CN103296759B - 一种输电线路故障监测设备的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输电线路故障监测设备的控制方法，当前时间到达巡视任务开始时间后检测当前气象环境下的能见度，若当前气象环境下的能见度大于或等于设定的能见度阈值，则连接监测设备，否则等待设定的一段时间后再次检测能见度并判断是否连接监测设备，如果能见度仍然小于设定的能见度阈值，则继续等待；循环执行本步骤，直至能见度满足设定的能见度阈值或当前时间大于设定的监测设备工作结束时间。本发明方法根据当前时间的气象信息判断是否连接监测设备，启动监测设备工作，保障了监测设备采集的监测图片的清晰度，同时避免了电能的浪费，实现了电能的合理利用，节约了能源。
Description
技术领域
本发明涉及监测领域，特别涉及一种输电线路故障监测设备的控制方法。
背景技术
近几年来，随着电网结构的发展和完善，高压和超高压输电线路的建设得到了快速发展。由于输电线路所处地理位置和环境条件的特殊性，终年暴露在野外，要遭受风、雨、雾、雪、冰雹、雷电等自然天气的侵袭，遭受洪水、地震、山体滑坡、泥石流等自然灾害的威胁，还要遭受山石开采、施工爆破、盗取毁坏等人为因素的危害，输电线路的安全运行受到严重威胁。定期或不定期的对输电线路进行检修维护是保障输电线路安全运行的必然手段。
目前对输电线路的故障检修维护有人工巡查和在线巡查两种方式。由于输电线路长、分布环境复杂，人工巡查的周期长，无法对输电线路的运行状态进行实时监测，而且使用直升机进行人工巡查的费用高。在线巡查则是利用监测设备监测输电线路的运行状态（即判断输电线路及周围环境是否发生故障），然后利用通信技术传输到监测中心，通过分析输电线路的运行状态实现输电线路监测。由于监测输电线路运行状态的监测设备必须有足够的电量才能工作，因此电源供给是实现在线巡查的重要技术之一，通常采用蓄能电池和太阳能、风能结合使用的方式为监测设备提供电能。目前的输电线路在线巡查系统中，监测设备按照固定的时间或时间间隔采集并传输数据。监测设备采集、传输数据的耗电量较大，在天气恶劣、传输网络信号较差的时段的耗电量则更大，而在恶劣的天气里却无法利用太阳能或风能为蓄能电池充电，经常出现因供电不足而导致监测设备无法采集数据的情况。特别是在无人区，环境恶劣，更换蓄能电池的频率较低，因供电不足而导致无法采集并发送数据的问题更为突出。按照固定的时间或时间间隔采集数据的机制无法实现电能的合理利用，不能保障输电线路在线巡查的顺利进行。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的采用固定时间机制控制监测设备采集数据，因无法实现电能合理利用而导致经常出现数据采集不到的情况的不足，提供一种输电线路故障监测设备的控制方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种输电线路故障监测设备的控制方法，包括以下步骤：
1）判断当前时间是否到达设定的巡视任务开始时间，若当前时间到达设定的巡视任务开始时间，则进入步骤2），否则继续等待，直至当前时间到达设定的巡视任务开始时间；
2）通过气象检测器检测当前气象环境下的能见度，若当前气象环境下的能见度大于或等于设定的能见度阈值，则连接监测设备，否则等待设定的一段时间后再次检测能见度并判断是否连接监测设备，如果能见度仍然小于设定的能见度阈值，则继续等待；循环执行本步骤，直至能见度满足设定的能见度阈值或当前时间大于设定的监测设备工作结束时间。
所述能见度阈值可根据输电线路的不同位置而配置为不同数值。所述能见度阈值大于等于700米。如果当前气象环境下的能见度较低，获取的监测图片的清晰度较差，不能准确的显示输电线路的真实情况，同时还消耗了电能。检测当前时间的气象信息，再根据当前时间的气象信息判断是否连接监测设备工作，保障了采集的监测图片的清晰度，同时避免了电能的浪费，节约了能源。
优选的，在连接监测设备之后包括步骤：检测为监测设备提供电能的电源装置的剩余电量，计算剩余电量的使用时间，并计算剩余电量可拍摄监测图片的数量；如果计算出的数量小于本次巡视任务中需要拍摄的监测图片数量，则在剩余电量使用完后对电源装置充电设定时间，然后再次检测电源装置的电量并计算可拍摄监测图片的数量，进行监测图片拍摄，循环执行本步骤，直至完成本次巡视任务的所有监测图片拍摄，或直至监测设备当日的工作时间结束也未完成本次巡视任务的所有监测图片拍摄，则于次日监测设备的工作时间内优先继续执行前次巡视任务。
