправляются данные с каждого контроллера, включенного в систему.In addition, the controller is designed to be combined into a system, with at least two controllers installed on one wire, and the processing of data from each individual device is already digitally processed in a computer program on a server or in cloud computing, to which, by means of a data transmission unit data is sent from each controller included in the system.

Контроллеры, объединенные в систему, устанавливают на каждый токонесущий провод линии электропередачи в начале и в конце линии и на каждом ответвлении от линии максимально близко к точке ответвления и максимально близко к концу ответвления. Количество контроллеров на одном проводе не лимитируется, чем чаще приборы установлены, тем выше точность определения места повреждения, большая информативность по работе линии, выше надежность системы.The controllers integrated in the system are installed on each current-carrying wire of the power line at the beginning and at the end of the line and on each branch from the line as close as possible to the branch point and as close as possible to the end of the branch. The number of controllers on one wire is not limited, the more often the devices are installed, the higher the accuracy of determining the location of the fault, the greater the information content of the line, the higher the reliability of the system.

Осуществление вычислений по относительным величинам (проценты), а не абсолютным. То есть, заявленная система позволяет фиксировать изменение, динамику изменения, беря за ноль величину ниже которой прибор не определяет величину.Implementation of calculations in relative terms (percentage), not absolute. That is, the claimed system allows you to fix the change, the dynamics of change, taking as zero the value below which the device does not determine the value.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Датчик (1) Холла фиксирует электромагнитное поле, возникающее в проводе (7) линии электропередачи. Микропроцессорное устройство, выполненное на базе микропроцессора (3), с помощью компьютерной программы управляет работой датчика (1) Холла, преобразует сигнал в цифровой формат, задавая частоту снятия данных с датчика (1) Холла компьютерная программа получает кривую синусоиды электрического тока текущего в проводе (7) воздушной линии электропередачи.The Hall sensor (1) captures the electromagnetic field that occurs in the wire (7) of the power line. The microprocessor device, made on the basis of the microprocessor (3), with the help of a computer program controls the operation of the Hall sensor (1), converts the signal into digital format, setting the frequency of data acquisition from the Hall sensor (1), the computer program receives the sinusoid curve of the electric current flowing in the wire ( 7) overhead power lines.

Важным элементом контроллера является его доставка на провод (7). Для обеспечения безопасности, надежности и стабильности работы линии электропередачи, контроллер с помощью гондолы (9), навинченной на диэлектрической штанге, взведя лепестки, подноситься к проводу (7). При касании провода пусковой деталью (13), происходит захват провода лепестками (10 и 11) контроллера (6), после чего гондола (9) с диэлектрической штангой, оставляя контроллер (6) на проводе (7), возвращается на землю.An important element of the controller is its delivery to the wire (7). To ensure the safety, reliability and stability of the power line, the controller with the help of a gondola (9) screwed on a dielectric rod, cocked the petals, approach the wire (7). When the wire is touched by the starting part (13), the wire is captured by the petals (10 and 11) of the controller (6), after which the gondola (9) with a dielectric rod, leaving the controller (6) on the wire (7), returns to the ground.

Опционально установка контроллера может производиться с помощью беспилотных летательных аппаратов, способных нести нагрузку от 250 грамм. Через зажим контроллер (6) присоединяется к беспилотному летательному аппарату, взводятся захватные лепестки (10 и 11), и при касании пусковой детали (13) лепестки (10 и 11) обжимают провод (7).Optionally, the controller can be installed using unmanned aerial vehicles capable of carrying a load of 250 grams. Through the clamp, the controller (6) is connected to the unmanned aerial vehicle, the gripping petals (10 and 11) are cocked, and when the trigger part (13) is touched, the petals (10 and 11) compress the wire (7).

Контроллер (6) за счет сбора информации с электромагнитного поля провода линии электропередачи фиксирует данные - наличие/отсутствие электрического тока, сила электрического тока, частота, время отключения тока, время включения тока.The controller (6) by collecting information from the electromagnetic field of the power line wire captures the data - the presence / absence of electric current, the strength of the electric current, frequency, current off time, current on time.

С помощью компьютерной программы, заложенной в микропроцессор (3), используя математические алгоритмы, полученные данные с датчика Холла, анализируя синусоиду, через блок передачи данных (15) протокола «интернет вещей» (например, LoRa, NBIoT, XNB и т.д.) направляет сигнал на шлюз оператора связи.With the help of a computer program embedded in the microprocessor (3), using mathematical algorithms, data received from the Hall sensor, analyzing the sinusoid, through the data transmission unit (15) of the Internet of things protocol (for example, LoRa, NBIoT, XNB, etc. ) sends a signal to the carrier's gateway.

По косвенным признакам - статистика данных, можно прогнозировать время отключения и время включения. По косвенным признакам частота и амплитуда можно прогнозировать причину нарушения электроснабжения. При сопоставлении данных с проводов одной линии можно прогнозировать варианты причины нарушения энергоснабжения.By indirect evidence - data statistics, it is possible to predict the shutdown time and turn-on time. By indirect signs, the frequency and amplitude can be used to predict the cause of a power outage. When comparing data from the wires of one line, it is possible to predict options for the cause of a power failure.

