CN202533171U - 一种输电线路的微风振动监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种输电线路的微风振动监测装置，主要结构由主机箱、微风振动监测机箱、电路板、风速传感器、风向传感器、微风振动传感器、太阳能电池板、蓄电池、GPRS无线通讯天线、主计算机、打印机组成，通过传感器摄取风速、风向及微风振动信息，并把数据发送到主机箱，通过GPRS移动通讯天线传输风速、风向、振动数据，地面主计算机接收数据并运算打印，此装置集信息化、数字化、自动化技术于一体，实现了全天候在线远程监测，安全稳定可靠，数据翔实准确，传递迅速，填补了此类技术的科研空白。

Description

一种输电线路的微风振动监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种输电线路的微风振动监测装置，属架空高压输电线路的远程在线监测设备的技术领域。 

背景技术

输电线路是由电线、金具、绝缘子和杆塔连在一起的复杂装置，由于导线长期处于野外露天之下，很容易受到风、雨、冰雪、雷电自然条件的影响，容易发生各种事故；其中风振引发的事故最多，在风的作用下导线时刻处于振动状态，根据频率和振幅的不同，导线的振动可分为三种，即高频微幅微风振动、中频中幅次档距振动和低频大振幅舞动，导线微风振动发生最为频繁。 

导线的微风振动是由微风引起的一种高频率、小振幅的导线运动，微风振动的特征是振幅小、频率高、持续时间长，振幅一般小于导线的直径，最大可达导线直径的2～3倍，振动频率为10～50Hz，甚至达100Hz，振动持续时间为数小时，在开阔地带和风速均匀稳定情况下，震动时间会更长。 

由于微风振动在导线振动类型中发生机会最多、持续时间最长、频率最高，因此微风振动是输电线路最基本的振动方式，是引起导线疲劳断股事故的主要原因，受微风振动的危害而引起导 线断股、防振器滑落以及金具、杆塔构件的损坏现象十分普遍，严重威胁送电线路的安全运行。 

发明内容

发明目的 

本实用新型的目的是针对背景技术的状况，设计一种输电线路的微风振动监测装置，采用主机箱、双屏蔽电路板、微风振动监测机箱、风速传感器、风向传感器、太阳能电池板，无线射频通讯、GPRS无线通讯，对高压输电线路进行全天候的在线监测，及时发现输电线路的安全隐患，大幅度提高输电线路的运行安全。 

技术方案 

本实用新型主要结构由：主机箱、微风振动监测机箱、双屏蔽电路板、风速传感器、风向传感器、支架、太阳能电池、蓄电池、发射天线、接收天线、避雷针、风速杯、风向标、主计算机、键盘、打印机、电路板组成；主机箱及部件架设在线塔上，微风振动监测机箱安装在线塔绝缘子串上，主计算机及部件设在地面；主机箱1的下部为支架16及安装孔17；主机箱1的左上部为风速传感器6，在风速传感器6的上部为风杯轴7、风杯架8、风速杯10；在主机箱1的右上部为风向传感器11，风向传感器11的上部为风标轴13、风标架9、风向标12、风标锤15；在风 标轴13的上部装有避雷针14；在主机箱1上部中间位置设有天线座3及GPRS移动通讯发射天线4；在主机箱1左部设有支架5，在支架5上安装太阳能电池板2；在主机箱的右部线塔绝缘子串上安装微风振动监测机箱18，微风振动监测机箱18的下部为支架33及安装孔35，在微风振动监测机箱18的上部为太阳能电池板34；微风振动监测机箱18无线射频发送微风振动监测数据至主机箱1，主机箱1打包处理后发送到地面主计算机25；地面主计算机25上部为接收天线24，主计算机25通过导线28联接键盘26、打印机27，主计算机25接收微风振动和风速风向监测数据后进行信息处理，指令打印机27打印出输电线路的微风振动数据。 

所述的主机箱1，为不锈钢材料制作，主机箱1内部为屏蔽电路箱21及蓄电池23，并由接线柱19通过导线联接；在屏蔽电路箱21内为主电路板22，在屏蔽电路箱21上部为传感器接线柱20，通过导线与风速传感器6、风向传感器11联接；屏蔽电路箱21由铜铝合金材料制作，主机箱1为双屏蔽保护机箱。 

