CN109507682A - 一种输电线路弧垂在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种输电线路弧垂在线监测装置，所述输电线路悬挂在杆塔上，所述监测装置包括固定设置在所述杆塔上的测量请求发起单元和固定设置在所述输电线路上的测量请求响应单元，所述测量请求发起单元包括固定设置在所述杆塔上的第一固定装置和固定设置在所述第一固定装置上的第一无线电波收发装置，所述测量请求响应单元包括固定设置在所述输电线路上的第二固定装置和固定设置在所述第二固定装置上的第二无线电波收发装置。本发明提供一种输电线路弧垂在线监测装置，结构简单、安装方便，而且测量速度快，能够满足对输电线路4弧垂大小的在线实时监测的需求。
Description
技术领域
本发明涉及领域，具体的说是一种输电线路弧垂在线监测装置。
背景技术
弧垂，指导线上任意一点到悬挂点连线之间的铅垂距离称为导线在该点的弧垂。在输电领域，当输电距离较远时，由于导线自重，会形成轻微的弧垂，使导线呈悬链线的形状。理论上，由于把一个导线拉直需要无穷大的力，而实际中不存在这样的力，而且也会为电杆带来负担，因此通常在可控范围内，需要留有弧垂。弧垂是考验输电线路健康状况的一个重要的标准，因此如何实时地对输电线路的弧垂进行监测是本领域技术人员需要解决的一个重点问题。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种输电线路弧垂在线监测装置，结构简单、安装方便，而且测量速度快，能够满足对输电线路4弧垂大小的在线实时监测的需求。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：
一种输电线路弧垂在线监测装置，所述输电线路悬挂在杆塔上，所述监测装置包括固定设置在所述杆塔上的测量请求发起单元和固定设置在所述输电线路上的测量请求响应单元；
所述测量请求发起单元包括固定设置在所述杆塔上的第一固定装置和固定设置在所述第一固定装置上的第一无线电波收发装置，所述第一固定装置包括两个套设在所述杆塔上的固定件，两个所述固定件上下分布，两个所述固定件之间固定连接有L型安装板，L型安装板由一体连接的水平部分和垂直部分组成，所述第一无线电波收发装置固定设置在所述水平部分上；
所述测量请求响应单元包括固定设置在所述输电线路上的第二固定装置和固定设置在所述第二固定装置上的第二无线电波收发装置，所述第二固定装置包括倒置的槽钢和用于将所述输电线路压紧在所述槽钢上的压紧件，所述槽钢包括平板和开设在所述平板下表面的限位槽，所述限位槽内设置有限位块，所述第二无线电波收发装置与所述限位块固定连接，所述限位槽的两端各通过一个端板封闭，所述压紧件包括弧形板和一体连接在所述弧形板两侧的两个翼板，每个所述翼板各通过一组锁紧螺栓与所述平板固定连接，一组所述锁紧螺栓有若干个。
所述固定件包括两个并列设置的固定杆，两个所述固定杆通过两个连接螺栓相连接，两个所述固定杆和两个所述连接螺栓围合出一个方形框，所述杆塔从所述方形框内穿过，所述垂直部分的上部与位于上方的一个所述固定件的两个所述固定杆固定连接，所述垂直部分的下部与位于下方的一个所述固定件的两个所述固定杆固定连接。
每个所述固定杆上均开设有若干个沿长度方向均匀分布的第一螺孔，所述连接螺栓与所述第一螺孔相匹配。
所述连接螺栓上还套设有金属垫圈、一级锁紧螺母和二级锁紧螺母。
所述平板上开设有两列第二螺孔，每列所述第二螺孔的数量与一组所述锁紧螺栓的数量相等，所述翼板上开设有若干个与一组所述锁紧螺栓数量相等的第三螺孔，所述锁紧螺栓穿过所述第三螺孔后旋入到所述第二螺孔中完成所述压紧件与所述槽钢的固定连接，并且将所述输电线路压紧在所述弧形板与所述平板之间。
