CN111812457A - 输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，所述输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型包括采集模块、监控模块、故障定位模块、数据传输模块和中心服务器，利用采集模块采集输电线路周围环境的温度、承受的外力值、导线拉力、绝缘子倾角等，结合所述监控模块实时监测的数据，通过所述数据传输模块传输至所述中心服务器中，同时结合所述故障定位模块对所述输电线路中的故障进行实时监测和定位，并将对应故障信息上传至所述中心服务器中，利用所述中心服务器对接收的数据进行处理和显示，并结合所述故障信息进行预警，降低对输配电装备的运维管理负担。

Description

输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型

技术领域

本发明涉及输配电装备技术领域，尤其涉及一种输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型。

背景技术

目前的输配电装备的整体装置和配置已经趋于完善，但对于输配电装备的动、静态的特征变化和输电线路上的故障检测评估不能实现自动化的管理，需要花费大量的人力物力对输配电装备的检测和管理，增加了对输配电装备的运维管理负担。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，降低对输配电装备的运维管理负担。

为实现上述目的，本发明提供了一种输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，所述输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型包括采集模块、监控模块、故障定位模块、数据传输模块和中心服务器，所述采集模块、所述监控模块和所述故障定位模块均与所述数据传输模块连接，所述数据传输模块与所述中心服务器连接；

所述采集模块，用于对输电线路承受的外力、拉力、倾角和温度进行数据采集；

所述监控模块，用于对所述输电线路的环境进行视频监控和录像；

所述故障定位模块，用于对所述输电线路上的故障点进行定位同时获取故障信息；

所述数据传输模块，用于将所述采集模块、所述监控模块和所述故障定位模块获取的数据进行传输；

所述中心服务器，用于接收所述数据传输模块传输的数据，并进行处理、展示和预警。

其中，所述采集模块包括外力探测单元、拉力测量单元和倾角测量单元，所述外力探测单元、所述拉力测量单元和所述倾角测量单元均与所述数据传输模块连接；

所述外力探测单元，用于对所述输电线路承受的外力值进行采集和检测；

所述拉力测量单元，用于测量所述输电线路中的导线拉力值；

所述倾角测量单元，用于测量所述输电线路中的绝缘子的倾角。

其中，所述采集模块还包括红外热成像单元，所述红外热成像单元与所述数据传输模块连接；

所述红外热成像单元，用于利用红外热成像技术对所述输电线路的环境温度进行监测和采集。

其中，所述监控模块包括摄像监测单元和视频保存单元，所述摄像监测单元与所述数据传输模块连接，所述视频保存单元与所述摄像监测单元连接；

所述摄像监测单元，用于对所述输电线路的环境进行实时在线监测；

所述视频保存单元，用于将所述摄像监测单元监测的数据进行单独保存。

其中，所述故障定位模块包括电流互感器、前置电路单元和高速采集单元，所述电流互感器、所述前置电路单元和所述高速采集单元依次连接；

所述电流互感器，用于监测所述输电线路上的电流信息；

所述前置电路单元，用于根据所述电流信息生成对应的故障信息；

所述高速采集单元，用于快速读取并记录所述故障信息，并上传至所述数据传输模块中。

其中，所述输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型还包括气象监测模块，所述气象监测模块与所述摄像监测单元和所述数据传输模块连接；

所述气象监测模块，用于根据所述摄像监测单元采集的视频图像生成对应的气象数据，并传输至所述数据传输模块中。

本发明的一种输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，所述输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型包括采集模块、监控模块、故障定位模块、数据传输模块和中心服务器，利用采集模块采集输电线路周围环境的温度、承受的外力值、导线拉力、绝缘子倾角等，结合所述监控模块实时监测的数据，通过所述数据传输模块传输至所述中心服务器中，同时结合所述故障定位模块对所述输电线路中的故障进行实时监测和定位，并将对应故障信息上传至所述中心服务器中，利用所述中心服务器对接收的数据进行处理和显示，并结合所述故障信息进行预警，降低对输配电装备的运维管理负担。

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是本发明提供的一种输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型的结构示意图。

