CN110375907A - 一种监测相间间隔棒的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种监测相间间隔棒的系统,其特征在于:包括相间间隔棒、数据接收装置及服务器平台;所述相间间隔棒包括两个对称设置的绝缘子、用于获取相间间隔棒的拉力数据和扭矩数据的拉力及扭矩测量装置、用于测量所处定位数据的定位装置及用于根据指定测量机制将上述拉力数据、扭矩数据和定位数据进行数据处理、存储及通信传输的监测主机;所述监测主机两端对称连接拉力及扭矩测量装置,两个所述绝缘子的内端连接拉力及扭矩测量装置;所述数据接收装置用于根据指定接收机制接收、存储监测主机存储的数据并传送至服务器平台;所述服务器平台用于将数据接收装置的数据进行汇总及分析。本发明能够对相间间隔棒进行拉力、扭矩及地理定位的监测。

Description

一种监测相间间隔棒的系统
技术领域
本发明涉及相间间隔棒监控技术领域,更具体地,涉及一种监测相间间隔棒的系统。
背景技术
随着经济社会的不断发展,输电线路用电负荷的不断增加和电力用户对供电可靠性要求的不断提高,促使电网的基础设施和高压输电线路不断建设。由于电压等级高,输送距离远,高压输电线路极易遭受外部环境的影响。近年来,超强台风、龙卷风、短时强风等极端恶劣天气频发,输电线路的风偏跳闸事件有持续上升的趋势,风偏跳闸故障给电网的安全稳定运行构成了很大的威胁,风偏故障的防治工作成为提高输电线路抵御风害能力、保障电网安全的重要环节。
相间间隔棒的应用有效降低了高压输电线路风偏跳闸的出现。相间间隔棒为支撑在高压输电线路的两相导线间,控制两相导线间距离的绝缘间隔棒。相间间隔棒能够避免两相导线由于相间安全距离不足而导致线路跳闸的。高压输电线路安装在风口、隘口、山坳、山顶等强风地区,而在超强风气象条件下,相邻两相导线因为导线舞动导致安全距离不足。若相间间隔棒出现问题,由于相间间隔棒数量多,覆盖面积广,远程管理难度大,无法察觉到相间间隔棒的准确位置,不便于维修。一种已知的方法是让输电线路运维人员亲自观察相间间隔棒。输电线路运维人员可以查看和监测两相导线,并且可以对相间间隔棒的参数进行各种测量。这种监测方法依赖于输电线路运维人员的经验,并且由于高空作业,输电线路运维人员可能忽略不容易由输电线路运维人员测量的相间间隔棒的许多操作参数。这可能会导致输电线路运维人员的估计不准确。高空监测也增加输电线路运维人员的危险。且由于建设高压输电线路较长,确定线路杆段的强风带,后期输电线路走廊的选取,杆塔防风等级的确定,高压输电线的导线之间最小安全间距的选取,此类数据分析需要实地考察、监测,需要耗费大量的人力物力。因此,发明出一种监测相间间隔棒的系统,能够解决人工监测作业风险高、监测作业效率低、无法实时监测间隔棒运行情况的问题,十分有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种监测相间间隔棒的系统,解决人工监测作业风险高、监测作业效率低、无法实时监测间隔棒运行情况的问题,并能够对相间间隔棒的进行拉力、扭矩及地理定位的监测,获得拉力数据、扭矩数据和定位数据能精准判断风力对相间间隔棒的影响。
为达到上述目的,提供了一种监测相间间隔棒的系统,包括相间间隔棒、数据接收装置及服务器平台;所述相间间隔棒包括两个对称设置的绝缘子、用于获取相间间隔棒的拉力数据和扭矩数据的拉力及扭矩测量装置、用于测量所处定位数据的定位装置及用于根据指定测量机制将上述拉力数据、扭矩数据和定位数据进行数据处理、存储及通信传输的监测主机;所述监测主机两端对称连接拉力及扭矩测量装置,两个所述绝缘子的内端连接拉力及扭矩测量装置;所述数据接收装置用于根据指定接收机制接收、存储监测主机存储的数据并传送至服务器平台;所述服务器平台用于将数据接收装置的数据进行汇总及分析。
