CN104755876A - 用于检测架空线运动的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监视架空线的运动的系统，其包括监视设备。该监视设备包括加速度计和处理电路。处理电路被配置成从加速度计接收与线移动对应的数据，分析数据以确定与架空线的位移对应的位移数据，接收与架空线附近的至少一个外部物体的位置对应的数据，并分析该位移数据以确定与至少一个外部物体的间隙。

Description

用于检测架空线运动的系统和方法

背景技术

架空线(例如传输线、功率线、悬空线等)容易前后振动。这种振动经常包括线由于风导致的高振幅、低频率振动。这种振动最常见地发生在垂直平面内，尽管水平和旋转运动也是可能的。线的振动造成疲劳问题，不管是在线内还是对于与线耦合的任何结构。在功率线的情形下，振动显著地增加了所耦合的绝缘体和电缆塔上的应力，这增加了功率系统机械故障的风险。另外，振动可能具有足以超出工作间隙的振幅。

发明内容

一示例性实施例涉及用于监视架空线的运动的系统。该系统包括监视设备，该监视设备包括加速度计和处理电路。处理电路被配置成从加速度计接收与线移动对应的数据，分析数据以确定与架空线的位移对应的位移数据，接收与架空线附近的至少一个外部物体的位置对应的数据，并分析该位移数据以确定与至少一个外部物体的间隙。

另一示例性实施例涉及监视线运动的方法。该方法包括：从加速度计接收与架空线移动对应的数据，分析数据以确定与架空线的位移对应的位移数据，接收与架空线附近的至少一个外部物体的位置对应的数据，并分析该位移数据以确定与至少一个外部物体的间隙。

另一示例性实施例涉及用于检测架空线的结构故障的系统。该系统包括监视设备，该监视设备包括加速度计和处理电路。处理电路被配置成：从加速度计接收与线运动对应的数据，分析数据以确定距离偏移数据，分析该距离偏移数据以检测坠落线，并通过实时行动而对坠落线作出响应。

另一示例性实施例涉及检测功率线的结构故障的方法。该方法包括：从加速度计接收与功率线移动对应的数据，分析数据以确定距离偏移数据，分析该距离偏移数据以确定功率线是否坠落，并通过实时行动而对坠落的功率线作出响应。

另一示例性实施例涉及用于主动地对架空线的运动给予减震的系统。该系统包括：监视设备，其包括加速度计；减震设备，其被配置成减少架空线的运动；以及处理电路。处理电路被配置成：从加速度计接收与线移动对应的数据，分析数据以确定与架空线的位移对应的位移数据，分析位移数据以确定架空线是否需要减震，以及将控制数据传递至减震设备，其中减震设备被配置成接收控制数据并根据控制数据产生架空线减震。

另一示例性实施例涉及主动地对架空线移动给予减震的方法。该方法包括：从加速度计接收与架空线的移动对应的数据，分析数据以确定与架空线的位移对应的位移数据；分析该位移数据以确定架空线是否需要减震；将控制数据传递至减震设备，该减震设备被配置成减少架空线的运动，其中控制数据被配置成控制架空线减震；以及使用该减震设备对架空线进行减震。

另一示例性实施例涉及其上存储有指令的非临时计算机可读介质，该指令包括：从加速度计接收与架空线的移动对应的数据的指令；确定与架空线的位移对应的位移数据的指令；接收与架空线附近的至少一个外部物体的位置对应的数据的指令；分析位移数据的指令；以及确定与至少一个外部物体的间隙的指令。

本发明能胜任其它实施例并且能以多种方式执行。替代的示例性实施例涉及其它特征和特征组合，如同在权利要求书中一般阐述的那样。

前面内容是概述并因此必定包含细节的简化、概括和省略。因此，本领域内技术人员将理解，概述仅为解说性的并且无论如何不构成限制。如权利要求书单独定义的那样，本文描述的设备和/或过程的其它方面、创新性特征和优势将从下面给出的详细描述并结合附图变得显而易见。

