CN110646107A - 一种输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统 - Google Patents

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陈顺东
郑永
丁利朝
张文利
鹿志浩
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Laiwu Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，涉及电力监控领域，包括温度采集单元、数据发送单元、供电电源、封装外壳以及地面站，所述温度采集单元、数据发送单元以及供电电源均封装于封装外壳内部，所述温度采集单元包括温度传感器、温度数据传输线以及数据处理器，温度数据传输线的两端分别与温度传感器、数据处理器电性连接，数据处理器基于STC98C52单片机系统搭建，用于编写数据处理程序；数据发送单元包括GSM模块，供电电源包括光伏板和电池，地面站包括信号接收装置以及PC机。本发明通过设置温度采集单元、数据发送单元，当温度超过正常范围时向线路运维人员发送报警短信，缩短缺陷存在时间，而且运维人员可以在地面站PC机上实时查看引流板温度，弥补人工巡视周期长的短板，提高线路运行稳定性。

Description

一种输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统
技术领域
本发明涉及一种对输电线路引流板温度进行实时监控的系统，具体是一种输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，主要应用在输电线路耐张线夹引流板发热缺陷的及时发现、自动报警。
背景技术
输电线路引流板是耐张杆塔上连接导线与跳线的重要金具。暴露在自然环境中的引流板经过一段时间运行后，个别引流板及并沟线夹常因为螺栓松动、铝接触面氧化等因素的影响，导致引流板的接触电阻变大。当输电线路负荷较大时，流过引流板的电流较大，会导致引流板接触面发热量增大、温度升高，发热严重时会导致金具熔化甚至烧断跳线造成事故。因此输电线路引流板缺陷的及时发现是保证电力线路安全稳定运行的重要因素之一。
红外测温是发现电力金具发热的有效手段，DL/T741-2010《架空输电线路运行规程》规定，设备运维管理单位对线路金具每年开展一次红外测温工作，测温周期较长。现阶段红外测温方式为工作人员手持红外测温仪器，来到被测线路杆塔附近对引流板进行测温。近年来电网规模不断扩大，线路公里数逐年增加，加之部分线路分布在山区和丘陵地区，运维人员巡视和引流板测温的工作量随之增加。
亟需研制一种自动报警仪，布设在输电线路上对引流板进行测温，实现引流板温度的实时监测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，包括温度采集单元、数据发送单元、供电电源、封装外壳以及地面站，所述温度采集单元、数据发送单元以及供电电源均封装于封装外壳内部，所述温度采集单元包括温度传感器、温度数据传输线以及数据处理器，温度数据传输线的两端分别与温度传感器、数据处理器电性连接，数据处理器基于STC98C52单片机系统搭建，用于编写数据处理程序；数据发送单元包括GSM模块，功能包括向地面站定时发送采集到的温度值，温度超过正常范围时发送报警短信；供电电源包括光伏板和电池，电池连接降压模块，地面站包括信号接收装置以及PC机。
作为本发明进一步的方案：所述温度传感器为铂电阻温度传感器。
作为本发明进一步的方案：所述温度数据传输线为四氟屏蔽传输线。
作为本发明进一步的方案：所述封装外壳包括外壳体和下盖，下盖内嵌于外壳体的内部。
作为本发明进一步的方案：所述电池包括12V/2800mAh锂聚合物电池。
作为本发明进一步的方案：所述GSM模块连接天线，封装外壳上开设有与天线相对应的安装孔，封装外壳上还开设有进线孔。
作为本发明进一步的方案：所述温度数据传输线与数据处理器相连接的一端连接杜邦线。
作为本发明进一步的方案：降压模块电性连接分线器，分线器通过两根电源线分别连接数据处理器和GSM模块。
作为本发明进一步的方案：所述封装外壳的底端固定连接线夹。
作为本发明再进一步的方案：所述光伏板与封装外壳粘接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置温度采集单元、数据发送单元，当温度超过正常范围时向线路运维人员发送报警短信，缩短缺陷存在时间，而且运维人员可以在地面站PC机上实时查看引流板温度，弥补人工巡视周期长的短板，提高线路运行稳定性。
附图说明
图1为输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统的结构示意图。
图2为输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统的装配结构图。
图3为输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统中PC机显示界面示意图。
图中：1-封装外壳、2-温度传感器、3-温度数据传输线、4-数据处理器、5-GSM模块、6-天线、7-电池、8-降压模块、9-分线器、10-光伏板、11-线夹。
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。
需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参阅图1-3，一种输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，包括温度采集单元、数据发送单元、供电电源、封装外壳1以及地面站，所述温度采集单元、数据发送单元以及供电电源均封装于封装外壳1内部。
温度采集单元的主要功能是测量引流板温度并传输至数据处理器，利用处理器对数字信号进行程序化处理，温度采集单元包括温度传感器2、温度数据传输线3以及数据处理器4，温度数据传输线3的两端分别与温度传感器2、数据处理器4电性连接，温度传感器2直接采集引流板温度，采用铂电阻温度传感器，传感器封装形状采用压环式，留有圆孔，孔径与引流板螺栓外径配套。温度传感器2具有以下特点：
①测温误差小于3℃。
②引流板直接接触，可适应露天的引流板所处的湿度环境和高强度电磁干扰。
所述温度数据传输线3为四氟屏蔽传输线，具有以下特点：
①测温点距离安装点有一定距离，导致传输线暴露在露天环境中，有较强的耐受雨淋、风吹、日晒等自然环境的特性。
②数据传输准确率达到100％，无丢包现象。
所述温度数据传输线3与数据处理器4相连接的一端连接杜邦线。
数据处理器4将温度传感器输出的信号转化为具体的数字信号，基于STC98C52单片机系统搭建数据处理器，编写数据处理程序。
数据发送单元包括GSM模块5，功能包括向地面站定时发送采集到的温度值，温度超过正常范围时发送报警短信；单片机系统与GSM模块5之间通过杜邦线建立通信。
供电电源包括光伏板10和电池7，电池7连接降压模块8。
供电电源为温度采集单元和报警单元提供稳定的电压值，采用光储电源搭建，具有以下特点：
①电压值输出稳定；
②装置安装在高空，更换电源不方便，有较强的持续供电能力。
光储电源的光伏板10采用多晶硅，搭配12V/2800mAh锂聚合物电池，具有充电、放电、短路保护功能，输出电压12V。因单片机、GSM芯片供电电源为5V，使用降压模块8进行电压转换。使用分线器9分出两路供电线，分别为单片机和数据发送单元供电。
封装外壳1将温度采集单元、数据发送单元等各部分封装成一个整体，所述封装外壳1包括外壳体和下盖，下盖内嵌于外壳体的内部。所述GSM模块5连接天线6，封装外壳1上开设有与天线6相对应的安装孔，安装孔孔径为10mm，天线6暴露在封装外壳1的外部，封装外壳1上还开设有进线孔，进线孔孔径为5mm。安装完毕后应使用防水密封胶对安装孔和进线孔进行封堵。
将线夹11焊接在下盖上，使用线夹11将外壳体固定在导线上，线夹外侧缠绕多股预绞丝，实现外壳体抗风能力大于10级，不随导线振动发生大角度偏转。所述光伏板10与封装外壳1粘接。
地面站包括信号接收装置以及PC机，地面站接收温度值信号并进行直观呈现，可以实时查看、回看安装的所有系统的运行状态、实测温度值。包括信号接收装置、PC机、应用软件两部分。
信号接收装置用于接收数据发送单元发送的引流板实时温度值信号，并传输给PC端软件。
在PC机上安装开发的应用软件“输电线路引流板温度实时监控系统”，对温度值信号进行处理，具备以下功能：
(1)实现引流板温度的实时显示、历史数据查询、数据导出功能；
(2)可设置三层级报警温度阈值，分别对应一般缺陷、严重缺陷、危急缺陷，可编辑报警短信文本内容模板，可设置不同层级的报警短信发送频率。
(2)手动一键报警。
装置安装步骤如下：
1、将温度处理程序写入单片机系统，将数据发送程序、短信发送程序写入GSM模块5。
2、将温度数据传输线3的输出端连接杜邦线，接入单片机的输入引脚。
3、将光伏电源进线、锂聚合物电池、降压模块、分线器、单片机系统、GSM、模块、GSM信号天线、温度传感器、温度数据传输线按照图1进行连接，并在壳体内部固定牢固。
4、使用防水的密封胶泥封堵壳体侧面的两个圆孔。
5、将光伏板牢固粘结或固定在壳体上表面上，将光伏板与光伏电源进线连接。
6、将线夹焊接在壳体下表面，安装壳体下表面。
7、人员登杆塔作业，将光伏板、封装外壳通过线夹固定在导线上，线夹外侧缠绕多股预绞丝。
8、使用螺帽将温度传感器固定在引流板螺栓上。
9、开启地面站，打开PC端软件，进入“输电线路引流板温度实时监控系统”，实现引流板温度的实时监测。
当引流板温度超过正常值时，GSM模块自动向线路运维人员发送报警短信。一般缺陷每小时发送一条短信、严重缺陷每30分钟发送一条短信、危急缺陷每10分钟发送一条短信。

