CN110783834B - 一种配电网架空线路实时监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网架空线路实时监测设备，包括基座，所述基座的中心位置开口处沿上下方向设置有圆柱箱，所述圆柱箱的外壁底端通过轴承转动连接有环形板，所述环形板的顶端前侧安装有PLC控制器，所述环形板的顶端左侧设置有弧形块，所述矩形板的底端安装有移动机构，所述移动机构的底端左侧安装有电动云台，所述电动云台移动端安装有监控摄像头，所述监控摄像头的前侧设置有红外温度传感器。该配电网架空线路实时监测设备，增大了监测设备监测视野，防止存在监测死角，并且可通过一个监测设备进行多角度监测，无需安装多个监控设备，减低了工作人员排查难度，操作简单，并防止造成不必要的浪费，实用性强。

Description

一种配电网架空线路实时监测设备

技术领域

本发明涉及电力工程技术领域，具体为一种配电网架空线路实时监测设备。

背景技术

配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络，而架空线路主要指架空明线，架设在地面之上，是用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路，架设及维修比较方便，成本较低，但容易受到气象和环境(如大风、雷击、污秽、冰雪等)的影响而引起故障，同时整个输电走廊占用土地面积较多，易对周边环境造成电磁干扰，架空线路的主要部件有：导线和避雷线(架空地线)、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、拉线和接地装置等，目前现有的本技术领域中，由于架空路线特别长，往往绵延几公里甚至数十公里，一旦发生断线、电线柱倒塌等故障时，人工排查起来非常麻烦，而通过使用监测设备便能很快的确认故障地点，以便于工作人员及时维修，目前现有的配电网架空线路实时监测设备，是将监控装置直接固定在杆塔顶端，由于单一的检测设备监测范围有限，监测设备正下方的杆塔顶端容易存在监测死角，因此往往需要安装多个监控设备以观察不同角度，增加了工作人员排查难度，操作复杂，费时费力，又造成不必要的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配电网架空线路实时监测设备，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：一种配电网架空线路实时监测设备，包括基座，所述基座的中心位置开口处沿上下方向设置有圆柱箱，所述圆柱箱的外壁底端通过轴承转动连接有环形板，所述轴承的内环与圆柱箱的外壁固定连接，且轴承的外环与环形板的内壁固定连接，所述基座的顶端沿周向开设有滑槽，所述滑槽的内腔左右两侧均插接有第一滑块，所述第一滑块的顶端延伸出滑槽的内腔顶端并与环形板的下表面螺钉连接，所述基座的顶端且位于滑槽的外侧沿周向开设有环形齿槽，所述环形板的顶端右侧设置有第一步进电机，所述第一步进电机的输出端螺钉连接有与环形齿槽相啮合的第一齿轮，所述环形板的顶端前侧安装有PLC控制器，所述圆柱箱的外壁顶端过盈配合有防雨顶盖，所述环形板的顶端左侧设置有弧形块，所述弧形块的左侧前后两端均沿左右方向设置有导轨，前后两个所述导轨的内腔左侧均插接有第二滑块，所述第二滑块的内侧沿前后方向设置有矩形板，所述矩形板的底端安装有移动机构，所述移动机构的底端左侧安装有电动云台，所述电动云台移动端安装有监控摄像头，所述监控摄像头的前侧设置有红外温度传感器，所述第一步进电机、监控摄像头和红外温度传感器均与PLC控制器电性连接。

优选的，所述移动机构包括矩形杆、U形板、转轴、蜗轮、齿条、第二齿轮、第二步进电机和蜗杆；

所述矩形板的底端四角均沿上下方向安装有矩形杆，所述矩形杆的底端沿左右方向安装有U形板，所述U形板的内侧沿前后方向通过轴承转动连接有转轴，所述轴承的内环与转轴的外壁过盈配合，且轴承的外环与蜗轮的内壁固定连接，所述转轴的外壁前侧键连接有蜗轮，所述U形板右侧顶端前侧安装有第二步进电机，所述第二步进电机与PLC控制器电性连接，所述第二步进电机的输出端通过联轴器沿左右方向锁紧有与蜗轮相啮合的蜗杆，所述弧形块的左侧沿左右方向设置有齿条，所述转轴的外壁后侧键连接有与相啮合的第二齿轮。