附图说明

本发明将结合附图从下面的详细说明中被更完全地理解，附图中相同的附图标记标识相同要素，在附图中：

图1A是根据一示例性实施例示出的用于监视线运动的加速度传感器系统的示意图，其包括监视设备、悬空的功率线和功率传输塔。

图1B是根据一示例性实施例示出的用于监视线运动的加速度传感器系统的示意图，其包括监视设备、悬空和坠落的功率线以及功率传输塔。

图2是根据一示例性实施例示出的监视设备、加速度计、发射机、处理电路和接收机的方框图。

图3是根据一示例性实施例示出的处理电路的详细方框图。

图4是根据一示例性实施例示出的用于监视线运动的加速度传感器系统的示意图，其包括监视设备、悬空的功率线和功率传输塔。

图5是根据一示例性实施例示出的用于监视线运动的加速度传感器系统的示意图，其包括监视设备、悬空的功率线、减震设备和功率传输塔。

图6是根据一示例性实施例示出的使用监视设备对线运动进行检测和响应的一般过程的流程图。

图7是根据一示例性实施例示出的使用监视设备对坠落线进行检测和响应的一般过程的流程图。

图8是根据一示例性实施例示出的使用监视设备抵消线运动的一般过程的流程图。

具体实施方式

在参照详细地解说示例性实施例的附图之前，应当理解本申请不局限于说明书中阐述或附图中示出的细节或方法。还应当理解，方法只是为了说明目的而不应当被视为限制。

总体参照附图，这些附图示出和描述了使用加速度传感器检测线运动的系统和方法。包含加速度传感器、发射机和处理电路的监视设备可耦合至功率线。监视设备可由功率线供电。功率线可悬空在两个或更多个传输塔(例如电力塔、桁架式塔架、悬空塔、终端塔、张力塔、换位塔等)之间。传输塔可利用绝缘体或将线耦合至塔臂的其它适宜装置。在一阵风导致悬空功率线振动的情况下，加速度传感器检测该振动并将相关数据提供至处理电路。处理电路分析该数据并确定线与外部物体的间隙。外部物体可包括树、结构、其它功率线、大楼等等。除了确定振幅信息外，处理电路还基于沿线长度的位移变动确定线与外部物体之间的间隙。处理电路测量和预测由于振动造成的位移的实际形状。例如，位移朝向线中央可能较大，并且朝向与线耦合的支承端可能较小。处理电路可使发射机将振动和间隙信息送至接收设备。振动和间隙信息可被记入日志，并之后用于确定修剪植物、修饰地形、减少电缆下垂等需要。处理电路也可基于振动和间隙数据确定采取实时行动。例如，如果处理电路确定线至外部物体在某一距离内，则行动可包括降低功率传输或停止对线供电。

在另一构想的场景中，监视设备包括被配置成从控制中心或其它监视设备接收数据的接收机。监视设备可使用所接收的振动数据以计算沿线的位移。作为一个示例，沿线的一特定跨距可以有四个监视设备。一个监视设备可从其余三个监视设备接收振动信息，并整合它们的运动以确定位移。

根据另一构想的场景，包含加速度传感器、发射机和处理电路的监视设备被耦合至功率线。功率线悬空在两个或更多个传输塔(例如电力塔、桁架式塔架、悬空塔、终端塔、张力塔、换位塔等)之间。传输塔可利用绝缘体或将线耦合至塔臂的其它适宜装置。在一阵风或其它事件造成功率线中的故障(例如坠落线、断线、塔倒塌、结构故障等)的情况下，加速度传感器检测坠落线并将相关数据提供至处理电路。处理电路分析该数据并可计算预测的对地面冲击时间。处理电路也可确定实际的冲击时间。处理电路也可确定基于故障采取实时行动。例如，行动可包括在撞击之前或在撞击之后停止对线的供电。又如，行动可包括使用发射机将状态信号送至控制中心。再如，行动可包括使用发射机将警告信号发送至其它负载设备，由此通知这些设备即将到来的电力损失或电力高峰。

根据另一构想的场景，包含加速度传感器、发射机和处理电路的监视设备被耦合至功率线。功率线悬空在两个或更多个传输塔(例如电力塔、桁架式塔架、悬空塔、终端塔、张力塔、换位塔等)之间。传输塔可利用绝缘体或将线耦合至塔臂的其它适宜装置。在一阵风或其它事件导致功率线振动的情况下，加速度传感器检测该振动并将相关数据提供至处理电路。处理电路分析该数据并可确定抵消振动。这可包括使用发射机发送信号以控制减震设备。例如，减震设备可包括线张紧器或调节线张力的其它装置、至外部结构的动力耦合器、风扇或其它气动设备或者受控制的磁性设备(例如与线电流发生反应的设备)，其每一个被配置成阻碍(counteract)振动线。

对于本公开，术语“耦合的”表示将两个部件直接或间接地彼此结合。这种结合可以实质上是固定的或实质上是可移动的，并且这种结合可允许电、电信号或其它类型的信号的流动或两个部件之间的通信。这种结合可通过两个部件或两个部件和任何附加中间部件彼此作为一个整体一体地形成或者通过两个部件或两个部件和任何附加中间部件彼此附连而实现。这种结合可以实质上是永久的或者可以实质上是可移动的或可释放的。