所述的微风振动监测机箱18为矩形，由不锈钢材料制作，微风振动监测机箱18内部为屏蔽电路箱31、微风振动传感器29，通过接线柱30及导线联接；屏蔽电路箱31内设置微风振动电路板32；屏蔽电路箱31由铜铝合金材料制作；微风振动监测机箱 18为双屏蔽保护机箱。 

所述的主电路板22的电路，由微计算机控制电路IC1、电源电路IC2、GPRS移动通讯电路IC3、电压监测电路IC4、调试电路IC5、风速风向传感器电路IC6、发射接收天线电路IC7组成整体电路，各分电路由导线连接。 

所述的微风振动电路板32的电路，由微风振动监测控制电路IT1、监控调试电路IT2、振动监测电路IT3、电源电路IT4、发射接收天线电路IT5组成整体电路，各分电路由导线联接。 

所述的主计算机25接收主机箱、微风振动监测机箱的监测数据，进行运算处理，并得出输电线路微风振动数据，指令打印机27打印监测结果。 

所述的主机箱电路板电路由微计算机程序控制，运行程序如下： 

uint8 wfzdjcApp_TaskID； 

uint8 anjian； 

devStates_t wfzdjcApp_NwkState； 

uint8 wfzdjcApp_TransID； 

afAddrType_t wfzdjcApp_Periodic_DstAddr； 

afAddrType_t wfzdjcApp_Flash_DstAddr； 

aps_Group_t wfzdjcApp_Group； 

有益效果 

本实用新型与背景技术相比具有明显的先进性，它是针对架 空输电线路的微风振动设计的远程监测装置，在架空输电线路杆塔上安装主机箱，在输电线路绝缘子串上安装微风振动监测机箱，主机箱内设双屏蔽电路板电路，主机箱上设风速传感器、风向传感器、太阳能电池；微风振动监测机箱内设双屏蔽电路板电路、微风振动传感器，监测输电线路的微风振动情况，并把数据无线射频传送到主机箱，主机箱监测杆塔及周围的风速风向，将数据打包处理，通过GPRS移动通讯发送到地面主计算机，主计算机处理、显示、打印监测数据，判断输电线路的微风振动和损坏情况，此装置监测微风振动误差小、精度高，实现了输电线路的在线振动监测，是理想的架空输电线路的在线监测装置。 

附图说明

图1为监测装置整体结构及布置图 

图2为主机箱的A-A剖面图 

图3为微风振动监测机箱的B-B剖面图 

图4为主机箱电路板电路图 

图5为微风振动监测机箱电路板电路图 

图中所示，附图标记清单如下： 

1、主机箱，2、太阳能电池板，3、天线座，4、GPRS移动通讯发射天线，5、支架，6、风速传感器，7、风杯轴，8、风杯架，9、风标架，10、风速杯，11、风向传感器，12、风向标，13、风标轴，14、避雷针，15、风标锤，16、支架板，17、安装孔，18、微风振动监测机箱，19、蓄电池接线柱，20、传感器接线柱，21、屏蔽电路箱，22、主电路板，23、蓄电池，24、接收天线，25、主计算机，26、键盘，27打印机，28、导线，29、微风振动传感器，30、接线柱，31、屏蔽电路箱，32、微风振动电路板，33、支架，34、太阳能电池板，35，安装孔。

IC1、微计算机控制电路，IC2、电源电路，IC3、GPRS移动通讯电路，IC4、电压监测电路，IC5、调试电路，IC6、风速风向传感器电路，IC7、发射接收天线电路。 

IT1、微风振动监测控制电路，IT2、监控调试电路，IT3、振动监测电路，IT4、电源电路，IT5、发射接收天线电路。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明： 

图1所示，为监测装置整体结构及布置图，各部位置、联接关系要正确，安装牢固。 

主机箱1是本监测装置的主体，用不锈钢材料制作，安装固定在高空高压输电杆塔上，环境恶劣，要强度好、耐腐蚀，起到屏蔽保护作用。 

主机箱1上部设置风速杯、风向标及传感器用来测量输电杆塔上的风向、风速，并把数据无线传输到地面主计算机上。 

微风振动监测机箱18设置在线塔绝缘子串上，内有传感器及电路板，外部设置太阳能电池板。 

主机箱电路板通过射频电路接收微风振动监测机箱发送的微风振动数据。 

太阳能电池板把电能传输给主机箱及微风振动监测机箱使用。 

GPRS无线通讯发射、接收天线传输微风振动信息、风速风向信息至地面主计算机。 

图2所示，为图1的主机箱的A-A剖面图，主机箱内左部为铜铝合金材料制作的电路板屏蔽箱，用来保护电路板不受干扰，右边为蓄电池用来储存太阳能电池板的电能，供主机箱使用。 