При сопоставлении данных с разных точек установленных контроллеров на одной линии можно прогнозировать примерное место повреждения линии. При фиксации в геоинформационных компьютерных программах точки установки контроллера на одной линии электропередачи можно передавать ориентировочное место повреждение, а с помощью компьютерных программ рассчитывать время приезда на точку аварийной бригады и тем самым рассчитывать время восстановления энергоснабжения.When comparing data from different points of installed controllers on the same line, it is possible to predict the approximate location of the line damage. When fixing the point of installation of the controller on one power line in geoinformation computer programs, it is possible to transmit the approximate location of the damage, and using computer programs to calculate the time of arrival at the point of the emergency brigade and thereby calculate the time to restore power supply.

При сопоставлении данных по динамике изменения силы тока и марки провода, по которому течет ток, можно рекомендовать замену провода на большее/меньшее сечение для эффективного управления активами и безаварийного энергоснабжения. При установке контроллеров на всех отходящих линиях от понижающего трансформатора тока на подстанциях и сопоставлении данных протекающего тока можно делать рекомендации по замене трансформатора тока на большую или меньшую мощность трансформатора тока для управления активами по риск ориентированной модели и надежного энергоснабжения.When comparing the data on the dynamics of changes in the current strength and the brand of the wire through which the current flows, it can be recommended to replace the wire with a larger / smaller section for effective asset management and trouble-free power supply. By installing controllers on all outgoing lines from the step-down current transformer in substations and comparing the flowing current data, recommendations can be made to replace the current transformer with a larger or smaller capacity current transformer for risk-based asset management and reliable power supply.

Косвенным признаком наличие/отсутствие протекание электрического тока по питающему проводу можно вести контроль работы электроприборов - ламп освещения, насосного оборудования, генераторов и т.д. за счет сигнала с контроллера можно с помощью компьютерной программы вести точный учет работы электроприборов, а так же по выставленным критериям (сила тока, время с током или без тока) сигнализировать о наступлении события.An indirect sign of the presence / absence of the flow of electric current through the supply wire can be used to control the operation of electrical appliances - lighting lamps, pumping equipment, generators, etc. due to the signal from the controller, using a computer program, it is possible to keep an accurate record of the operation of electrical appliances, as well as, according to the set criteria (current strength, time with current or without current), signal the occurrence of an event.

Claims (13)

1. Автономный неинвазивный контроллер электрического тока в проводе линий электропередачи с передачей данных беспроводным способом, содержащий1. Autonomous non-invasive controller of electric current in the wire of power lines with data transmission in a wireless way, containing выполненный с механизмом обхвата провода корпус, внутри которого размещен на постоянном от провода расстоянии датчик Холла, соединенный электрически с микропроцессором,a housing made with a wire wrapping mechanism, inside which a Hall sensor is placed at a constant distance from the wire, electrically connected to the microprocessor, при этом микропроцессор соединен с блоком передачи данных и с блоком хранения данных,wherein the microprocessor is connected to the data transmission unit and to the data storage unit, причем контроллер снабжен элементом питания, выполненным с возможностью обеспечения электропитанием, входящих в контроллер, упомянутых компонентов через систему распределения и управления питанием, выполненную с возможностью подачи, отключения тока элементам прибора, а также с возможностью контроля остаточной емкости элемента питания и его зарядом,moreover, the controller is equipped with a battery capable of providing power supply to the said components included in the controller through the power distribution and management system, configured to supply, turn off current to the elements of the device, and also with the ability to control the residual capacity of the battery and its charge, а микропроцессор выполнен с возможностью управления работой контроллера, конвертирования аналогового сигнала от датчика Холла в цифровой, упаковки полученных данных в протоколы беспроводной передачи данных и системы хранения информации.and the microprocessor is configured to control the operation of the controller, convert the analog signal from the Hall sensor into digital, pack the received data into wireless data transmission protocols and information storage systems. 2. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что механизм обхвата провода выполнен в виде подпружиненных лепестков, размещенных на корпусе контроллера, при этом лепестки размещены по краям поверхности корпуса контроллера, ориентированной к проводу линии электропередач, при этом с одного края поверхности корпуса расположен двойной лепесток, а с другого края – одинарный, и лепестки ориентированы друг на друга таким образом, чтобы в момент их закрытия они обхватывали провод, при этом одинарный лепесток входил в зазор между лепестками двойного лепестка.2. The controller according to claim 1, characterized in that the wire wrapping mechanism is made in the form of spring-loaded petals placed on the controller housing, while the petals are placed along the edges of the controller housing surface oriented to the power line wire, while on one edge of the housing surface is located a double petal, and from the other edge - a single one, and the petals are oriented towards each other in such a way that at the moment of their closing they wrap around the wire, while the single petal enters the gap between the petals of the double petal. 3. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен из полиамида.3. The controller according to claim. 1, characterized in that the body is made of polyamide. 4. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что блок передачи данных выполнен в виде модема.4. The controller according to claim 1, characterized in that the data transmission unit is made in the form of a modem. 5. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что блок передачи данных реализован на протоколе «интернет вещей», например, LoRa, NBIoT, XNB.5. The controller according to claim 1, characterized in that the data transmission unit is implemented on the Internet of Things protocol, for example, LoRa, NBIoT, XNB. 6. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что элемент питания выполнен в виде емкостного аккумулятора.6. The controller according to claim 1, characterized in that the battery is made in the form of a capacitive battery. 7. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что элемент питания выполнен в виде аккумулятора с подзарядкой от электромагнитного поля провода линии электропередачи.7. The controller according to claim 1, characterized in that the battery is made in the form of a battery recharged from the electromagnetic field of the power line wire. 8. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью размещения на проводе воздушной линии электропередачи посредством беспилотного летательного аппарата.8. The controller according to claim. 1, characterized in that it is made with the possibility of placing on the wire of an overhead power line by means of an unmanned aerial vehicle. 9. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью размещения на проводе воздушной линии электропередачи посредством диэлектрической штанги.9. The controller according to claim. 1, characterized in that it is made with the possibility of placing on the wire of an overhead power line by means of a dielectric rod.
RU2022113563U 2021-02-19 Autonomous non-invasive controller of electric current in the wires of power lines with wireless data transmission RU213727U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU213727U1 true RU213727U1 (en) 2022-09-26