参照图1A，其示出根据一示例性实施例的线运动检测系统100。线运动检测系统100包括监视设备102、功率线104、传输塔106和传输信号108。传输塔106可以是电力塔、桁架式塔架、悬空塔、终端塔、张力塔、换位塔或者用于支承架空线的任何其它结构。功率线104可以是传输线或配电线、高电压AC线、高电压DC线或任何其它类型的架空线。监视设备102是根据本文的系统和方法配置的设备。监视设备102包括加速度计、处理电路、发射机或将监视设备102耦合至线所需的任何其它组件。监视设备102可额外地包括接收机或实现消弧电路所需的组件。监视设备102的发射机被图示为发送传输信号108。传输信号108可包括关于线振动的信息、关于计算出的线间隙的信息、警告信息、状态信息或任何其它相关信息。传输信号108可由任何多种设备接收。例如，接收设备可包括位于控制中心的接收机、安装在传输塔106上的接收机或其它监视器设备102等。应当理解，本公开的范围不仅限于某一数量或配置的监视设备102。例如，线可具有与其耦合的多个监视设备102。又如，监视设备102可耦合至被连接于线的塔臂，或者传输塔106上的任何其它可行的位置。又如，监视设备可以不具有装载的(on board)处理电路，而是将加速度计数据发送至外部处理电路。

参照图1B，其示出根据一示例性实施例的线运动检测系统100。图1B总体来说是与图1A所示相同的线运动检测系统100。然而，图1B示出一系统，其中功率线104之一已出故障并坠落至地面。在这种情况下，监视设备112对坠落线110作出响应。监视设备112如图所示发送信号114。例如，信号114可以是被送至控制中心的警告信号，所述控制中心例如是关联于线路运营者的控制中心、关联于本地公共安全机构的控制中心、关联于消防部门的控制中心或其它控制中心。又如，信号114可以是由接收设备使用以自动停止对坠落线110供电的控制信号。又如，信号114可包含负载设备的信息，由此提醒这些设备潜在的电力高峰或电力损失。

参见图2，其示出用于执行根据本公开的系统和方法的监视设备200的方框图。监视设备200包括加速度计模块202、发射机204和处理电路206。加速度计模块202一般被配置成测量加速度并包含至少一个加速度计。加速度计模块202被进一步配置成检测加速度的幅度和方向，并将测得的值提供至处理电路206。加速度计模块202可被配置成面向单个轴或面向多个轴。加速度计模块202可包含多个加速度计，并可测量直线加速度和角加速度两者。加速度计模块202可包含维持角基准的附加组件(例如陀螺设备)。测得的加速度可作为数字值或模拟值被提供给处理电路206，并可以是矢量形式等。监视设备200可额外地包括接收机208。接收机208一般被配置成从另一设备接收信号。例如，接收机208可以是被配置成从控制中心接收信号的无线接收机。又如，接收机208可以是被配置成从另一监视设备接收信号的无线接收机。尽管在图2中被描绘成分立模块，然而加速度计模块202、发射机204、处理电路206和接收机208可以是一个集成设备的部件。

在一示例性实施例中，监视设备200耦合至高电压传输线。加速度计模块202包括三轴直线加速度计和陀螺仪。发射机204是长距无线电发射机。接收机208是天线。加速度计模块202将加速度和旋转信息提供至处理电路206。处理电路206根据本文描述的系统和方法分析数据。处理电路使用发射机204将状态报告发送至控制中心。处理电路使用接收机208从控制中心获得配置信息。

在另一示例性实施例中，监视设备200耦合至高电压传输线。加速度计模块202包括三轴直线加速度计和旋转加速度计。发射机204是长距无线电发射机。接收机208是天线。加速度计模块202将加速度和旋转信息提供至处理电路206。处理电路206根据本文描述的系统和方法分析数据。处理电路使用发射机204将状态报告发送至其它监视设备。处理电路使用接收机208从控制中心获得配置信息。应当理解，加速度计模块202不限于加速度计设备的特定选择。可以构想多种加速度计和运动检测设备。

