CN111895964B

CN111895964B - 一种用于输电线路的监测前端及监测装置

Info

Publication number: CN111895964B
Application number: CN202010710564.XA
Authority: CN
Inventors: 杨德龙; 马跃; 吴文吉; 梁佐平; 谢清辉; 金大卫; 刘培仙
Original assignee: Beijing PLP Conductor Line Products Co Ltd
Current assignee: Parp Line Equipment Co ltd; Beijing PLP Conductor Line Products Co Ltd
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2040-07-22
Also published as: CN111895964A

Abstract

本发明提供了一种用于输电线路的监测前端及监测装置。用于输电线路的监测前端包括：壳体，壳体上开设有让线路金具穿过的通孔，壳体为可拆分的对称结构，壳体上设置有信号输出接口；弹性体，弹性体设置于壳体内，弹性体与线路金具接触；应变片，应变片设置于弹性体上，应变片与信号输出接口电连接。本发明解决了现有技术中输电线路监测成本过高的问题。

Description

一种用于输电线路的监测前端及监测装置

技术领域

本发明涉及输电线路领域，具体涉及一种用于输电线路的监测前端及监测装置。

背景技术

目前对已有输电线路维护技术多是修补型维护及预防性维护，如果更换线路设计以实现物联网成本极高，维护难度极大，因此现阶段很难为输电线路实现物联网。现今采用的技术方案是在已有线路的基础上，增补监测设备来实现对输电线路的监测，为减少成本，监测设备大多与线路金具集成在一起，通过监测线路金具上的参数间接的获取输电线路的工况，由于线路金具上无法直接贴设应变边，因此对输电线路受力情况的监测，则需要在线路金具上设置应变片，此时需要对线路金具的结构进行改造，将应变片集成于线路金具上，具体安装的过程中需要将输电线路上原有的线路金具替换，造成安装工序复杂，也增加了成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于输电线路的监测前端及监测装置，以解决现有技术中输电线路监测成本过高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于输电线路的监测前端，包括：壳体，壳体上开设有让线路金具穿过的通孔，壳体为可拆分的对称结构，壳体上设置有信号输出接口；弹性体，弹性体设置于壳体内，弹性体与线路金具接触；应变片，应变片设置于弹性体上，应变片与信号输出接口电连接。

进一步地，应变片的数量为多个，弹性体包括：外侧弹性体，外侧弹性体呈环状结构，外侧弹性体套置于线路金具上，外侧弹性体上设置有应变片；内侧弹性体，内侧弹性体设置于外侧弹性体的环状内部，内侧弹性体抵接在线路金具上，内侧弹性体上设置有应变片。

进一步地，外侧弹性体包括：圆弧段A，圆弧段A的数量为两个，圆弧段A的开口相对设置，圆弧段A套置于线路金具上；连接段A，连接段A呈板状结构，连接段A的数量为两个，并且位于两个圆弧段A之间，连接段A上设置有应变片，两个圆弧段A通过连接段A连接。

进一步地，内侧弹性体包括：圆弧段B，圆弧段B的数量为两个，圆弧段B的圆弧开口相背设置，圆弧段B抵接在线路金具上；连接段B，连接段B呈板状结构，连接段B上设置有应变片，连接段B位于两个圆弧段B之间，两个圆弧段B通过连接段B连接。

进一步地，内侧弹性体包括：圆弧段B，圆弧段B的数量为两个，圆弧段B的圆弧开口相背设置，圆弧段B抵接在线路金具上；连接段B，连接段B呈环形结构，连接段B的上端面向上拱起，连接段B的下端面向下拱起，应变片设置于连接段B的拱起位置，连接段B位于两个圆弧段B之间，两个圆弧段B通过连接段B连接。

进一步地，外侧弹性体上的应变片对称设置于外侧弹性体的上下两端面。

进一步地，内侧弹性体上的应变片对称设置于内侧弹性体的上下两端面。

进一步地，输电线路的监测前端还包括传感器组件，传感器组件设置于壳体内，传感器组件与信号输出接口电连接，传感器组件包括温度传感器，温度传感器呈环状结构，温度传感器设置于壳体内，温度传感器设置于通孔处，线路金具能够从温度传感器的环内穿过。