Claims (10)

1.一种输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，包括温度采集单元、数据发送单元、供电电源、封装外壳(1)以及地面站，所述温度采集单元、数据发送单元以及供电电源均封装于封装外壳(1)内部，其特征在于，所述温度采集单元包括温度传感器(2)、温度数据传输线(3)以及数据处理器(4)，温度数据传输线(3)的两端分别与温度传感器(2)、数据处理器(4)电性连接，数据处理器(4)基于STC98C52单片机系统搭建，用于编写数据处理程序；数据发送单元包括GSM模块(5)，功能包括向地面站定时发送采集到的温度值，温度超过正常范围时发送报警短信；供电电源包括光伏板(10)和电池(7)，电池(7)连接降压模块(8)，地面站包括信号接收装置以及PC机。
2.根据权利要求1所述的输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，其特征在于，所述温度传感器(2)为铂电阻温度传感器。
3.根据权利要求2所述的输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，其特征在于，所述温度数据传输线(3)为四氟屏蔽传输线。
4.根据权利要求1所述的输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，其特征在于，所述封装外壳(1)包括外壳体和下盖，下盖内嵌于外壳体的内部。
5.根据权利要求1所述的输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，其特征在于，所述电池(7)包括12V/2800mAh锂聚合物电池。
6.根据权利要求1所述的输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，其特征在于，所述GSM模块(5)连接天线(6)，封装外壳(1)上开设有与天线(6)相对应的安装孔，封装外壳(1)上还开设有进线孔。
7.根据权利要求1所述的输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，其特征在于，所述温度数据传输线(3)与数据处理器(4)相连接的一端连接杜邦线。
8.根据权利要求1所述的输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，其特征在于，降压模块(8)电性连接分线器(9)，分线器(9)通过两根电源线分别连接数据处理器(4)和GSM模块(5)。
9.根据权利要求1所述的输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，其特征在于，所述封装外壳(1)的底端固定连接线夹(11)。
10.根据权利要求1所述的输电线路耐张线夹引流板温度实时监测系统，其特征在于，所述光伏板(10)与封装外壳(1)粘接。
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