所述第一无线电波收发装置包括微型计算机，所述微型计算机电连接有超高频RFID读写装置、北斗导航装置和通信回转装置。
所述通信回转装置通过窄带通信的方式与监控中心通信连接。
所述第二无线电波收发装置包括超高频RFID标签。
本发明通过在杆塔上设置超高频RFID读写装置，在输电线路上设置超高频RFID标签，通过互相传输距离测量请求信号和距离测量反馈信号的方式计算超高频RFID读写装置与超高频RFID标签之间的距离，并通过超高频RFID读写装置与输电线路的悬挂点之间的距离以及第二无线收发装置与输电线路的悬挂点之间的距离来计算出输电线路的靠近悬挂点的部分的俯角，最终近似得到输电线路的弧垂大小，装置简单，测量过程速度快，能够满足对输电线路弧垂大小的在线实时监测的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的第一固定装置的结构示意图；
图2是本发明的第一无线电波收发装置的结构框图；
图3是本发明的第二固定装置的结构爆炸图；
图4是本发明的监测方法的示意图。
附图标记：1-杆塔，2-第一无线电波收发装置，3-第二无线电波收发装置，4-输电线路，5-连接螺栓，6-固定杆，7、第一螺孔，8-金属垫圈，9-一级锁紧螺母，10-二级锁紧螺母，11-L型安装板，12-壳体，13、限位块，14-槽钢，15-第二螺孔，16-端板，17-翼板，18-第三螺孔，19-弧形板，20-锁紧螺栓，21-限位槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至4，图1是本发明的第一固定装置的结构示意图，图2是本发明的第一无线电波收发装置的结构框图，图3是本发明的第二固定装置的结构爆炸图，图4是本发明的监测方法的示意图。
一种输电线路弧垂在线监测装置，输电线路4悬挂在杆塔1上，监测装置包括固定设置在杆塔1上的测量请求发起单元和固定设置在输电线路4上的测量请求响应单元。
测量请求发起单元包括固定设置在杆塔1上的第一固定装置和固定设置在第一固定装置上的第一无线电波收发装置2，第一固定装置包括两个套设在杆塔1上的固定件，两个固定件上下分布，两个固定件之间固定连接有L型安装板11，L型安装板11由一体连接的水平部分和垂直部分组成，第一无线电波收发装置2固定设置在水平部分上。固定件包括两个并列设置的固定杆6，两个固定杆6通过两个连接螺栓5相连接，两个固定杆6和两个连接螺栓5围合出一个方形框，方形框的大小可以通过调整两个连接螺栓5的位置进行调整，杆塔1从方形框内穿过，垂直部分的上部与位于上方的一个固定件的两个固定杆6固定连接，垂直部分的下部与位于下方的一个固定件的两个固定杆6固定连接。每个固定杆6上均开设有若干个沿长度方向均匀分布的第一螺孔7，连接螺栓5与第一螺孔7相匹配。连接螺栓5上还套设有金属垫圈8、一级锁紧螺母9和二级锁紧螺母10。第一无线电波收发装置2包括微型计算机，微型计算机电连接有超高频RFID读写装置、北斗导航装置和通信回转装置。通信回转装置通过窄带通信的方式与监控中心通信连接。
测量请求响应单元包括固定设置在输电线路4上的第二固定装置和固定设置在第二固定装置上的第二无线电波收发装置3，第二固定装置包括倒置的槽钢14和用于将输电线路4压紧在槽钢14上的压紧件，槽钢14包括平板和开设在平板下表面的限位槽21，限位槽21内设置有限位块13，第二无线电波收发装置3与限位块13固定连接，限位槽21的两端各通过一个端板16封闭，压紧件包括弧形板19和一体连接在弧形板19两侧的两个翼板17，每个翼板17各通过一组锁紧螺栓20与平板固定连接，一组锁紧螺栓20有若干个。平板上开设有两列第二螺孔15，每列第二螺孔15的数量与一组锁紧螺栓20的数量相等，翼板17上开设有若干个与一组锁紧螺栓20数量相等的第三螺孔18，锁紧螺栓20穿过第三螺孔18后旋入到第二螺孔15中完成压紧件与槽钢14的固定连接，并且将输电线路4压紧在弧形板19与平板之间。第二无线电波收发装置3包括壳体12和设置在壳体12内的超高频RFID标签，壳体12与限位块13固定连接。