进一步地，传感器组件还包括电流传感器，电流传感器呈环状结构，电流传感器设置于壳体内，电流传感器设置于通孔处，线路金具能够从电流传感器的环内穿过。

本发明还提供一种输电线路的监测装置，包括上述的用于输电线路的监测前端，监测装置还包括监测主机，监测主机与多个的用于输电线路的监测前端电连接。

采用本发明中用于输电线路的监测前端具有如下技术效果：

一、在安装的过程中，线路金具穿过监测前端壳体上的孔进行固定，设置在壳体内的弹性体与线路金具接触，当输电线路上的受力状况发生变化时，线路金具会发生一定的形变，进而引起弹性体发生形变，应变边检测弹性体的形变就能够间接的反映出输电线路的受力状况。无需对线路金具的本体进行改造，安装起来也相对比较方便，降低了成本。

二、弹性体分为外侧弹性体和内侧弹性体，内侧弹性体和外侧弹性体上均设置了应变片，输电线路设置在户外，受力工况相对复杂，导致线路金具的形变往往不会仅朝向一个方向，设置内侧弹性体和外侧弹性体能够尽可能多的检测出线路金具在各个方向上的形变，更好的反映出输电线路所处的受力工况。

三、内侧弹性体上的连接段B设计成环状结构，在其拱起的上端面和下端面上贴设应变片，拱起面具有预设的形变，对外界受力所作出的反馈会更加的灵敏，因此能够提高检测的灵敏度。

附图说明

图1为本发明中用于输电线路的监测前端的实施例一的拆解示意图；

图2为图1的主视示意图；

图3为图2中A-A位置的剖视示意图；

图4为图2中B-B位置的剖视示意图；

图5为本发明中用于输电线路的监测装置的安装示意图；

图6为本发明中用于输电线路的监测前端的实施例二的弹性体的主视示意图；

图7为本发明中用于输电线路的监测前端的实施例三的拆解示意图；

10、壳体；11、通孔；12、接口孔；20、弹性体；21、外侧弹性体；211、圆弧段A；212、连接段A；22、内侧弹性体；221、圆弧段B；222、连接段B；30、应变片；40、温度传感器；50、电流传感器；60、备用传感器；70、监测主机；80、绝缘子串。

具体实施方式

为清楚地说明本发明的设计思想，下面结合示例对本发明进行说明。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的方案，下面结合本发明示例中的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例仅仅是本发明的一部分示例，而不是全部的示例。基于本发明的中示例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施方式都应当属于本发明保护的范围。

在本实施方式的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅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，术语“第一”、“第二”仅用于区别类似的对象，而不能理解为特定的顺序或先后次序，应该理解这样的使用在适当情况下可以互换。

本发明提供一种用于输电线路的监测前端及监测装置，以解决现有技术中输电线路监测成本过高的问题。

实施例一

如图1至图4所示，本发明中的用于输电线路的监测前端包括壳体10、弹性体20、应变片30，壳体10上开设有让线路金具穿过的通孔11，壳体10为可拆分的对称结构，壳体10上设置有信号输出接口；弹性体20设置于壳体10内，弹性体20与线路金具接触；应变片30设置于弹性体20上，应变片30与信号输出接口电连接。

如图4所示，本实施例中线路金具为带有U型的挂环，对应的壳体10上的通孔11开设有两个，壳体10为可拆分的对称结构，二者之间通过螺栓进行紧固连接，壳体10在信号输出接口的位置开设有接口孔12。针对PH延长环、ZH直角挂环、QH球头挂环等具有平行杆状结构的线路金具，监测前端的结构与U型挂环相同。

可选的，针对YL型延长拉环、YLP型延长拉环等具有杆状结构的线路金具，监测前端上壳体10由双孔变为单孔。针对PD型单平行挂板、P型双板平行挂板、PS型三腿平行挂板、PT型可调节长度平行挂板等具有板状结构的线路金具，监测前端的壳体10由双孔变为矩形孔连接。

如图1至图4所示，应变片30的数量为多个，弹性体20包括外侧弹性体21和内侧弹性体22，外侧弹性体21呈环状结构，外侧弹性体21套置于线路金具上，外侧弹性体21上设置有应变片30；内侧弹性体22设置于外侧弹性体21的环状内部，内侧弹性体22抵接在线路金具上，内侧弹性体22上设置有应变片30。

弹性体20分为外侧弹性体21和内侧弹性体22，内侧弹性体22和外侧弹性体21上均设置了应变片30，输电线路设置在户外，受力工况相对复杂，导致线路金具的形变往往不会仅朝向一个方向，设置内侧弹性体22和外侧弹性体21能够尽可能多的检测出线路金具在各个方向上的形变，更好的反映出输电线路所处的受力工况。