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4689752A (en) * 1983-04-13 1987-08-25 Niagara Mohawk Power Corporation System and apparatus for monitoring and control of a bulk electric power delivery system
RU2521778C1 (en) * 2013-01-31 2014-07-10 Константин Юрьевич Соловьев Device for remote control of wire, lightning protection cable or cable of overhead transmission line
RU2574063C2 (en) * 2012-08-31 2016-02-10 Николай Григорьевич Капля Technical state on-line monitoring device for high-voltage transmission lines
RU2649224C2 (en) * 2013-03-12 2018-03-30 Линдси Мэньюфэкчуринг Компани Dynamic monitor of power transmission lines in real time
RU200085U1 (en) * 2020-07-03 2020-10-05 Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" CORROSION TRANSMISSION DEVICE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4689752A (en) * 1983-04-13 1987-08-25 Niagara Mohawk Power Corporation System and apparatus for monitoring and control of a bulk electric power delivery system
RU2574063C2 (en) * 2012-08-31 2016-02-10 Николай Григорьевич Капля Technical state on-line monitoring device for high-voltage transmission lines
RU2521778C1 (en) * 2013-01-31 2014-07-10 Константин Юрьевич Соловьев Device for remote control of wire, lightning protection cable or cable of overhead transmission line
RU2649224C2 (en) * 2013-03-12 2018-03-30 Линдси Мэньюфэкчуринг Компани Dynamic monitor of power transmission lines in real time
RU200085U1 (en) * 2020-07-03 2020-10-05 Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" CORROSION TRANSMISSION DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2587073C (en) An electrical instrument platform for mounting on and removal from an energized high voltage power conductor
US9983254B2 (en) Wireless power line sensor
CA2807295C (en) Apparatus and method for mounting an overhead device
US11121537B2 (en) System and method for locating faults and communicating network operational status to a utility crew using an intelligent fuse
US10649020B2 (en) High-impedance fault detection using coordinated devices
US20080077336A1 (en) Power line universal monitor
US7430932B2 (en) Device for telemonitoring the state of aerial power lines(variants)
CN201540177U (en) Information acquisition device for power transmission line
RU2372624C1 (en) Method for detection of single-phase earth fault location in ramified overhead power transmission line, method for detection of phase-to-phase short circuit in ramified overhead power transmission line and device for current and voltage monitoring for their realisation
CA2773970C (en) Device, system and method for monitoring the line sag of power lines and such
CN204177910U (en) A kind of intelligent grid sensing device
RU213727U1 (en) Autonomous non-invasive controller of electric current in the wires of power lines with wireless data transmission
CN106680668A (en) Power distribution network single-phase earth fault on-line monitoring and positioning system
CN104052154A (en) Transformer substation secondary device state monitoring system
CN208520945U (en) A kind of mixed line fault deciding field device
CN216144324U (en) Icing on-line monitoring device
CN207565384U (en) A kind of b value on-line measuring devices of railway contact line compensation device
RU2795892C1 (en) Power line monitoring method
CN102955101B (en) Precise positioning system for insulator faults
CN211878104U (en) Distributed power transmission line state monitoring system
CN208092182U (en) A kind of cable mid head partial discharge monitoring system
CN206850526U (en) A kind of powerline ice-covering on-Line Monitor Device
CN216390597U (en) Power distribution station monitoring system
RU107412U1 (en) ICE-WIND LOAD CONTROL SYSTEM
WO2024089720A1 (en) Monitoring apparatus and corresponding operating method