优选的，所述圆柱箱的顶端中心位置开设有与圆柱箱下表面相贯通的圆形通孔。

优选的，所述滑槽的内腔横截面为环形。

优选的，左右两个所述第一滑块相对于滑槽的轴心左右对称。

优选的，所述导轨的内腔为燕尾槽形，且第二滑块与导轨的内腔适配插接。

优选的，所述矩形杆的高度大于第二步进电机的高度。

优选的，所述蜗轮与蜗杆啮合面的当量摩擦角小于蜗杆外壁螺旋齿的螺旋线升角

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该配电网架空线路实时监测设备：

1、通过第一步进电机带动第一齿轮转动，第一齿轮在环形齿槽的配合下带动环形板转动，以使环形板在弧形块、导轨、第二滑块、矩形板、移动机构和电动云台的配合下带动监控摄像头和红外温度传感器在塔杆顶端沿水平方向360度转动，从而可通过一个监测设备进行多角度监测，无需安装多个监控设备，减低了工作人员排查难度，操作简单，并防止造成不必要的浪费，实用性强；

2、通过第二步进电机驱动蜗杆逆时针或顺时针转动，蜗轮在蜗杆旋转力的作用下使转轴驱动第二齿轮转动，由于齿条和第二齿轮啮合，第二齿轮在齿条作用下使移动机构在电动云台的配合下带动监控摄像头和红外温度传感器左右移动，PLC控制器控制电动云台启动以调整监控摄像头和红外温度传感器的俯仰角度和水平角度，进而可监测塔杆下方线路视角盲区，从而增大了监测设备监测视野，防止存在监测死角。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的移动机构安装示意图；

图3为本发明的A处放大图。

图中：1、基座，2、移动机构，201、矩形杆，202、U形板，203、转轴，204、蜗轮，205、齿条，206、第二齿轮，207、第二步进电机，208、蜗杆，3、电动云台，4、圆柱箱，5、环形板，6、滑槽，7、第一滑块，8、环形齿槽，9、第一步进电机，10、第一齿轮，11、PLC控制器，12、防雨顶盖，13、弧形块，14、导轨，15、第二滑块，16、矩形板，17、监控摄像头，18、红外温度传感器。

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1-3，本发明提供一种技术方案：一种配电网架空线路实时监测设备，包括基座1，由于本发明装置所述安装位置位于高空，导致工作人员不便于经常维修，装置各个部件应涂抹防水漆，以增加装置使用寿命，基座1的中心位置开口处沿上下方向设置有圆柱箱4，圆柱箱4的外壁底端通过轴承转动连接有环形板5，轴承的内环与圆柱箱4的外壁固定连接，且轴承的外环与环形板5的内壁固定连接，基座1的顶端沿周向开设有滑槽6，滑槽6的内腔左右两侧均插接有第一滑块7，第一滑块7的顶端延伸出滑槽6的内腔顶端并与环形板5的下表面螺钉连接，基座1的顶端且位于滑槽6的外侧沿周向开设有环形齿槽8，环形板5的顶端右侧设置有第一步进电机9，第一步进电机9和第二步进电机207均安装有放水外壳，以避免被雨水锈蚀，第一步进电机9的输出端螺钉连接有与环形齿槽8相啮合的第一齿轮10，第一步进电机9带动第一齿轮10顺时针转动，促使第一齿轮10在环形齿槽8的作用下，并在第一滑块7的限位作用下，第一齿轮10在环形齿槽8的配合下带动环形板5在基座1的顶端逆时针转动，以使环形板5在弧形块13、导轨14、第二滑块15、矩形板16、移动机构2和电动云台3的配合下带动监控摄像头17和红外温度传感器18在塔杆顶端沿水平方向360度转动，环形板5的顶端前侧安装有PLC控制器11，圆柱箱4的外壁顶端过盈配合有防雨顶盖12，防雨顶盖12顶端由内至外向下倾斜设置，且防雨顶盖12底端面积大于基座1顶端面积，以避免装置顶端积水，环形板5的顶端左侧设置有弧形块13，弧形块13的左侧前后两端均沿左右方向设置有导轨14，前后两个导轨14的内腔左侧均插接有第二滑块15，第二滑块15的内侧沿前后方向设置有矩形板16，矩形板16的底端安装有移动机构2，移动机构2的底端左侧安装有电动云台3，电动云台3移动端安装有监控摄像头17，监控摄像头17的前侧设置有红外温度传感器18，电动云台3启动以调整监控摄像头17和红外温度传感器18的俯仰角度和水平角度，监控摄像头17将所采集到的配电网架空线路视频信号和红外温度传感器18采集的配电网架空线路红外温度信号均转换成数据信号传输给PLC控制器11，PLC控制器11自身搭载有无线模块以便于工作人员在远程端进行控制和传递信号，第一步进电机9、监控摄像头17和红外温度传感器18均与PLC控制器11电性连接，电动云台3、监控摄像头17和红外温度传感器18，都是根据具体型号直接从市场上购买安装使用，且电动云台3、监控摄像头17和红外温度传感器18应均满足在强磁场环境下正常工作要求。