根据本发明实施例，所述剩余电量的使用时间计算方法是：ST=Pmax×SPC／Imax，SPC=NPC－WPC，NPC= (NP－PP／(Pmax－PP)，WPC= (WP－PP)／(Pmax－PP)，ST表示剩余电量的使用时间， Pmax表示最大容量，SPC表示可用电量比，Imax表示监测设备的最大电流，NPC表示当前电压容量比，WPC表示警告电压容量比，NP表示当前电压，当前电压即为当前剩余电量，PP表示保护电压， WP表示警告电压。
优选的，监测设备完成监测图片拍摄之后包括步骤：检测当前时间传输网络的信号强度，并根据传输网络的信号强度判断监测设备是否发送采集的监测图片数据。根据本发明实施例，如果传输网络的信号强度达到设定的信号阈值，则监测设备即发送监测图片数据，否则等待设定的一段时间后再检测传输网络的信号强度，判断是否传输监测图片数据，循环执行本步骤，直至信号强度满足信号阈值，或经过设定的一段较长时间也未实现监测图片数据传输，则发送报警信息至后台监控中心。所述信号阈值为信号强度大于等于3且延迟时间小于等于100 ms。如果传输网络的信号强度较弱，则无法传输信息数据，监测设备为了传输数据则要不断的搜寻信号，在不断搜寻信号的过程中监测设备的耗电量极大，不利于电能的合理利用。本发明方法根据传输网络的信号强度来判断是否传送监测图片数据，在信号强度较大的情况下才传送监测图片数据，实现了电能的合理利用，同时实现了监测图片数据的快速传输。
优选的，在执行步骤2）的同时还包括步骤：检测电源装置的剩余电量，当电源装置的剩余电量小于等于设定电量阈值，则向后台监控中心发送报警信号，并控制监测设备连接中断。即当电源装置的剩余电量小于或等于设定的电量阈值时，不论当前气象环境下的能见度是否满足能见度阈值，也不连接监测设备，仅保持通讯设备与后台监控中心的连接，并向后台监控中心发送报警信息，以保障正常通信便于后台监控中心随时掌握前端设备（监测设备、通讯设备及传感设备等）的工作情况及输电线路的运行状态，并及时更换电源装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明输电线路故障监测设备的控制方法包含检测当前气象环境下的能见度步骤，根据当前气象环境下的能见度判断是否连接监测设备，即通过固定时间与气象判断结合机制控制监测设备工作，保障了监测设备采集的监测图片的清晰度，避免了电能的浪费，实现了电能的合理利用，节约了能源，对于输电线路，尤其对于位于环境恶劣的无人区的输电线路，具有重大意义，可靠的保障了输电线路在线监测的顺利进行。此外，在能见度较低的情况下适当延迟监测图片拍摄时间，即在恶劣天气之后再进行监测图片拍摄，获取的监测图片更能及时的反应劣天气之后的输电线路的运行状态，反应劣天气是否导致输电线路出现故障，便于故障发生后可及时处理，避免故障造成的安全事故发生。
附图说明：
图1为实施例中提供的一种输电线路监测设备的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
参考图1，本发明提供的一种输电线路故障监测设备的控制方法，包括以下步骤：
101：判断当前时间是否到达设定的巡视任务开始时间，若当前时间到达设定的巡视任务开始时间，则进入步骤102，否则继续等待，直至当前时间到达设定的巡视任务开始时间。
本步骤中，作为一种实施方式，所述设定时间根据季节的不同而设置的不同，例如夏季和秋季时设定时间为早上9时，春季和冬季时设定时间为中午12时，使得监测设备采集的视频图像或照片的清晰度高，便于图像识别和分析。当然的，也可以按照月份来设定时间，例如5-10月设定时间为早上9时，11-4月设定时间为中午12时。
102：利用气象检测器检测当前时间的气象信息，包括当前能见度、温度、湿度、风速及风向，降水类型及强度。气象检测器的组成部件包括能见度检测器、温度检测器、湿度检测器、风速风向检测器、雨量检测器，几乎能监测出所有的气候变化。微气象监测技术成熟，此处不再赘述。检测当前气象环境下的能见度也可以通过检测当前气象信息，再根据气象信息计算得出能见度。若当前气象环境下的能见度在设定的能见度阈值范围（大于等于700米）内，则连接监测设备，准备进行巡视区域的监测图片或视频图像拍摄，否则等待一段时间（例如两小时），再次检测气象信息并判断是否连接监测设备。如果能见度仍然超出设定的能见度阈值范围，则继续等待一段时间（例如两小时），再次检测气象信息并判断是否连接监测设备，以此类推，直至能见度在连接监测设备时设定的能见度阈值范围内，连接监测设备。如果设定了监测设备的工作时间，例如早上9时至下午17时，在此时间段内监测设备都没有被连接，则等到第二天再判断是否连接监测设备。所述巡视区域为输电线路及输电线路周围环境，包括导线、杆塔、绝缘子及其周围环境。所述能见度阈值范围可根据输电线路的不同位置而设置得不同，例如输电线路位于山顶无遮挡处，能见度一般在到1000米以上就能拍摄出清晰度较高的监测图片或视频图像，故可设置能见度阈值范围为大于等于1000米；又如输电线路位于山坳处，能见度在700米以上就能拍摄出清晰度较高的监测图片或视频图像，故可设置能见度阈值范围为大于等于700米。
