CN102175163B - 导线弧垂监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导线弧垂监测装置，激光驱动电路及接收放大计数电路板固定安装在第一安装盒内；半导体激光器通过螺卡安装在第一安装盒内，与激光驱动及接收放大计数电路板相连，光电接收器安装在激光驱动电路及接收放大计数电路板上，无线通讯模块安装在激光驱动电路及接收放大计数电路板上，蓄电池通过电线与电源控制电路板连接，太阳能板通过电线与电源控制电路板连接，电源控制电路板与激光驱动电路及接收放大计数电路板连接，用于为整个装置供电；第一安装盒整体固定安装在第二安装盒内，第二安装盒通过金属卡子安装在导线上。本发明具有不受环境因素影响，精度高，可对导线垂弧进行远程自动监测的优点。

Description

导线弧垂监测装置

技术领域

本发明涉及一种电力监测设备，更具体的涉及一种导线垂弧监测装置。不受环境因素影响，精度高，可对导线垂弧进行远程自动监测。

背景技术

输电线路是电力系统的重要组成部分，目前我国电力紧缺现象严重。很多地区输电线路的输送量无法满足日益增长的用电需求，被迫限电。据国家电网公司统计，2010年上半年我国累计拉限电75．70万次，损失电量194．53亿千瓦时，这不但严重影响人们的日常生产和生活，而且造成无法估量的经济损失。为此，一些地区为满足用电需求，在无检测的情况下，增大导线输电量，存在巨大的安全隐患。因此，增大导线输电量的同时，必须随时掌握导线的实际弧垂，这就需要一种能够远程监测输电线路导线弧垂的设备来进行随时的检测。

目前，使用最为广泛的方法之一就是采用温度法来计算出导线的弧垂，即根据增容时导线的温度，结合当时的气象环境，通过导线在温度变化时对应导线的长度变化来计算出导线的弧垂的变化情况。但是，此种方法存在明显的缺点，主要是导线的温度容易受环境因素的影响，计算出的误差也较大，不易及时发现问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种导线垂弧监测装置。该装置利用先进的激光测量技术，不受环境因素影响，精度高，可以对导线弧垂进行高精度的远程自动监测。

为了实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种导线弧垂监测装置，包括半导体激光器、光电接收器、激光驱动及接收放大计数电路板，其特征在于：

激光驱动电路及接收放大计数电路板固定安装在第一安装盒内。

半导体激光器通过螺卡安装在第一安装盒内，与激光驱动及接收放大计数电路板相连，用于发射激光。

光电接收器安装在激光驱动电路及接收放大计数电路板上，用于接收反射的激光光线。

无线通讯模块安装在激光驱动电路及接收放大计数电路板上，用于发射数据信号。

蓄电池固定在第一安装盒内，蓄电池通过电线与电源控制电路板连接，太阳能板镶嵌在第二安装盒的上表面，太阳能板通过电线与电源控制电路板连接，电源控制电路板与激光驱动电路及接收放大计数电路板连接，用于为整个装置供电。

第一安装盒整体密封，下面为透明窗口。

第一安装盒整体固定安装在第二安装盒内，第二安装盒下面为开放窗口。

第二安装盒通过金属卡子安装在导线上。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

其一，采用激光自动测量导线弧垂，不仅避免了环境因素误差，测量精度大大提高。

其二，在导线弧垂监测系统中，优先采用了现代无线通讯手段测量的信息传递到中央处理单元，大大提高监测的效率，保证输电线路的运行安全。

其三，采用太阳能供电，不仅避免了导线弧垂装置重量的问题，还具有免维护的特点。

附图说明

    下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

    图1为导线弧垂监测装置的结构示意图。

    图2 为中央处理单元的结构示意图。

    图3为电源供电部分的结构示意图。

    图4为导线弧垂监测装置测量导线弧垂的原理示意图。

其中： 1-蓄电池、2-太阳能板、3-电力导线、4-无线通讯模块、5-半导体激光器、6-光电接收器、7-激光驱动及接收放大计数电路板、8-第一安装盒、9-第二安装盒、10-电源控制电路板。