特别的,所述相间间隔棒还包括连接金具、均压环;所述均压环通过连接金具连接绝缘子的外端,所述绝缘子设置有伞裙。
特别的,所述拉力及扭矩测量装置为所述拉环套在转子上的组合体;所述拉环内部设有拉力传感器,所述转子内部设有扭矩传感器;所述转子套在绝缘子上,所述拉环通过弹性支架连接绝缘子。
特别的,所述定位装置设于监测主机的内部。
特别的,所述监测主机包括集成数据处理模块、数据存储模块和无线通讯模块的电路板;所述数据处理模块分别连接数据存储模块、拉力及扭矩测量装置、定位装置、无线通讯模块;所述数据存储模块连接无线通讯模块。
特别的,所述数据处理模块包括信号处理模块、微处理器;信号处理模块的输入端分别连接拉力及扭矩测量装置和定位装置;所述信号处理模块的输出端连接微处理器;所述微处理器连接数据存储模块和无线通讯模块。
特别的,所述数据接收装置为底部设有数据接收箱的无人机;所述数据接收箱内置控制器、存储器和无线收发装置;所述存储器连接控制器;所述控制器连接无线接收模块;所述无人机内置的电源为整个数据接收箱供电。
特别的,所述监测主机表面设有停设数据接收箱的数据接收箱支座。
特别的,所述指定测量机制包括时间测量机制,所述时间采集机制为间隔预定时间测量数据。
特别的,所述指定接收机制包括时间接收机制和指定监测主机接收机制,所述时间接收机制为间隔预定时间接收数据。
本发明的有益效果:
1.本发明解决输电线路的相间间隔棒数量众多,覆盖面积广,远程管理难度大,无法察觉到相间间隔棒的准确位置,不便于维修的技术问题。本发明通过拉力及扭矩测量装置和监测主机能够对相间间隔棒的进行拉力、扭矩及地理定位的监测,获得拉力数据、扭矩数据和定位数据能精准判断风力对相间间隔棒的影响。
2.本发明能获得到随着时间推移若干个相间间隔棒的拉力及扭矩的数据样本,能够确定线路杆段的强风带,为后期输电线路走廊的选取,杆塔防风等级的确定,高压输电线的导线之间最小安全间距的选取提供数据支撑。
3.本发明的数据接收装置为底部设有数据接收箱的无人机,通过操纵无人机实现相间间隔棒监测数据的回传,解决人工监测作业风险高、监测作业效率低、无法实时监测间隔棒运行情况的技术问题,节约时间,安全可靠。
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为本发明实施例的整体结构示意图;
图2为本发明实施例的相间间隔棒的结构示意图;
图3为本发明实施例的相间间隔棒的电路原理图;
图4为本发明实施例的数据接收装置的结构示意图;
图5为本发明实施例的数据接收装置的电路原理图;
图6为本发明实施例的相间间隔棒的安装示意图。
图中:1.绝缘子;2.监测主机;3.拉力及扭矩测量装置;4.连接金具;5.均压环;6.伞裙;7.数据接收箱支座;8.无人机;9.数据接收箱;10.相间间隔棒;11.220千伏输电线路;12.杆塔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示,本实施例一种监测相间间隔棒的系统,包括相间间隔棒10、数据接收装置及服务器平台。
如图2所示,相间间隔棒10包括两个对称设置的绝缘子1、监测主机2、拉力及扭矩测量装置3、连接金具4、均压环5。均压环5通过连接金具4连接绝缘子1的外端。绝缘子1设置有伞裙6。两个绝缘子1的内端连接拉力及扭矩测量装置3。拉力及扭矩测量装置3为拉环套在转子上的组合体。其中,拉环内设有拉力传感器,转子内部设有扭矩传感器。拉力传感器的型号为MIK-LCS1;扭矩传感器的型号为TC-WAN-1。转子套在绝缘子1上,拉环通过弹性支架连接绝缘子1。拉力及扭矩测量装置3能够获取相间间隔棒10的拉力数据和扭矩数据。监测主机2两端对称连接拉力及扭矩测量装置3。