如果天气情况较差，例如大雨、大雪、大雾等恶劣环境下，能见度低，监测设备拍摄的视频图像或监测图片的清晰度较差，对图像进行分析后很难甚至不能得到准确的分析结果，即不能准确的显示输电线路的真实情况，那么对于输电线路在线监测也不存在任何实质意义，但是却消耗了大量电能，没有实现电能的合理利用，很有可能出现因供电不足而造成无法进行图像采集的情况。检测当前时间的气象信息，再根据当前时间的气象信息判断是否连接监测设备，如果当前天气不利于图像采集则不连接监测设备进行图像拍摄，既合理利用了电能，避免了电能的浪费，节约了能源，也保障了采集的监测图片或视频图像的清晰度。此外，在能见度较低的情况下适当延迟监测图片拍摄时间，即在恶劣天气之后再进行监测图片拍摄，获取的监测图片更能及时的反应劣天气之后的输电线路的运行状态，反应劣天气是否导致输电线路出现故障，便于故障发生后可及时处理，尽可能的避免故障造成的安全事故发生。
作为一种优选实施方式，执行本步骤的同时，监测设备在设定时间返回其电压信息实现对电源装置的剩余电量进行检测，如果电源装置的剩余电量大于设定的电量阈值（例如30%），则执行本步骤；如果电源装置的剩余电量小于或等于设定的电量阈值，则执行本步骤时仅进行气象检测，但不连接监测设备，即当电源装置的剩余电量小于或等于设定的电量阈值时，不论当前气象环境下的能见度是否满足能见度阈值，也不连接监测设备，仅保持通讯设备与后台监控中心的连接，并向后台监控中心发送报警信息，以保障正常通信便于后台监控中心随时掌握前端设备（监测设备、通讯设备及传感设备等）的工作情况及输电线路的运行状态，并及时更换电源装置。所述电源装置为可充电蓄能电池，电源装置与太阳能发电装置、风能发电装置协同使用，可利用太阳能和风能对电源装置充电。
103：连接监测设备之后，监测设备进行监测图片拍摄之前，监测设备定时返回其电压信息或通过下达指令检测监测设备的电压信息，来检测为监测设备提供电能的电源装置的当前剩余电量，并计算剩余电量的使用时间，计算公式为：ST=Pmax×SPC／Imax，SPC=NPC－WPC，NPC= (NP－PP／(Pmax－PP)，WPC= (WP－PP)／(Pmax－PP)，ST表示剩余电量的使用时间， Pmax表示最大容量，SPC表示可用电量比，Imax表示监测设备的最大电流，NPC表示当前电压容量比，WPC表示警告电压容量比，NP表示当前电压，当前电压即为当前剩余电量，PP表示保护电压， WP表示警告电压。所述最大容量表示电源装置的容量，即电源装置能存储的最大电压；警告电压表示无法进行监测图片拍摄，但可以进行网络连接的电压，保障监测设备与后台监控中心的网络连接；保护电压表示无法进行监测图片拍摄和网络连接的电压。例如，当前电压为13.3V，保护电压为11.6 V，最大容量为13.8 V，警告电压为12.2 V，最大容量为35Ah，监测设备的最大电流为3.2A，计算得出当前电压容量比=83%，警告电压容量比=26.7%，剩余电量可使用时间=35Ah×（83.3%-26.7%）／3.2A=6.2小时。根据剩余电量的使用时间，然后计算可拍摄的监测图片数量，计算公式为：可拍摄的监测图片数量=剩余电量的使用时间／一张监测图片的拍摄时间。
在输电线路监测系统中，一个监测设备获取一个巡视区域的监测图片或视频图像，一个巡视区域包括杆塔本体、两个杆塔本体之间的导线、绝缘子及周边环境。根据档距的不同，一个巡视区域的巡视位约为100个，一个巡线位对应一张监测图片，100个巡视位的监测图片拍摄完成时间约为1小时，当前电源装置的剩余电量有可能不能完成整个巡视区域的监测图片拍摄。而且，通常一个杆塔上安装2～4个监测设备，2～4个监测设备共用一个电源装置，电源装置的剩余电量更有可能不能完成所有监测设备的巡视位的监测图片拍摄。拍摄前先计算剩余电量和能完成的监测图片拍摄张数，根据不同情况制定相应策略，确保每个巡视位都能被巡视。
如果电源装置的剩余电量不能够满足所有监测设备的巡视位监测图片拍摄，则在剩余电量使用完后关闭监测设备，等待一段时间（例如两小时），利用风能或太阳能对电源装置充电，然后再次启动监测设备获取电量信息，并计算可拍摄监测图片张数，对未进行监测图片拍摄的巡视位进行监测图片拍摄。如果还有未进行监测图片拍摄的巡视位，则继续等待一段时间，以此类推，直至所有的巡视位的监测图片都拍摄完成，或者直至监测设备的工作时间结束（例如前文所述的监测设备的工作时间为早上9时至下午17时）。如果直至监测设备的工作时间结束仍然有未进行监测图片拍摄的巡视位，则发出报警信息，并存储未进行监测图片拍摄的巡视位信息，在第二天的监测设备工作时间内，优先对未进行监测图片拍摄的巡视位进行监测图片拍摄，然后再进行下一次任务的巡视位监测图片拍摄，即同一时间出现多个拍摄任务时，优先处理存储的未进行监测图片拍摄的巡视位，这样确保了每一个巡视位进行监测图片拍摄的机会是均等的，避免出现因电量不足而导致一些巡视位一直不被巡视的情况。