参见图3，其示出根据示例性实施例完成本公开的系统和方法的处理电路300的更详细方框图。处理电路300可以是图1的监视设备102中的处理电路。处理电路300一般被配置成：从加速度计(例如图2的加速度计模块202)接收数据；确定沿线的位移；分析所接收的数据以确定线运动的特征；以及基于数据确定是否需要采取任何行动。输入可以连续地或周期地被接收。在一个实施例中，处理电路300接收与坠落功率线的加速度对应的数据。处理电路300分析数据并确认线正在坠落。处理电路300可确定响应于坠落线需要采取多种行动。例如，行动可包括在线撞击地面前生成对线停止供电所需的信号。处理电路300可使信号被发送至接收设备或控制室。又如，处理电路300可产生警告其它设备即将到来的电力损失或电力高峰所需的信号。又如，处理电路300可产生控制主动减震设备(例如气动设备、升力面或阻力面、风扇、线张紧器、磁铁等)所需的信号。主动减震设备可施加减震力以阻挠振动。处理电路300也可产生信号以使主动减震设备在沿直线离散的位点施力，或者基于线的振动模式或线形状在多个位置施力等等。

在另一实施例中，处理电路300接收与功率线的振动对应的数据。处理电路300分析数据并确定沿线的位移。处理电路300分析位移数据并确定沿线的线间隙。处理电路300可将线间隙信息与外部物体(例如植物、地面、外部结构等)的位置进行比较。这些位置可从相机、从雷达或从其它传感器获取。这些位置可被存储在数字文件中，例如2D或3D映像文件、数据库或其它格式。这些位置可被发送至包含处理电路300的监视设备并且处理电路300可添加或更新所存储的位置。间隙信息可代表振动线与外部物体的最接近的三维途径。振动对与外部物体的间隙的效果将一般依赖于给定的线位移沿线跨距的位置，即最大偏移可发生在中间跨距上，但由于在中间跨距位置没有邻近的外部物体，因而对间隙要求没有限制；然而，由于邻近的外部物体，靠近一个塔的较小位移可能有更多限制。处理电路300也可将线间隙信息与存储最大位移容限的配置文件进行比较。例如，处理电路300可确定线正以可能造成其与外部物体接触的方式振动。处理电路300可产生必要的信号以将该信息的报告发送至接收设备。又如，处理电路可随时间推移对位移信息数据作日志。记入日志的数据可被发送至第二设备以用于确定修整植物的需要，或用于更好地布置线的位置等等。

处理电路300包括处理器302。处理器302可实现为通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理器件或其它适宜的电子处理器件。处理电路300也包括存储器304。存储器304是用于存储数据和/或计算机代码以促进本文描述的各种处理的一个或多个设备(例如RAM、ROM、闪存、硬盘存储等等)。存储器304可以是或包括非临时易失性存储器或非易失性存储器。存储器304可包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或支持各种活动的任何其它类型信息结构以及本文所述的信息结构。存储器304可通信地连接至处理器302并包括用于执行本文描述的过程的计算机代码或指令。

存储器304包括配置数据306。配置数据306包括与处理电路300关联的数据。例如，配置数据306可包括关联于与加速度计的接口的信息。这可包括与发射机和接收机组件(例如无线电发射机、天线等)接口所需的命令集。配置数据可包括用于本文描述的监视设备的组件的规范和协议信息。又如，配置数据306可包括与容限或差错级别关联的信息，该信息可用于确定何时需要采取行动。配置数据306可包括用于配置处理电路300的各个组件以及本文描述的系统的各个组件之间的通信的数据。

配置数据306可进一步包括与外部物体关联的信息。例如，这可包括树、房子、结构、植物、其它功率线、功率传输塔等的位置。该位置数据可留驻在数据库、数字2D或3D映像、文本文件等中。配置数据306可将该信息提供至分析模块310以处理。配置数据306可进一步包括与容限和差错条件关联的信息。配置数据306可将该数据提供至分析模块310以用于确定是否存在危险的线状况，或确定是否需要发送警告等。配置数据306也可包括相应监视设备的位置信息。

存储器304包括存储器缓冲器308。存储器缓冲器308被配置成通过输入314从加速度计模块(例如图2的加速度计模块202)接收数据。存储器缓冲器也可通过输入314从监视设备内的其它组件接收数据。数据可包括由第二设备提供的信息。例如，数据可包括从控制中心送出的配置或初始化数据。又如，数据可以是从第二监视设备送出的数据。通过输入314接收的数据可被存储在存储器缓冲器308中，直到存储器缓冲器308由处理电路300的各个模块访问以获取数据为止。例如，分析模块310可访问被存储在存储器缓冲器308中的配置数据。