作为优选方案，更进一步的，移动机构2包括矩形杆201、U形板202、转轴203、蜗轮204、齿条205、第二齿轮206、第二步进电机207和蜗杆208；

矩形板16的底端四角均沿上下方向安装有矩形杆201，矩形杆201的底端沿左右方向安装有U形板202，U形板202的内侧沿前后方向通过轴承转动连接有转轴203，轴承的内环与转轴203的外壁过盈配合，且轴承的外环与蜗轮204的内壁固定连接，转轴203的外壁前侧键连接有蜗轮204，U形板202右侧顶端前侧安装有第二步进电机207，第二步进电机207与PLC控制器11电性连接，第二步进电机207的输出端通过联轴器沿左右方向锁紧有与蜗轮204相啮合的蜗杆208，弧形块13的左侧沿左右方向设置有齿条205，转轴203的外壁后侧键连接有与205相啮合的第二齿轮206，第二步进电机207可驱动蜗杆208逆时针或顺时针转动，蜗轮204在蜗杆208旋转力的作用下带动转轴203顺时针或逆时针转动，促使转轴203驱动第二齿轮206顺时针或逆时针转动，第二齿轮206在齿条205的作用下使U形板202左右移动，使移动机构2在电动云台3的配合下带动监控摄像头17和红外温度传感器18左右移动。

作为优选方案，更进一步的，圆柱箱4的顶端中心位置开设有与圆柱箱4下表面相贯通的圆形通孔，以在安装时可将圆柱箱4的顶端通孔套接在杆塔顶端并使用螺栓或支架进行固定，以将装置固定在塔杆顶端。

作为优选方案，更进一步的，滑槽6的内腔横截面为环形，以使第一滑块7可在滑槽6的内腔环形滑动。

作为优选方案，更进一步的，左右两个第一滑块7相对于滑槽6的轴心左右对称，以使第一滑块7对环形板5进行限位。

作为优选方案，更进一步的，导轨14的内腔为燕尾槽形，且第二滑块15与导轨14的内腔适配插接，以使第二滑块15在矩形板16的配合下对移动机构2进行限位。

作为优选方案，更进一步的，矩形杆201的高度大于第二步进电机207的高度，以防止移动机构2在移动过程中与导轨14碰撞。

作为优选方案，更进一步的，蜗轮204与蜗杆208啮合面的当量摩擦角小于蜗杆208外壁螺旋齿的螺旋线升角，以防止蜗轮204与蜗杆208锁止，使蜗轮204在蜗杆208旋转力的作用下带动转轴203顺时针或逆时针转动。

下列为本案的各电器件型号及作用：

第一步进电机9和第二步进电机207：的型号为86BYG25OA微型步进电机，第一步进电机9和第二步进电机207由PLC控制器11进行控制，第一步进电机9可带动第一齿轮10转动，第二步进电机207可驱动蜗杆208逆时针或顺时针转动。