作为本发明的一种优选实施方式，本发明方法还包括步骤104：检测当前时间传输网络的信号强度，根据传输网络的信号强度判断监测设备是否发送数据。检测当前时间传输网络的信号强度通过后台代码（socket）连接通讯设备实现，通过后台代码可以获得当前网络的连接状态及当前延迟时间、信号强度等信息。监测设备采集了视频图像或监测图片信息数据后，需要通过传输网络传输至后台监控中心，后台监控中心接收信息数据后进行分析处理，实现输电线路监控。如果传输网络的信号强度较大，信息数据能够很容易传输。但是如果传输网络的信号强度较弱，则无法传输信息数据，监测设备为了传输数据则要不断的搜寻信号，在不断搜寻信号的过程中监测设备的耗电量极大。本发明方法根据传输网络的信号强度判断监测设备是否发送数据，当传输网络的信号强度达到设定信号阈值（本实施例中设定信号阈值为：信号强度大于等于3且当前延迟时间小于等于100ms）时，监测设备即发送采集的信息数据。如果传输网络的信号强度低于设定阈值，监测设备则等待一段时间（例如2小时）后再检测传输网络的信号强度，如果信号强度达到设定阈值则发送信息数据，如果信号强度仍然低于设定阈值，监测设备则再等待设定的一段时间。如果较长时间（例如24×7小时）网络状态持续较差，则发送报警信息至后台监控中心，以便于及时检查并维护传输网络。
Claims (5)
1.一种输电线路故障监测设备的控制方法，其特征在于，包括步骤：
1)判断当前时间是否到达设定的巡视任务开始时间，若当前时间到达设定的巡视任务开始时间，则进入步骤2)，否则继续等待，直至当前时间到达设定的巡视任务开始时间；
2)通过气象检测器检测当前气象环境下的能见度，若当前气象环境下的能见度大于或等于设定的能见度阈值，则连接监测设备，否则等待设定的一段时间后再次检测能见度并判断是否连接监测设备，如果能见度仍然小于设定的能见度阈值，则继续等待，循环执行本步骤，直至能见度满足设定的能见度阈值或当前时间大于设定的监测设备工作结束时间；
在连接监测设备之后包括步骤：检测为监测设备提供电能的电源装置的剩余电量，计算剩余电量的使用时间，并计算剩余电量可拍摄监测图片的数量；如果计算出的数量小于本次巡视任务中需要拍摄的监测图片数量，则在剩余电量使用完后对电源装置充电设定时间，然后再次检测电源装置的电量并计算可拍摄监测图片的数量，进行监测图片拍摄，循环执行本步骤，直至完成本次巡视任务的所有监测图片拍摄，或直至监测设备当日的工作时间结束也未完成本次巡视任务的所有监测图片拍摄，则于次日监测设备的工作时间内优先继续执行前次巡视任务；所述剩余电量的使用时间计算方法是：ST＝Pmax×SPC/Imax，SPC＝NPC－WPC，NPC＝(NP－PP/(Pmax－PP)，WPC＝(WP－PP)/(Pmax－PP)，ST表示剩余电量的使用时间，Pmax表示最大容量，SPC表示可用电量比，Imax表示监测设备的最大电流，NPC表示当前电压容量比，WPC表示警告电压容量比，NP表示当前电压，当前电压即为当前剩余电量，PP表示保护电压，WP表示警告电压。
2.根据权利要求1所述的输电线路故障监测设备的控制方法，其特征在于，步骤2)中所述能见度阈值大于等于700米。
3.根据权利要求1所述的输电线路故障监测设备的控制方法，其特征在于，监测设备完成监测图片拍摄之后包括步骤：检测当前时间传输网络的信号强度，并根据传输网络的信号强度判断监测设备是否发送采集的监测图片数据。
4.根据权利要求3所述的输电线路故障监测设备的控制方法，其特征在于，如果传输网络的信号强度达到设定的信号阈值，则监测设备即发送监测图片数据，否则等待设定的一段等待时间后再检测传输网络的信号强度，判断是否传输监测图片数据，循环执行本步骤，直至信号强度满足信号阈值，或经过24×7小时也未实现监测图片数据传输，则发送报警信息至后台监控中心。