图2是本发明提供的采集模块的结构示意图。

图3是本发明提供的监控模块的结构示意图。

图4是本发明提供的故障定位模块的结构示意图。

1-采集模块、2-监控模块、3-故障定位模块、4-数据传输模块、5-中心服务器、6-外力探测单元、7-拉力测量单元、8-倾角测量单元、9-红外热成像单元、10-摄像监测单元、11-视频保存单元、12-电流互感器、13-前置电路单元、14-高速采集单元、15-气象监测模块、16-导线温度监测模块、17-风力测量模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本发明提供一种输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，所述输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型包括采集模块1、监控模块2、故障定位模块3、数据传输模块4和中心服务器5，所述采集模块1、所述监控模块2和所述故障定位模块3均与所述数据传输模块4连接，所述数据传输模块4与所述中心服务器5连接；

所述采集模块1，用于对输电线路承受的外力、拉力、倾角和温度进行数据采集；

所述监控模块2，用于对所述输电线路的环境进行视频监控和录像；

所述故障定位模块3，用于对所述输电线路上的故障点进行定位同时获取故障信息；

所述数据传输模块4，用于将所述采集模块1、所述监控模块2和所述故障定位模块3获取的数据进行传输；

所述中心服务器5，用于接收所述数据传输模块4传输的数据，并进行处理、展示和预警。

在本实施方式中，在输配电装备的杆塔上安装所述采集模块1、所述监控模块2、所述故障定位模块3和所述数据传输模块4，利用所述采集采集实时监测采集所述输电线路及其周围环境的温度、拉力、倾角及承受的外力压力值或者拉力值等，同时结合所述监控模块2实时监控所述输电线路的周围环境一起通过所述数据传输模块4传输至所述中心服务器5中，其中，所述数据传输模块4可以为目前的4G或者5G通信设备，利用所述数据传输模块4实时快速的将对应的数据进行传输，避免数据的延误，造成对所述输电线路的较大故障损伤，并且通过所述故障定位模块3来监测所述输电线路上的故障信息，并且根据所述故障信息，可以得到对应的故障发生的位置，将其全部传输至所述中心服务器5中，在所述中心服务器5中，对接收到的所有数据进行融合和处理后，可以生成对应的条形图或者柱状图等对采集的数据进行集中展现，同时可以根据故障信息，对故障信息进行分类后，对不同等级和情况的故障信息进行预警处理，及时对故障进行排出，从数据采集到系统集成，实现了输配电装备运行信息的高度集成以及多源异构数据融合，为装备运行状态快速精确诊断提供数据支撑，实现了综合数据的跨专业应用，消除了现有运维系统各专业监测系统之间存在的信息壁垒，弥补了单个监测系统存在的监测信息不足、信息动态性差等缺点，为供电企业提供了更为丰富、精确的电网设备全景状态监测信息和分析信息，能有效提高我国电网运维水平；以设备为中心，进行设备关键状态、服役环境状态、电网运行状态与电力设备负载能力的相关关系分析，实现了输变电设备运行状态的量化评估，有效缩短电网故障处理时间，提高智能电网的运维效率。

进一步的，所述采集模块1包括外力探测单元6、拉力测量单元7和倾角测量单元8，所述外力探测单元6、所述拉力测量单元7和所述倾角测量单元8均与所述数据传输模块4连接；

所述外力探测单元6，用于对所述输电线路承受的外力值进行采集和检测；

所述拉力测量单元7，用于测量所述输电线路中的导线拉力值；

所述倾角测量单元8，用于测量所述输电线路中的绝缘子的倾角。

在本实施方式中，如图2所提供的采集模块1的结构示意图所示，由于输电线路存在周围建筑施工(危险点)、外力破坏、塔材被盗、导线舞动、导线悬挂异物等一些会对所述输电线路造成外力破坏等情况，因此利用所述外力探测单元6进行监测，采集所述输电线路上的承受的外力压力值或者拉力值，方便所述中心服务器5根据采集的数据进行预警，便于对所述输电线路进行保护，而当恶劣大气环境中运行的高压输电线路及变电站绝缘子出现覆冰情况时，输电线路中的导线会因覆冰还变形，绝缘子的角度会发生变化，因此利用所述拉力测量单元7和所述倾角测量单元8对导线拉力、绝缘子倾角等数据及其变化情况进行监测，降低运维负担，其中，所述外力，探测单元与所述中心服务器5、所述数据传输模块4和所述采集模块1组成输电线路视频监在线监测装置，所述拉力测量单元7和所述倾角测量单元8与所述中心服务器5、所述数据传输模块4和所述采集模块1组成输电线路覆冰在线监测装置对覆冰情况进行监测。