本发明的监测方法包括如下步骤。
步骤S1、确定超高频RFID读写装置与输电线路4的悬挂点之间的距离b和超高频RFID标签与输电线路4的悬挂点之间的距离a，距离b和距离a可以在安装一无线电波收发装置2和超高频RFID标签的时候直接确定，并且作为已知条件在后续过程中参与计算输电线路4的弧垂大小；
步骤S2、超高频RFID读写装置向超高频RFID标签发射三个距离测量请求信号，距离测量请求信号设置为绝对时标，即距离测量请求信号发送时的绝对时间，采用绝对时间作为距离测量请求信号，信号码元体积小，占用资源少，消耗能量低；
步骤S3、超高频RFID标签接收三个距离测量请求信号后计算每个距离测量请求信号的传输时间，因为距离测量请求信号是采用的绝对是件，因此超高频RFID标签无需与第一无线电波收发装置4进行时间同步即可准确的计算出距离测量请求信号的传输时间；
步骤S4、超高频RFID标签向超高频RFID读写装置发送三个与距离测量请求信号一一对应的距离测量反馈信号，距离测量反馈信号设置为绝对时标，即距离测量反馈信号发送时的绝对时间；
步骤S5、超高频RFID读写装置接收三个距离测量反馈信号后计算每个距离测量请求信号的传输时间，因为超高频RFID标签从接收到距离测量请求信号到发出距离测量反馈信号之间会有一定的延迟，如果信号采用其他的内容，则必须要进行时间同步才能够保证超高频RFID读写装置能够准确地获取距离测量反馈信号的传输时间，而采用绝对时间作为距离传输反馈信号，超高频RFID读写装置只需要根据接收到距离测量反馈信号接收到的时间减去距离测量反馈信号本身的时间即可，速度快，准确度高；
步骤S6、超高频RFID读写装置计算三个距离测量请求信号的传输时间与三个距离测量反馈信号的传输时间的平均值，并根据该平均值计算超高频RFID读写装置与超高频RFID标签之间的距离d，超高频RFID读写装置计算超高频RFID读写装置与超高频RFID标签之间的距离d的方法为用平均值与无线电波的传输速率相乘，超高频RFID读写装置、超高频RFID标签和输电线路4的悬挂点组成一个三角形，距离a、距离b和距离d分别是三角形三条边的长度，根据a、b和d即可计算出超高频RFID读写装置与悬挂点之间连线的俯角α，然后利用俯角α可以近似得到输电线路4的弧垂大小；
步骤S7、超高频RFID读写装置根据距离a、距离b和距离d计算超高频RFID读写装置的俯角α，俯角α的计算方法为然后超高频RFID读写装置根据俯角α计算输电线路4的弧垂，对输电线路4的弧垂大小的计算只需要用到3个参数和几次简单计算，运算速度快，能量消耗低，非常适用于长时间的在线监测。
对于不同长度的输电线路4，其弧垂一般不同，且在不同环境中，相同的输电线路4的弧垂也会有所差别，直接对弧垂底部进行测量会比较困难。但是输电线路4两端靠近悬挂点的部分近乎于直线，如果能够对这部分的俯角进行测量，就能够近似得到输电线路4的弧垂大小。因此，本发明通过在杆塔1上设置超高频RFID读写装置，在输电线路4上设置超高频RFID标签，通过互相传输距离测量请求信号和距离测量反馈信号的方式计算超高频RFID读写装置与超高频RFID标签之间的距离，并通过超高频RFID读写装置与输电线路4的悬挂点之间的距离以及第二无线收发装置3与输电线路4的悬挂点之间的距离来计算出输电线路4的靠近悬挂点的部分的俯角，最终近似得到输电线路4的弧垂大小，装置简单，测量过程速度快，能够满足对输电线路4弧垂大小的在线实时监测的需求。