存储器304包括分析模块310。分析模块310被配置成从加速度计设备(例如图2的加速度计模块202)接收线运动数据。线运动数据可通过输入314或通过存储器缓冲器308提供。分析模块310扫描线运动数据并分析数据。分析模块310响应于分析确定采取的行动。例如，行动可包括将数据记入日志、发送数据、发送警告或提醒信号、确定线位移和间隙、启用减震设备等。分析模块310可提供拟格式化的数据以通过通信模块312传输。分析模块310在其执行本文所述的分析时，可使用任何数量的技术。例如，分析模块可利用机器学习、人工智能、与数据库的交互和数据库表查找、模式识别和日志、智能控制、神经网络、模糊逻辑等。

在一个实施例中，分析模块310从加速度计模块接收线运动数据并确定架空线的振动幅度。线运动可由风、线或塔故障等引起。本公开的范围不限制线运动的某一起因。分析模块310使用线运动数据以计算沿线的振动幅度。分析模块310使用振动幅度信息以确定与外部物体的线间隙。可在沿线长度的一般位置确定间隙，而不是仅在中间跨距处确定间隙。为了确定与外部物体的线间隙，分析模块310可使用其位置信息(例如加速度计沿线的位置)以计算线的位移和特征运动。分析模块也可访问配置数据308以检索包含与外部物体相关的位置信息的数据结构。分析模块310也使用线运动数据以确定线振动模的激励。例如，这可包括关于线的法向模和关于沿线的驻波的计算。这也可包括确定振动模的振幅。分析模块310可使用线振动模信息以预测沿线在远端位点的线位移。分析模块310可存储振动模信息并利用对模的在先了解以预测未来的位移。分析模块310可确定因变于沿线距离的位移，而不是仅确定峰值模位移。分析模块310可确定由于模态位移的时变叠加导致的位移。

分析模块310可将线位移信息与外部物体位置进行比较并提供线间隙信息。例如，分析模块310可将线上某一位置的最大位移与附近树的位置进行比较。在一个实施例中，可将比较信息提供至第二设备或控制中心，并用于确定修缮植物或减小线下垂的需要。例如，分析模块310可提供线的移动超出某一容限水平(例如线在树的5英尺之内)的信息。又如，分析模块310可提供线的移动未超出某一容限水平(例如线从未振动超出1英尺的距离等)的信息。容限水平可由配置数据308规定。在另一实施例中，可使用比较信息来触发实时行动。例如，如果线超出某一容限，则分析模块310可提供降低功率或停止对线供电所需的信号。

在一个实施例中，分析模块310从加速度计模块和第二监视设备(例如图2的监视设备200)两者接收线运动数据，使用所接收的数据确定架空线的振幅，并使用振幅信息以确定与外部物体的线间隙，如本文所述那样。分析模块310可对接收的运动信息执行整合以确定位置信息。分析模块310使用来自第二监视设备的数据以确定动态间隙。例如，如果第二监视设备耦合至第二线，则分析模块310可动态地计算线之间的距离。分析模块310确定线间隙。分析模块310使用来自第二监视设备的运动信息以确认任何确定的行动。例如，可确认从第二监视设备送出的位移信息以避免错误的警报。

在一个实施例中，分析模块310从加速度计模块接收线运动数据以实时检测坠落线。分析模块310可基于运动数据(例如与加速度对应的数据)的整合而检测坠落线，以随时间推移确定距离偏移。坠落线可由线的实际断裂造成，或由线支承件的故障造成等等。距离偏移可牵涉到垂直运动或横向运动。分析模块310可将距离偏移与配置数据308中规定的容限水平作比较。例如，分析模块310可确定线已移动大于容限水平的垂直距离，并可推断出线正在坠落。在一个实施例中，分析模块310基于线高或距离以及运动数据来预测撞击时间。在另一实施例中，分析模块310使用运动数据检测实际的线撞击。例如，运动数据可对应于大量级但短时长的加速度脉冲，随后是没有加速度的连续周期。分析模块310可基于坠落线确定采取实时行动。例如，分析模块310可产生必要的信号以向控制中心(例如关联于线运营者、关联于公共安全组织等)发送简短报告。又如，分析模块310可产生必要的信号以允许保安电路自动地停止对线供电。再如，分析模块310可产生必要的信号以使另一设备停止对线供电(例如发送警告或控制信号等)。分析模块310可在线撞击之前或之后发送该提醒或控制信号。通信模块312可预备由分析模块310提供的任何数据以传输。再如，分析模块310可发送警告即将到来的电力损失或电力高峰的信号。