具体实施方式

    以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

一种导线弧垂监测装置，包括半导体激光器5、光电接收器6、激光驱动及接收放大计数电路板7，其特征在于。

激光驱动电路及接收放大计数电路板7固定安装在第一安装盒8内。

半导体激光器5通过螺卡安装在第一安装盒8内，与激光驱动及接收放大计数电路板7相连，用于发射激光。

光电接收器6安装在激光驱动电路及接收放大计数电路板7上，用于接收反射的激光光线。

无线通讯模块4安装在激光驱动电路及接收放大计数电路板7上，用于发射数据信号。

蓄电池1固定在第一安装盒8内，蓄电池1通过电线与电源控制电路板10连接，太阳能板2镶嵌在第二安装盒9的上表面，太阳能板2通过电线与电源控制电路板10连接，电源控制电路板10与激光驱动电路及接收放大计数电路板7连接，用于为整个装置供电。

第一安装盒8整体密封，下面为透明窗口。

第一安装盒8整体固定安装在第二安装盒9内，第二安装盒9下面为开放窗口。

第二安装盒9通过金属卡子安装在导线上。

中央处理单元如图2所示，由数据发送/接收模块、计算处理单元、软件处理系统、显示与存储四个功能模块组成。这四个功能模块顺序连接。中央处理单元通过数据发送模块向导线弧垂监测装置发送监测命令，测量数据通过测量数据接收模块接收，然后通过计算处理单元将其转化成数字信号，通过软件处理计算出导线具体弧垂，然后在显示界面中方便读取其导线弧垂并可以将其储存。

电源控制电路如图3所示，通过太阳能与蓄电池相结合的方式，经过转换等处理得到稳压电压，提供上述的导线弧垂监测装置的电源。晴天时，电源控制电路一方面将太阳能板转化的电能储存在蓄电池里，一方面将其转化的电能对整个装置进行供电；无光照时，电源控制电路控制蓄电池对整个装置进行供电。

导线弧垂监测装置测量导线弧垂的原理示意图如图4所示，无线通讯模块接收到监测命令时，控制计数电路工作发出复位信号，控制计数电路进行复位及实现接收放大电路的增益控制，同时触发激光发射系统发出脉冲激光，由控制计数电路对发射激光进行光电转换，作为控制电路测距计数的开门信号，此时计数电路开始计数。射到地面反射回来的激光通过光电接收器接收，进行光电转换以及放大处理，同时输给控制电路作为测距计数的关门信号，计数电路停止计数，计数器的读数通过无线通讯模块发送到中央处理单元。

下面介绍利用上述的导线弧垂监测装置实现监测导线弧垂的方法。首先在导线上安装导线弧垂监测装置。激光器与光电接收装置相邻，这样，激光测量单元中激光发射器发射的光线可以反射到光电接收器上，当中央处理单元发出监测命令时，计数电路进行复位及实现接收激光发射器发射激光，此时信号控制单元对计数电路进行复位及实现接收放大电路的增益控制 ,同时触发激光发射器发出脉冲激光。由取样电路对发射激光进行光电转换 ,作为控制电路测距计数的开门信号 ,这时计数电路开始计数。射到地面回来的激光被光电接收器接收，进行光电转换及放大处理,输给控制电路作为测程计数的关门信号 ,计数电路停止计数 ,计数器将测得结果通过无线通讯模块发送到中央处理单元。

中央处理单元根据接收到的计数器的信息N，根据公式S=CT/2=CNF/2，其中S为对地距离，C为光速，N为计数器计数结果，f为计数时钟频率。得出的S即为导线对地弧垂。

Claims (1)

1.一种导线弧垂监测装置，包括半导体激光器（5）、光电接收器（6）、激光驱动及接收放大计数电路板（7），其特征在于：

激光驱动及接收放大计数电路板（7）固定安装在第一安装盒（8）内；

半导体激光器（5）通过螺卡安装在第一安装盒（8）内，与激光驱动及接收放大计数电路板（7）相连，用于发射激光；

光电接收器（6）安装在激光驱动及接收放大计数电路板（7）上，用于接收反射的激光光线；

无线通讯模块（4）安装在激光驱动及接收放大计数电路板（7）上，用于发射数据信号；

蓄电池（1）固定在第一安装盒（8）内，蓄电池（1）通过电线与电源控制电路板（10）连接，太阳能板（2）镶嵌在第二安装盒（9）的上表面，太阳能板（2）通过电线与电源控制电路板（10）连接，电源控制电路板（10）与激光驱动及接收放大计数电路板（7）连接，用于为整个装置供电；

第一安装盒（8）整体密封，下面为透明窗口；

第一安装盒（8）整体固定安装在第二安装盒（9）内，第二安装盒（9）下面为开放窗口；

第二安装盒（9）通过金属卡子安装在导线上。

Images