5.根据权利要求1所述的输电线路故障监测设备的控制方法，其特征在于，执行步骤2)的同时还包括步骤：检测电源装置的剩余电量，当电源装置的剩余电量小于等于设定电量阈值，则向后台监控中心发送报警信号，并控制监测设备连接中断。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 610041, 30, 1, 3003, 138 Tianfu two street, Chengdu hi tech Zone, Sichuan, China Applicant after: CHENGDU SIHAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: West high tech Zone Fucheng Road in Chengdu city of Sichuan province 610041 No. 399 Tianfu New Valley No. 5 Building 8 floor Applicant before: CHENGDU SIHAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Method for controlling fault monitoring devices for power transmission lines Effective date of registration: 20190808 Granted publication date: 20151104 Pledgee: Chengdu SME financing Company Limited by Guarantee Pledgor: CHENGDU SIHAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2019510000002 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200723 Granted publication date: 20151104 Pledgee: Chengdu SME financing Company Limited by Guarantee Pledgor: CHENGDU SIHAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2019510000002 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A control method of transmission line fault monitoring equipment Effective date of registration: 20200916 Granted publication date: 20151104 Pledgee: Chengdu SME financing Company Limited by Guarantee Pledgor: CHENGDU SIHAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980006110 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210906 Granted publication date: 20151104 Pledgee: Chengdu SME financing Company Limited by Guarantee Pledgor: CHENGDU SIHAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980006110 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Control Method for Transmission Line Fault Monitoring Equipment Effective date of registration: 20230306 Granted publication date: 20151104 Pledgee: Chengdu SME financing Company Limited by Guarantee Pledgor: CHENGDU SIHAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980034104 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20151104 Pledgee: Chengdu SME financing Company Limited by Guarantee Pledgor: CHENGDU SIHAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980034104 |