在一个实施例中，分析模块310从加速度计模块接收线运动数据以控制线运动(例如振动、振荡等)的主动减震。分析模块310使用线运动数据以确定电缆振动模的激励。除了如本文所述地确定线的位移和振动模外，分析模块310还计算减震设备位置处的位移。分析模块310确定线是否需要减震。例如，如果线在某一位置的位移或速度超出容限水平，则分析模块310可产生必要的信号以控制减震设备。减震设备可以是任何数量的减震设备(例如线张紧器、风扇、受控制的磁铁、滞留设备(stays)、气动设备、带关节的升力面或阻力面等)。本公开的范围不仅限于某一减震设备。分析模块310发送信号以使减震设备施加减震力以抵消振动速度。分析模块310可使用与本文描述的线分析对应的数据(例如位移计算、速度计算、振动模计算、模形计算等)以确定拟施加的减震力的位置和量级。在一个实施例中，分析模块310从第二监视设备(例如图2的监视设备200)接收附加线运动数据以控制线运动的主动减震。分析模块310可发送与所施加的任何减震对应的信息。例如，分析模块310可将所施加的减震的状态报告送至控制中心。

存储器304进一步包括通信模块312。通信模块312被配置成提供经由输出316与其它设备的通信能力。例如，通信模块312可被配置成提供与记入日志的线振动对应的信息(例如电缆振动模的激励、振幅、位移、线间隙等)。另一设备可以是控制中心、服务器、另一监视设备等。通信模块312可包括支持各通信协议(例如网际协议(IP)、传输控制协议(TCP)、文件传输协议(FTP)、无线电传输等)或支持服务器-客户机或端对端网络关系的逻辑。

处理电路300进一步包括输入314和输出316。输入314被配置成接收加速度计模块数据、配置信息和任何其它适宜数据。输出316被配置成将输出提供至设备，如本文所述那样。例如，输出316可被配置成经由无线传输方式连接至其它设备。输出316也可被配置成经由有线连接连接至第二设备(例如沿线发送传输等)。

参照图4，其示出根据一示例性实施例的线运动检测系统400。线运动检测系统400包括监视设备402、功率传输塔410、功率线408、绝缘体406、塔臂404。监视设备402可如本文所述地配置(例如图2的监视设备200)。监视设备402可耦合至任何适宜的位置。例如，监视设备可耦合至传输塔410的塔臂404或绝缘体406。又如，监视设备可耦合至功率线408。这类监视设备可被配置成彼此通信以执行根据本文描述的方法。应当理解，本公开不仅限于某一位置的监视设备，并可预见监视设备的其它位置。

参照图5，其示出根据一示例性实施例的线运动检测系统500。线运动检测系统500包括监视设备502、功率传输塔508、功率线506和减震设备504。监视设备502可如本文所述地配置(例如图2的监视设备200)。监视设备502被描绘为将控制信号发送至减震设备504。减震设备504从监视设备502接收控制信号并施力以抵消线506的振动或移动。例如，减震设备504可以是线张紧设备。线张紧设备可响应控制信号增大或减小悬空线的张力。监视设备502可发送控制信号以实现线506内张力的增大或减小，并由此抵消振动。又如，减震设备504可以是能够调节跨线的空气流动或阻力的气动设备。监视设备502可发送控制信号以驱使气动设备抵消或中断风以阻止线振动。监视设备502和减震设备504可彼此物理地耦合，或者可分离并通过有线信号或无线信号通信。

参见图6，图6是根据一示例性实施例示出的使用监视设备对线运动进行检测和响应的一般过程600的流程图。过程600包括：从加速度计模块(例如图2的加速度计模块202等)接收数据(步骤602)；接收与已知外部物体相关的数据(步骤604)；对加速度计模块数据执行分析以确定电缆振动模，包括确定沿线的最大位移(步骤606)；以及将位移信息与外部物体位置进行比较并确定线间隙(步骤608)。响应确定的线间隙，可采取行动(步骤610-614)。例如，发送拟被记入日志的线间隙信息(步骤610)；如有必要发送提醒信号(步骤612)；或将数据送至其它监视设备(步骤614)。应当理解，这些行动可以被组合，并可执行多个行动。更应理解，这些行动不仅限于步骤610-614中提到的那些。

参见图7，图7是根据一示例性实施例示出的使用监视设备对坠落线进行检测和响应的一般过程700的流程图。过程700包括：从加速度计模块(例如图2的加速度计模块202等)接收数据(步骤702)；对加速度计模块执行分析(步骤704)；以及确定是否需要立即的防损害行动(步骤706)。如果需要立即的防损害行动，则执行一个或多个实时行动(步骤708)。实施行动包括：对线停止供电(步骤710)；用保安电路保护线(步骤712)；或发送提醒或警告信号(步骤714)等。应当理解，这些行动可以被组合，并可执行多个行动。更应理解，这些行动不仅限于步骤710-714中提到的那些行动。