通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明，具体工作如下。

在安装时将圆柱箱4的顶端通孔套接在杆塔顶端并使用螺栓或支架进行固定，以将装置固定在塔杆顶端，在进行配电网架空线路监测时，工作人员在远程端使PLC控制器11控制监控摄像头17和红外温度传感器18启动，监控摄像头17将所采集到的配电网架空线路视频信号和红外温度传感器18采集的配电网架空线路红外温度信号均转换成数据信号传输给PLC控制器11，并由PLC控制器11自身的网络模块发送给远端监测中心，PLC控制器11控制第一步进电机9启动，以使第一步进电机9带动第一齿轮10顺时针转动，由于第一齿轮10和环形齿槽8相啮合，促使第一齿轮10在环形齿槽8的作用下，并在第一滑块7的限位作用下，第一齿轮10在环形齿槽8的配合下带动环形板5在基座1的顶端逆时针转动，以使环形板5在弧形块13、导轨14、第二滑块15、矩形板16、移动机构2和电动云台3的配合下带动监控摄像头17和红外温度传感器18在塔杆顶端沿水平方向360度转动，进而可实时监测塔杆不同方向上的线路，并可错开塔杆顶端障碍物或其他线路的遮挡的视角盲区，便于调整视角方向，在需要监测监测装置所在位置的塔杆下方线路视角盲区时，工作人员控制PLC控制器11启动第二步进电机207，使PLC控制器11控制第二步进电机207驱动蜗杆208逆时针或顺时针转动，由于蜗轮204与蜗杆208啮合，蜗轮204在蜗杆208旋转力的作用下带动转轴203顺时针或逆时针转动，促使转轴203驱动第二齿轮206顺时针或逆时针转动，由于齿条205和第二齿轮206啮合，第二齿轮206在齿条205的作用下使U形板202左右移动，并在第二滑块15和矩形板16的限位作用下，使移动机构2在电动云台3的配合下带动监控摄像头17和红外温度传感器18左右移动，工作人员使PLC控制器11控制电动云台3启动以调整监控摄像头17和红外温度传感器18的俯仰角度和水平角度，进而可监测塔杆下方线路视角盲区，从而增大了监测设备监测视野，防止存在监测死角，并且可通过一个监测设备进行多角度监测，无需安装多个监控设备，减低了工作人员排查难度，操作简单，并防止造成不必要的浪费，实用性强。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种配电网架空线路实时监测设备，包括基座（1），其特征在于：所述基座（1）的中心位置开口处沿上下方向设置有圆柱箱（4），所述圆柱箱（4）的外壁底端通过轴承转动连接有环形板（5），所述轴承的内环与圆柱箱（4）的外壁固定连接，且轴承的外环与环形板（5）的内壁固定连接，所述基座（1）的顶端沿周向开设有滑槽（6），所述滑槽（6）的内腔左右两侧均插接有第一滑块（7），所述第一滑块（7）的顶端延伸出滑槽（6）的内腔顶端并与环形板（5）的下表面螺钉连接，所述基座（1）的顶端且位于滑槽（6）的外侧沿周向开设有环形齿槽（8），所述环形板（5）的顶端右侧设置有第一步进电机（9），所述第一步进电机（9）的输出端螺钉连接有与环形齿槽（8）相啮合的第一齿轮（10），所述环形板（5）的顶端前侧安装有PLC控制器（11），所述圆柱箱（4）的外壁顶端过盈配合有防雨顶盖（12），所述环形板（5）的顶端左侧设置有弧形块（13），所述弧形块（13）的左侧前后两端均沿左右方向设置有导轨（14），前后两个所述导轨（14）的内腔左侧均插接有第二滑块（15），所述第二滑块（15）的内侧沿前后方向设置有矩形板（16），所述矩形板（16）的底端安装有移动机构（2），所述移动机构（2）的底端左侧安装有电动云台（3），所述电动云台（3）移动端安装有监控摄像头（17），所述监控摄像头（17）的前侧设置有红外温度传感器（18），所述第一步进电机（9）、监控摄像头（17）和红外温度传感器（18）均与PLC控制器（11）电性连接，所述移动机构（2）包括矩形杆（201）、U形板（202）、转轴（203）、蜗轮（204）、齿条（205）、第二齿轮（206）、第二步进电机（207）和蜗杆（208），所述矩形板（16）的底端四角均沿上下方向安装有矩形杆（201），所述矩形杆（201）的底端沿左右方向安装有U形板（202），所述U形板（202）的内侧沿前后方向通过轴承转动连接有转轴（203），所述轴承的内环与转轴（203）的外壁过盈配合，且轴承的外环与蜗轮（204）的内壁固定连接，所述转轴（203）的外壁前侧键连接有蜗轮（204），所述U形板（202）右侧顶端前侧安装有第二步进电机（207），所述第二步进电机（207）与PLC控制器（11）电性连接，所述第二步进电机（207）的输出端通过联轴器沿左右方向锁紧有与蜗轮（204）相啮合的蜗杆（208），所述弧形块（13）的左侧沿左右方向设置有齿条（205），所述转轴（203）的外壁后侧键连接有与（205）相啮合的第二齿轮（206）。

2.根据权利要求1所述的一种配电网架空线路实时监测设备，其特征在于：所述圆柱箱（4）的顶端中心位置开设有与圆柱箱（4）下表面相贯通的圆形通孔。

3.根据权利要求1所述的一种配电网架空线路实时监测设备，其特征在于：所述滑槽（6）的内腔横截面为环形。

4.根据权利要求1所述的一种配电网架空线路实时监测设备，其特征在于：左右两个所述第一滑块（7）相对于滑槽（6）的轴心左右对称。

5.根据权利要求1所述的一种配电网架空线路实时监测设备，其特征在于：所述导轨（14）的内腔为燕尾槽形，且第二滑块（15）与导轨（14）的内腔适配插接。

6.根据权利要求1所述的一种配电网架空线路实时监测设备，其特征在于：所述矩形杆（201）的高度大于第二步进电机（207）的高度。

7.根据权利要求1所述的一种配电网架空线路实时监测设备，其特征在于：所述蜗轮（204）与蜗杆（208）啮合面的当量摩擦角小于蜗杆（208）外壁螺旋齿的螺旋线升角。

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