进一步的，所述采集模块1还包括红外热成像单元9，所述红外热成像单元9与所述数据传输模块4连接；

所述红外热成像单元9，用于利用红外热成像技术对所述输电线路的环境温度进行监测和采集。

在本实施方式中，利用所述红外热成像单元9对输电线路在森林自燃和山火爆发监测点状态进行实施监测，通过红外热成像技术采集温度等数据及其变化状况，其中，所述红外热成像单元9可以为红外热成像传感器摄像机，对环境温度进行实现监测，同时还与所述中心服务器5、所述数据传输模块4和所述采集模块1组成输电线路防山火在线监测装置，避免线路或者环境温度过高，造成线路损坏，同时减少人力巡查成本，降低运维负担。

进一步的，所述监控模块2包括摄像监测单元10和视频保存单元11，所述摄像监测单元10与所述数据传输模块4连接，所述视频保存单元11与所述摄像监测单元10连接；

所述摄像监测单元10，用于对所述输电线路的环境进行实时在线监测；

所述视频保存单元11，用于将所述摄像监测单元10监测的数据进行单独保存。

在本实施方式中，如图3所提供的监控模块2的结构示意图所示，利用所述摄像监测单元10控制目前常用的普通高清摄像头等对所述输电线路周围的环境进行实时在线监测，并且所述摄像监测单元10还具有联网功能，使所述摄像监测单元10与所述数据传输模块4连接，方便将实时监测的视频图像传输至所述中心服务器5中进行分析处理，同时，为了避免在断网或者传输出现故障时，或者在对应的所述输电线路除进行实时检测时，无法得到对应的检测数据，因此将所述射线检测单元监测的数据实时备份至所述视频保存单元11中进行备份保存，便于对数据进行管理。

进一步的，所述故障定位模块3包括电流互感器12、前置电路单元13和高速采集单元14，所述电流互感器12、所述前置电路单元13和所述高速采集单元14依次连接；

所述电流互感器12，用于监测所述输电线路上的电流信息；

所述前置电路单元13，用于根据所述电流信息生成对应的故障信息；

所述高速采集单元14，用于快速读取并记录所述故障信息，并上传至所述数据传输模块4中。

在本实施方式中，如图4所提供的故障定位模块3的结构示意图所示，通过在各回线路上安装电流互感器12，通过高速采集前置电路单元13采集故障信息和工频信息输入高速采集单元14，在高速数据采集电路捕捉到暂态数据后，读取记录下的故障数据，可在线准确检测到各种故障发生的距离，通过系统软件进一步的分析处理以实现高精度故障定位、输出报警等功能，降低运维负担。

进一步的，所述输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型还包括气象监测模块15，所述气象监测模块15与所述摄像监测单元10和所述数据传输模块4连接；

所述气象监测模块15，用于根据所述摄像监测单元10采集的视频图像生成对应的气象数据，并传输至所述数据传输模块4中。

在本实施方式中，结合所述摄像监测单元10、红外热成像单元9等采集到的数据，在所述气象监测模块15中生成对应的气象数据，例如下雨、出现山火、高温、下雪等气象数据，并传输至所述中心服务器5中，与所述中心服务器5中保存或接收的数据进行融合，得到一份较为完成的运维数据，便于后续的分析和预警，降低对输配电装备的运维负担。

进一步的，所述输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型还包括导线温度监测模块16，所述导线温度监测模块16与所述数据传输模块4连接；