参见图8，图8是根据一示例性实施例示出的使用监视设备阻碍线运动的一般过程800的流程图。过程800包括：从加速度计模块(例如图2的加速度计模块202等)接收数据(步骤802)；对加速度计模块执行分析，包括确定线振动模和最大振幅(步骤804)；以及确定是否需要立即的防损害行动(步骤806)。如果需要立即的防损害行动，则执行一个或多个实时行动(步骤808)。实时行动包括：对线停止供电(步骤810)；用保安电路保护线(步骤812)；或发送提醒或警告信号(步骤814)等。应当理解，这些行动可以被组合，并可执行多个行动。更应理解，行动不仅限于步骤810-814中提到的那些行动。如果不需要立即的防损害行动，则可能需要其它行动(步骤816)。这些行动(步骤818)包括但不限于，控制减震设备(步骤820)或将数据传输至另一设备(步骤822)或将数据记入日志(步骤824)等。

本公开涉及多种方法、系统和在任何可读介质上的程序产品以完成多种操作。本公开的实施例可使用已有计算机处理器实现，或通过针对为了专用或其它用途纳入的适宜系统的专用计算机处理器实现，或通过有线系统实现。本公开范围内的实施例包括程序产品，所述程序产品包括机器可读介质以执行存储在其上的机器可执行指令或数据结构或使机器可执行指令或数据结构存储在其上。这种机器可读介质可以是能够由通用或专用计算机或其它具有处理器的机器访问的任何可得介质。例如，这种机器可读介质可包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁存储设备、或能用来执行或存储机器可执行指令或数据结构形式的合需程序代码并可由通用或专用计算机或其它具有处理器的机器访问的任何其它介质。当在网络或另一通信连接(或者硬线、无线或者硬线或无线的结合)上将信息传递或提供至机器时，机器适宜地将连接视为机器可读介质。因此，任何这样的连接被适当地冠名以机器可读介质。前述组合也包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令包括例如使通用计算机、专用计算机或专用处理机实现某一功能或一组功能的指令和数据。

尽管附图可能示出特定顺序的方法步骤，然而这些步骤的顺序可不同于所示出的顺序。另外，可同时地或部分同时地执行两个或更多个步骤。这种变化将依赖于所选择的软件和硬件系统以及设计者选择。所有这些变化落在本公开的范围内。同样，软件实施方式可通过具有基于规则的逻辑和其它逻辑的标准编程技术实现，以实现各连接步骤、处理步骤、比较步骤和判决步骤。

Claims (47)

1.一种监视架空线的运动的系统，包括：

监视设备，包括：

加速度计；以及

处理电路，其被配置成：

从所述加速度计接收与线移动对应的数据；

分析所述数据以确定与所述架空线的位移对应的位移数据；

接收与接近所述架空线的至少一个外部物体的位置对应的数据；以及

分析所述位移数据以确定与所述至少一个外部物体的间隙。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述监视设备进一步包括被配置成发送数据的发射机，并且其中所述处理电路被进一步配置成使用所述发射机以将所述位移数据送至第二设备。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述加速度计耦合至所述架空线。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述监视设备进一步包括多个加速度计，其中所述多个加速度计耦合至沿所述架空线长度的多个位点。

5.如权利要求6所述的系统，其中，所述位点是基于所述架空线的振动模的模形状而选择的。

6.如权利要求1所述的系统，其中，确定位移数据包括确定振动模的振幅。

7.如权利要求6所述的系统，其中，确定位移数据包括使用所述振动模预测在远端位点的位移。

8.如权利要求6所述的系统，其中，确定位移数据包括确定由于振动模的叠加造成的动态位移。

9.如权利要求1所述的系统，其中，确定位移数据包括因变于沿所述架空线的距离确定位移。

10.如权利要求1所述的系统，其中，所述外部物体包括植物、地面、结构、第二架空线中的至少一者。

11.如权利要求1所述的系统，其中，确定间隙包括使用从第二监视设备发来的、与第二架空线对应的位移数据。

12.如权利要求1所述的系统，其中，所述架空线包括功率传输线和配电线中的至少一者。

13.如权利要求1所述的系统，其中，分析所述数据包括使用机器学习、使用人工智能、与数据库交互、使用模式识别、使用数值计算、使用智能控制、使用神经网络和使用模糊逻辑中的至少一者。