本实施例的连接金具4为双分裂导线的连接金具4,主要在220千伏输电线路11上使用,如果需要将相间间隔棒10使用在110千伏、500千伏输电线路时,则需要更换连接金具4,以达到固定导线的功能。
如图2、图3所示,监测主机2内设有定位装置,定位装置为GPS授时模块,选用SKG12AT授时模块。SKG12AT是一款高性能的授时模块,它集高灵敏度,低功耗,小尺寸等性能于一体。这些高性能大大扩大了其定位的覆盖面,在普通GPS接收模块不能定位的地方,如狭窄都市天空下、密集的丛林环境,SKG12AT都能高精度定位。同时该模块具有高灵敏度、小静态漂移、低功耗及体积小等优点。
监测主机2还包括集成数据处理模块、数据存储模块和无线通讯模块的电路板。数据处理模块包括信号处理模块和微处理器。信号处理模块的输入端分别连接数据存储模块、拉力及扭矩测量装置3和定位装置。信号处理模块的输出端连接微处理器。微处理器连接数据存储模块和无线通讯模块。信号处理模块包含数模转化电路,能够将拉力及扭矩测量装置3和定位装置获取的相间间隔棒10的拉力数据、扭矩数据、定位数据转换为微处理器所能处理的数据。微处理器还能够控制无线通讯模块的开启和关闭。微处理器采用STM32F103RCT6,本实施例根据内置的时间测量机制,即每5分钟获取拉力及扭矩测量装置3、定位装置测量的拉力数据、扭矩数据、定位数据。微处理器连接数据存储模块。数据存储模块采用EEPROM或FLASH作为存储介质,并连接无线通讯模块。无线通讯模块采用蓝牙通讯模块,该蓝牙通讯模块为使用HC-05蓝牙串口的通信模块,其在空旷地有效传输距离达10m,完全达到本实施例的使用要求,且体积为3.57cm*1.52cm,较为小巧,是规模化工厂贴片生产,保证贴片质量,并套有透明热缩管,防尘美观,且有一定的防静电能力。整个监测主机2和拉力及扭矩测量装置3通过锂电池组进行供电,该锂电池组的标称电压为12V,额定容量为19600mAh,连接方式为3串8并。监测主机2表面设有停设数据接收箱9的数据接收箱支座7。
如图4、图5所示,数据接收装置为底部设有数据接收箱9的无人机8。数据接收箱9内置控制器、存储器和无线收发装置。存储器采用FLASH作为存储介质,连接控制器。控制器连接无线接收模块。无线接收模块为蓝牙通讯模块。无人机8内置的电源为整个数据接收箱9供电。控制器具有根据定位数据查找指定蓝牙设备及记录时间的功能。
在一段区域的输电线路走廊内,输电线路设有若干个相间间隔棒10。输电线路运维人员可预先通过监测主机2的定位数据,预先指定所有需要监测的相间间隔棒10及监测主机2,预先设定好无人机8运行线路,每间隔15日,使用无人机8接收、存储监测主机2存储的数据。当操纵无人机8停设到需监测的监测主机2表面的数据接收箱支座7上,数据接收装置的控制器启动无线收发装置发送接收数据的指令给监测主机2的微处理器。微处理器判断该指令无问题后,开启无线通讯模块,无线通讯模块与无线收发装置对接成功后,存储模块的拉力数据、扭矩数据、定位数据传输至存储器。传输完毕后,微处理器控制无线通讯模块关闭,控制器控制无线收发装置关闭。输电线路运维人员操纵无人机8至下一个监测主机2。当无人机8按照指定运行线路飞行完毕后,控制无人机8飞至服务器平台,并将每个监测主机2的拉力数据、扭矩数据、定位数据打包传送至服务器平台。