所述导线温度监测模块16，用实时在线监测所述输电线路导线的温度值，并传输至所述数据传输模块4中。

在本实施方式中，利用所述导线温度监测模块16来实时在线的监测所述输电线路中的传输导线的发热情况，并将监测数据传输至所述中心服务器5中，并当数据超过阈值时，进行预警，并采取对应的措施来防止输送导线的温度过高产生火灾等情况。

进一步的，所述输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型还包括风力测量模块17，所述风力测量模块17与所述数据传输模块4连接；

所述风力测量模块17，用于监测对应所述输电线路接受的风力值进行监测。

在本实施方式中，由于目前的所述输电线路均处在较高空间上，因此所接受的风力值较大，并且不同的风力对所述输电线路会造成不同情况的影响，因此利用所述风力测量模块17对所述输电线路所处地域和空间的风力值进行监测，和采集，方便与风力情况进行掌握，以便于在不同风力后，对所述输电线路采取对应的应急措施，避免出现较长时间的电力故障，提升运维负担。

本发明的一种输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，所述输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型包括采集模块1、监控模块2、故障定位模块3、数据传输模块4和中心服务器5，利用采集模块1采集输电线路周围环境的温度、承受的外力值、导线拉力、绝缘子倾角等，结合所述监控模块2实时监测的数据，通过所述数据传输模块4传输至所述中心服务器5中，同时结合所述故障定位模块3对所述输电线路中的故障进行实时监测和定位，并将对应故障信息上传至所述中心服务器5中，利用所述中心服务器5对接收的数据进行处理和显示，并结合所述故障信息进行预警，降低对输配电装备的运维管理负担。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，其特征在于，

所述输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型包括采集模块、监控模块、故障定位模块、数据传输模块和中心服务器，所述采集模块、所述监控模块和所述故障定位模块均与所述数据传输模块连接，所述数据传输模块与所述中心服务器连接；

所述采集模块，用于对输电线路承受的外力、拉力、倾角和温度进行数据采集；

所述监控模块，用于对所述输电线路的环境进行视频监控和录像；

所述故障定位模块，用于对所述输电线路上的故障点进行定位同时获取故障信息；

所述数据传输模块，用于将所述采集模块、所述监控模块和所述故障定位模块获取的数据进行传输；

所述中心服务器，用于接收所述数据传输模块传输的数据，并进行处理、展示和预警。

2.如权利要求1所述的输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，其特征在于，

所述采集模块包括外力探测单元、拉力测量单元和倾角测量单元，所述外力探测单元、所述拉力测量单元和所述倾角测量单元均与所述数据传输模块连接；

所述外力探测单元，用于对所述输电线路承受的外力值进行采集和检测；

所述拉力测量单元，用于测量所述输电线路中的导线拉力值；

所述倾角测量单元，用于测量所述输电线路中的绝缘子的倾角。

3.如权利要求1所述的输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，其特征在于，

所述采集模块还包括红外热成像单元，所述红外热成像单元与所述数据传输模块连接；

所述红外热成像单元，用于利用红外热成像技术对所述输电线路的环境温度进行监测和采集。

4.如权利要求1所述的输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，其特征在于，

所述监控模块包括摄像监测单元和视频保存单元，所述摄像监测单元与所述数据传输模块连接，所述视频保存单元与所述摄像监测单元连接；

所述摄像监测单元，用于对所述输电线路的环境进行实时在线监测；

所述视频保存单元，用于将所述摄像监测单元监测的数据进行单独保存。

5.如权利要求1所述的输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，其特征在于，

所述故障定位模块包括电流互感器、前置电路单元和高速采集单元，所述电流互感器、所述前置电路单元和所述高速采集单元依次连接；

所述电流互感器，用于监测所述输电线路上的电流信息；

所述前置电路单元，用于根据所述电流信息生成对应的故障信息；

所述高速采集单元，用于快速读取并记录所述故障信息，并上传至所述数据传输模块中。

6.如权利要求4所述的输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型，其特征在于，

所述输电线路及杆塔设备动、静态特征全覆盖故障评估模型还包括气象监测模块，所述气象监测模块与所述摄像监测单元和所述数据传输模块连接；

所述气象监测模块，用于根据所述摄像监测单元采集的视频图像生成对应的气象数据，并传输至所述数据传输模块中。

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