14.如权利要求1所述的系统，其中，所述间隙是所述架空线上的点和所述外部物体之间的最接近途径。

15.如权利要求1所述的系统，其中，所述间隙是在所述架空线的一个或多个振动周期期间所述架空线上的点和所述外部物体之间的最接近途径。

16.一种检测架空线的结构故障的系统，包括：

监视设备，包括：

加速度计；以及

处理电路，其被配置成：

从所述加速度计接收与线移动对应的数据；

分析所述数据以确定距离偏移数据；

分析所述距离偏移数据以检测坠落线；以及

通过实时行动对所述坠落线作出响应。

17.如权利要求16所述的系统，其中，所述监视设备进一步包括多个加速度计，所述多个加速度计耦合至沿所述架空线长度的多个位点。

18.如权利要求17所述的系统，其中，所述位点是基于所述架空线的振动模的模形状而选择的。

19.如权利要求16所述的系统，其中，所述处理电路被进一步配置成预测撞击时间。

20.如权利要求16所述的系统，其中，所述处理电路被进一步配置成检测所述坠落线的撞击。

21.如权利要求16所述的系统，其中，所述实时行动包括停止对所述架空线的供电。

22.如权利要求16所述的系统，其中，所述实时行动包括在撞击之前停止对所述架空线的供电。

23.如权利要求16所述的系统，其中，所述实时行动包括启用耦合至所述架空线的保安电路。

24.如权利要求16所述的系统，其中，所述实时行动包括在撞击前启用耦合至所述架空线的保安电路。

25.如权利要求16所述的系统，其中，所述监视设备进一步包括被配置成发送数据的发射机。

26.如权利要求25所述的系统，其中，所述实时行动包括使用发射机以发送警告信号。

27.如权利要求26所述的系统，其中，所述警告信号包括与即将到来的电力损失、电力高峰和撞击信息中的至少一者对应的信息。

28.如权利要求16所述的系统，其中，所述架空线包括功率传输线和配电线中的至少一者。

29.一种主动地对架空线的运动予以减震的系统，包括：

监视设备，包括：

加速度计；

配置成减小所述架空线的运动的减震设备；以及

处理电路，其被配置成：

从所述加速度计接收与线移动对应的数据；

分析所述数据以确定与所述架空线的位移对应的位移数据；

分析所述位移数据以确定所述架空线是否需要减震；以及

将控制数据传递至所述减震设备，其中所述减震设备被配置成接收所述控制数据并根据所述控制数据产生架空线减震。

30.如权利要求29所述的系统，其中，所述加速度计耦合至所述架空线。

31.如权利要求29所述的系统，其中，所述监视设备进一步包括多个加速度计，所述多个加速度计耦合至沿所述架空线长度的多个位点。

32.如权利要求29所述的系统，其中，所述处理电路和减震设备是共同安装的。

33.如权利要求29所述的系统，其中，所述处理电路和加速度计是共同安装的。

34.如权利要求29所述的系统，其中，确定位移数据包括确定振动模的振幅。

35.如权利要求34所述的系统，其中，确定位移数据包括使用所述振动模预测在远端位点的位移。

36.如权利要求34所述的系统，其中，确定位移数据包括确定由于振动模的叠加造成的动态位移。

37.如权利要求29所述的系统，其中，确定位移数据包括因变于沿所述架空线的距离确定位移。

38.如权利要求29所述的系统，其中，确定所述架空线是否需要减震包括使用从第二监视设备发来的、与第二架空线对应的位移数据。

39.如权利要求29所述的系统，其中，确定所述架空线是否需要减震包括将所述位移数据与对应于至少一个外部物体的位置数据进行比较。

40.如权利要求29所述的系统，其中，确定所述架空线是否需要减震包括将所述位移数据与阈值进行比较。

41.如权利要求34所述的系统，其中，确定所述架空线是否需要减震包括将多个振动模振幅中的至少一者与阈值进行比较。

42.如权利要求29所述的系统，其中，确定所述架空线是否需要减震包括将从所述加速度计数据推导出的速度数据与阈值进行比较。

43.如权利要求29所述的系统，其中，所述减震设备包括被配置成调节空气动力的设备、风扇、线张紧器、受控制的磁铁以及所述架空线和外部结构之间的受力控制的耦合中的至少一者。

44.如权利要求29所述的系统，其中，所述减震设备被进一步配置成施加减震力以抵消振动速度。

45.如权利要求29所述的系统，其中，所述减震设备被进一步配置成在离散的位置施加减震力。

46.如权利要求29所述的系统，其中，所述减震设备被进一步配置成基于所述位移数据在多个位置施加减震力。

47.如权利要求29所述的系统，其中，所述减震设备被进一步配置成基于所述架空线的振动模在多个位置施加减震力。