还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种输电线路弧垂在线监测装置，所述输电线路(4)悬挂在杆塔(1)上，其特征在于：所述监测装置包括固定设置在所述杆塔(1)上的测量请求发起单元和固定设置在所述输电线路(4)上的测量请求响应单元；
所述测量请求发起单元包括固定设置在所述杆塔(1)上的第一固定装置和固定设置在所述第一固定装置上的第一无线电波收发装置(2)，所述第一固定装置包括两个套设在所述杆塔(1)上的固定件，两个所述固定件上下分布，两个所述固定件之间固定连接有L型安装板(11)，L型安装板(11)由一体连接的水平部分和垂直部分组成，所述第一无线电波收发装置(2)固定设置在所述水平部分上；
所述测量请求响应单元包括固定设置在所述输电线路(4)上的第二固定装置和固定设置在所述第二固定装置上的第二无线电波收发装置(3)，所述第二固定装置包括倒置的槽钢(14)和用于将所述输电线路(4)压紧在所述槽钢(14)上的压紧件，所述槽钢(14)包括平板和开设在所述平板下表面的限位槽(21)，所述限位槽(21)内设置有限位块(13)，所述第二无线电波收发装置(3)与所述限位块(13)固定连接，所述限位槽(21)的两端各通过一个端板(16)封闭，所述压紧件包括弧形板(19)和一体连接在所述弧形板(19)两侧的两个翼板(17)，每个所述翼板(17)各通过一组锁紧螺栓(20)与所述平板固定连接，一组所述锁紧螺栓(20)有若干个。
2.如权利要求1所述的一种输电线路弧垂在线监测装置，其特征在于：所述固定件包括两个并列设置的固定杆(6)，两个所述固定杆(6)通过两个连接螺栓(5)相连接，两个所述固定杆(6)和两个所述连接螺栓(5)围合出一个方形框，所述杆塔(1)从所述方形框内穿过，所述垂直部分的上部与位于上方的一个所述固定件的两个所述固定杆(6)固定连接，所述垂直部分的下部与位于下方的一个所述固定件的两个所述固定杆(6)固定连接。
3.如权利要求2所述的一种输电线路弧垂在线监测装置，其特征在于：每个所述固定杆(6)上均开设有若干个沿长度方向均匀分布的第一螺孔(7)，所述连接螺栓(5)与所述第一螺孔(7)相匹配。
4.如权利要求2所述的一种输电线路弧垂在线监测装置，其特征在于：所述连接螺栓(5)上还套设有金属垫圈(8)、一级锁紧螺母(9)和二级锁紧螺母(10)。
5.如权利要求1所述的一种输电线路弧垂在线监测装置，其特征在于：所述平板上开设有两列第二螺孔(15)，每列所述第二螺孔(15)的数量与一组所述锁紧螺栓(20)的数量相等，所述翼板(17)上开设有若干个与一组所述锁紧螺栓(20)数量相等的第三螺孔(18)，所述锁紧螺栓(20)穿过所述第三螺孔(18)后旋入到所述第二螺孔(15)中完成所述压紧件与所述槽钢(14)的固定连接，并且将所述输电线路(4)压紧在所述弧形板(19)与所述平板之间。
6.如权利要求1所述的一种输电线路弧垂在线监测装置，其特征在于：所述第一无线电波收发装置(2)包括微型计算机，所述微型计算机电连接有超高频RFID读写装置、北斗导航装置和通信回转装置。
7.如权利要求6所述的一种输电线路弧垂在线监测装置，其特征在于：所述通信回转装置通过窄带通信的方式与监控中心通信连接。
8.如权利要求1所述的一种输电线路弧垂在线监测装置，其特征在于：所述第二无线电波收发装置(3)包括超高频RFID标签。
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