如图1至图4所示，本实施例中，外侧弹性体21包括圆弧段A211和连接段A212，圆弧段A211的数量为两个，圆弧段A211的开口相对设置，圆弧段A211套置于线路金具上；连接段A212呈板状结构，连接段A212的数量为两个，并且位于两个圆弧段A211之间，连接段A212上设置有应变片30，两个圆弧段A211通过连接段A212连接。

如图1至图4所示，内侧弹性体22包括圆弧段B221和连接段B222，圆弧段B221的数量为两个，圆弧段B221的圆弧开口相背设置，圆弧段B221抵接在线路金具上；连接段B222呈板状结构，连接段B222上设置有应变片30，连接段B222位于两个圆弧段B221之间，两个圆弧段B221通过连接段B222连接。

如图1至图4所示，外侧弹性体21上的应变片30对称设置于外侧弹性体21的上下两端面。内侧弹性体22上设置有一个应变片30。本实施例中，应变片30设置在连接段A212上，两个连接段A212上各设置有一个应变片30，连接段B222上则设置有一个应变片30。

如图1至图4所示，用于输电线路的监测前端还包括传感器组件，传感器组件设置于壳体10内，传感器组件与信号输出接口电连接，传感器组件包括温度传感器40，温度传感器40呈环状结构，温度传感器40设置于壳体10内，温度传感器40设置于通孔11处，线路金具能够从温度传感器40的环内穿过。传感器组件还包括电流传感器50，电流传感器50呈环状结构，电流传感器50设置于壳体10内，电流传感器50设置于通孔11处，线路金具能够从电流传感器50的环内穿过。本实施中还提供了备用传感器60。

如图1至图4所示，传感器组件还包括备用传感器60，不同工况的输电线路需要监测的参数可能会有所不同，本实施例中，备用传感器60选用振动传感器和加速度传感器。

如图5所示，本发明还提供一种输电线路的监测装置，包括上述的用于输电线路的监测前端，监测装置还包括监测主机70，监测主机70与多个的用于输电线路的监测前端电连接。本实施例中，线路金具与绝缘子串80连接。

输电线路的监测装置实现了模块化，即根据实际监测需求，单监测主机70配若干监测前端，实现对于监测前端的定位和识别，从而可实现对特定的联塔挂点的定位和监测。另外本装置根据需求将需求功能的传感器纳入监测前端。

当输电线路正常运行时，联塔端或近塔端线路金具无电流通过，因此电流传感器50输出值为默认值，温度传感器40输出值与环境温度传感器输出值一致，振动传感器和加速度传感器输出值为默认值，此时监测主机70仅发送运行数据，本状态为正常运行状态。

当输电线路出现覆冰时，联塔端或近塔线路金具有电流通过，同时振动传感器和加速度传感器输出非零信号，因此电流传感器50输出非零信号，监测主机70将异常运行数据与正常运行数据对比，进行判断，并发送运行数据及报警信号。如果电流过大且导致金具温度上升，温度传感器40输出值与环境温度传感器输出值出现差异，监测主机70发送运行数据及报警信号。当输电线路发生舞动，联塔端或近塔线路金具会发生钟摆运动，因此振动传感器和加速度传感器的输出非零信号，监测主机70发送运行数据及报警信号。

实施例二

本实施例与实施例一的区别为内侧弹性体22的结构不同，具体如下：

如图6所示内侧弹性体22包括圆弧段B221和连接段B222，圆弧段B221的数量为两个，圆弧段B221的圆弧开口相背设置，圆弧段B221抵接在线路金具上；连接段B222呈环形结构，连接段B222的上端面向上拱起，连接段B222的下端面向下拱起，应变片30设置于连接段B222的拱起位置，连接段B222位于两个圆弧段B221之间，两个圆弧段B221通过连接段B222连接。

如图6所示，外侧弹性体21上的应变片30对称设置于外侧弹性体21的上下两端面。内侧弹性体22上的应变片30对称设置于内侧弹性体22的上下两端面。本实施例中，两个连接段B222上各设置一个应变片，两个连接段A212上各设置有一个应变片。

内侧弹性体22上的连接段B222设计成环状结构，在其拱起的上端面和下端面上贴设应变片30，拱起面具有预设的形变，对外界受力所作出的反馈会更加的灵敏，因此能够提高检测的灵敏度。