图3所示，为微风振动监测机箱结构图，机箱内左部为铜铝合金材料制作的屏蔽箱，右部为振动传感器，用来检测输电线路的振动信息，通过微风振动监测电路板无线射频传输到主机箱电路板，其电能由上部的太阳能电池板供给。 

图4所示，为主机箱电路板电路图，以微计算机控制器CPU为核心，7个分电路组成整体电路，通过无线射频接收微风振动监测机箱的数据，并通过GPRS移动通讯电路将数据发送到地面主计算机，此电路板是监测装置主体，置于双重屏蔽箱内。 

图5所示，为微风振动监测机箱电路板电路图，以微计算机处理器IT1为中心，由5个分电路组成整体电路，使用太阳能电池板供电，微风振动传感器检测的输电线路振动数据，通过无线射频传送到主机箱。 

Claims (5)

1.一种输电线路的微风振动监测装置，其特征在于：主要结构由：主机箱、微风振动监测机箱、双屏蔽电路板、风速传感器、风向传感器、支架、太阳能电池、蓄电池、发射天线、接收天线、避雷针、风速杯、风向标、主计算机、键盘、打印机、电路板组成；主机箱及部件架设在线塔上，微风振动监测机箱安装在线塔绝缘子串上，主计算机及部件设在地面；主机箱(1)的下部为支架(16)及安装孔(17)；主机箱(1)的左上部为风速传感器(6)，在风速传感器(6)的上部为风杯轴(7)、风杯架(8)、风速杯(10)；在主机箱(1)的右上部为风向传感器(11)，风向传感器(11)的上部为风标轴(13)、风标架(9)、风向标(12)、风标锤(15)；在风标轴(13)的上部装有避雷针(14)；在主机箱(1)上部中间位置设有天线座(3)及GPRS移动通讯发射天线(4)；在主机箱(1)左部都设有支架(5)，在支架(5)上安装太阳能电池板(2)；在主机箱(1)的右部线塔绝缘子串上安装微风振动监测机箱(18)，微风振动监测机箱(18)的下部为支架(33)及安装孔(35)，在微风振动监测机箱(18)的上部为太阳能电池板(34)；微风振动监测机箱(18)无线射频发送微风振动监测数据至主机箱(1)，主机箱(1)打包处理后发送到地面主计算机(25)；地面主计算机(25)上部为接收天线(24)，主计算机(25)通过导线(28)联接键盘(26)、打印机(27)，主计算机(25)接收微风振动和风速风向监测数据后进行信息处理，指令打印机(27)打印输电线路的微风振动数据。 

2.根据权利要求1所述的一种输电线路的微风振动监测装置，其特征在于：所述的主机箱(1)，为不锈钢材料制作，主机箱(1)内部为屏蔽电路箱(21)及蓄电池(23)，并由接线柱(19)通过导线联接；在屏蔽电路箱(21)内为主电路板(22)，在屏蔽电路箱(21)上部为传感器接线柱(20)，通过导线与风速传感器(6)、风向传感器(11)联接；屏蔽电路箱(21)由铜铝合金材料制作，主机箱(1)为双屏蔽保护机箱。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路的微风振动监测装置，其特征在于：所述的微风振动监测机箱(18)为矩形，由不锈钢材料制作，微风振动监测机箱(18)内部为屏蔽电路箱(31)、微风振动传感器(29)，通过接线柱(30)及导线联接；屏蔽电路箱(31)内设置微风振动电路板(32)；屏蔽电路箱(31)由铜铝合金材料制作，微风振动监测机箱(18)为双屏蔽保护机箱。

4.根据权利要求2所述的一种输电线路的微风振动监测装置，其特征在于：所述的主电路板(22)的电路，由微计算机控制电路(IC1)、电源电路(IC2)、GPRS移动通讯电路(IC3)、电压监测电路(IC4)、调试电路(IC5)、风速风向传感器电路(IC6)、发射接收天线电路(IC7)组成整体电路，各分电路由导线连接。

5.根据权利要求3所述的一种输电线路的微风振动监测装置，其特征在于：所述的微风振动电路板(32)的电路，由微风振动监测控制电路(IT1)、监控调试电路(IT2)、振动监测电路(IT3)、电源电路(IT4)、发射接收天线电路(IT5)组成整体电路，各分电 路由导线联接。 

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