服务器平台为数据服务器,用于将数据接收装置的数据进行汇总及分析。通过监测到的每个监测主机2的拉力数据、扭矩数据、定位数据,判断出监测主机2是否出现问题,且哪个监测主机2出现问题,则可制定维修的方案。通过上述监测方法获得到随着时间推移若干个相间间隔棒10的拉力及扭矩的数据样本,能够确定线路杆段的强风带,为后期输电线路走廊的选取,杆塔防风等级的确定,高压输电线的导线之间最小安全间距的选取提供数据支撑。
如图6所示,为本实施例相间间隔棒10安装在220千伏输电线路11的示意图。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式,但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改,只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围,都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种监测相间间隔棒的系统,其特征在于:包括相间间隔棒、数据接收装置及服务器平台;所述相间间隔棒包括两个对称设置的绝缘子、用于获取相间间隔棒的拉力数据和扭矩数据的拉力及扭矩测量装置、用于测量所处定位数据的定位装置及用于根据指定测量机制将上述拉力数据、扭矩数据和定位数据进行数据处理、存储及通信传输的监测主机;所述监测主机两端对称连接拉力及扭矩测量装置,两个所述绝缘子的内端连接拉力及扭矩测量装置;所述数据接收装置用于根据指定接收机制接收、存储监测主机存储的数据并传送至服务器平台;所述服务器平台用于将数据接收装置的数据进行汇总及分析。
2.根据权利要求1所述的一种监测相间间隔棒的系统,其特征在于:所述相间间隔棒还包括连接金具、均压环;所述均压环通过连接金具连接绝缘子的外端,所述绝缘子设置有伞裙。
3.根据权利要求1所述的一种监测相间间隔棒的系统,其特征在于:拉力及扭矩测量装置为所述拉环套在转子上的组合体;所述拉环内部设有拉力传感器,所述转子内部设有扭矩传感器;所述转子套在绝缘子上,所述拉环通过弹性支架连接绝缘子。
4.根据权利要求1所述的一种监测相间间隔棒的系统,其特征在于:所述定位装置设于监测主机的内部。
5.根据权利要求1所述的一种监测相间间隔棒的系统,其特征在于:所述监测主机包括集成数据处理模块、数据存储模块和无线通讯模块的电路板;所述数据处理模块分别连接数据存储模块、拉力及扭矩测量装置、定位装置、无线通讯模块;所述数据存储模块连接无线通讯模块。
6.根据权利要求5所述的一种监测相间间隔棒的系统,其特征在于:所述数据处理模块包括信号处理模块、微处理器;信号处理模块的输入端分别连接拉力及扭矩测量装置和定位装置;所述信号处理模块的输出端连接微处理器;所述微处理器连接数据存储模块和无线通讯模块。
7.根据权利要求1所述的一种监测相间间隔棒的系统,其特征在于:所述数据接收装置为底部设有数据接收箱的无人机;所述数据接收箱内置控制器、存储器和无线收发装置;所述存储器连接控制器;所述控制器连接无线接收模块;所述无人机内置的电源为整个数据接收箱供电。
8.根据权利要求7所述的一种监测相间间隔棒的系统,其特征在于:所述监测主机表面设有停设数据接收箱的数据接收箱支座。
9.根据权利要求1所述的一种监测相间间隔棒的系统,其特征在于:所述指定测量机制包括时间测量机制,所述时间采集机制为间隔预定时间测量数据。
10.根据权利要求1所述的一种监测相间间隔棒的系统,其特征在于:所述指定接收机制包括时间接收机制和指定监测主机接收机制,所述时间接收机制为间隔预定时间接收数据。
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