如图6所示，本实施例中，提供了如何通过应变片30的形变量来间接反映线路金具上形变量的变化，具体如以上公式所示：

其中，

：弹性收缩基座收缩量；

：弹性膨胀基座膨胀量；

：收缩系数；

：膨胀系数；

：收缩基座上部应变片应变量；

：收缩基座下部应变片应变量；

：膨胀基座上部应变片应变量；

：膨胀基座下部应变片应变量；

：直径变化。

以上公式中，通过

直径变化的变化可以得知线路金具所承受的应力，进而可以推算出输电线路所处的工况。

实施例三

本实施例与实施例一的区别为弹性体20为一个整体。

如图7所示，弹性体20为一个整体结构，两端设置有圆弧结构以抵接在线路金具上，此种结构简单，安装方便。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语"包含"和/或"包括"时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

最后，可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于输电线路的监测前端，其特征在于，包括：

壳体（10），所述壳体（10）上开设有让线路金具穿过的通孔（11），所述壳体（10）为可拆分的对称结构，所述壳体（10）上设置有信号输出接口；

弹性体（20），所述弹性体（20）设置于所述壳体（10）内，所述弹性体（20）与所述线路金具接触；

应变片（30），所述应变片（30）设置于所述弹性体（20）上，所述应变片（30）与所述信号输出接口电连接；

所述应变片（30）的数量为多个，所述弹性体（20）包括：

外侧弹性体（21），所述外侧弹性体（21）呈环状结构，所述外侧弹性体（21）套置于所述线路金具上，所述外侧弹性体（21）上设置有所述应变片（30）；

内侧弹性体（22），所述内侧弹性体（22）设置于所述外侧弹性体（21）的环状内部，所述内侧弹性体（22）抵接在所述线路金具上，所述内侧弹性体（22）上设置有所述应变片（30）；

所述外侧弹性体（21）包括：

圆弧段A（211），所述圆弧段A（211）的数量为两个，所述圆弧段A（211）的开口相对设置，所述圆弧段A（211）套置于所述线路金具上；

连接段A（212），所述连接段A（212）呈板状结构，所述连接段A（212）的数量为两个，并且位于两个所述圆弧段A（211）之间，所述连接段A（212）上设置有所述应变片（30），两个所述圆弧段A（211）通过所述连接段A（212）连接。

2.根据权利要求1所述的用于输电线路的监测前端，其特征在于，所述内侧弹性体（22）包括：

圆弧段B（221），所述圆弧段B（221）的数量为两个，所述圆弧段B（221）的圆弧开口相背设置，所述圆弧段B（221）抵接在所述线路金具上；

连接段B（222），所述连接段B（222）呈板状结构，所述连接段B（222）上设置有所述应变片（30），所述连接段B（222）位于两个所述圆弧段B（221）之间，两个所述圆弧段B（221）通过所述连接段B（222）连接。

3.根据权利要求1所述的用于输电线路的监测前端，其特征在于，所述内侧弹性体（22）包括：

连接段B（222），所述连接段B（222）呈环形结构，所述连接段B（222）的上端面向上拱起，所述连接段B（222）的下端面向下拱起，所述应变片（30）设置于所述连接段B（222）的拱起位置，所述连接段B（222）位于两个所述圆弧段B（221）之间，两个所述圆弧段B（221）通过所述连接段B（222）连接。

4.根据权利要求1所述的用于输电线路的监测前端，其特征在于，所述外侧弹性体（21）上的应变片（30）对称设置于所述外侧弹性体（21）的上下两端面。

5.根据权利要求1所述的用于输电线路的监测前端，其特征在于，所述内侧弹性体（22）上的应变片（30）对称设置于所述内侧弹性体（22）的上下两端面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于输电线路的监测前端，其特征在于，所述输电线路的监测前端还包括传感器组件，所述传感器组件设置于所述壳体（10）内，所述传感器组件与所述信号输出接口电连接，所述传感器组件包括温度传感器（40），所述温度传感器（40）呈环状结构，所述温度传感器（40）设置于所述壳体（10）内，所述温度传感器（40）设置于所述通孔（11）处，所述线路金具能够从所述温度传感器（40）的环内穿过。

7.根据权利要求6所述的用于输电线路的监测前端，其特征在于，所述传感器组件还包括电流传感器（50），所述电流传感器（50）呈环状结构，所述电流传感器（50）设置于所述壳体（10）内，所述电流传感器（50）设置于所述通孔（11）处，所述线路金具能够从所述电流传感器（50）的环内穿过。

8.一种用于输电线路的监测装置，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的用于输电线路的监测前端，所述监测装置还包括监测主机（70），所述监测主机（70）与多个所述的用于输电线路的监测前端电连接。