CN204346484U - 输电线路监测终端及在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输电线路监测终端及在线监测系统，终端包括数据采集电路、数据收发电路、用于通过无线的方式发送电源能量的供电发送电路、以及用于接收并转换所述电源能量后给所述数据采集电路及数据收发电路供电的供电接收电路；所述供电发送电路与供电接收电路无线连接，所述供电接收电路分别与所述数据采集电路及数据收发电路电连接，所述数据采集电路与数据收发电路电连接。由于通过无线的方式发送电源能量，可以将数据采集电路、数据收发电路、供电接收电路可以完全密封在一起，这部分电路的密封性能很好，增加了监测终端的安全性和可靠性，且数据采集相关部分的电路和电池供电部分的电路中的任何一个出现问题，可以直接更换。

Description

输电线路监测终端及在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及电力领域，更具体地说，涉及一种输电线路监测终端及包含该输电线路监测终端的输电线路在线监测系统。

背景技术

输电杆塔数量庞大，其输电线路是电网的重要组成部分,输电线路的距离较长,再加上所处的地形复杂等特点,在输电线路中存在安全隐患，因此，需要对输电线路进行实时的检测，以实时获取故障信息以进行及时的维修。

现有技术中，对输电杆塔架构的输电线路进行实时在线监测的方法是：在每个杆塔处设置一个监测终端，该监测终端获取对应的输电线路的监测数据，然后将需要大量的数据发至后台的服务中心。

但是，因为监测终端若暴露在外同样会受到雷电风雨等影响，所以必须将整个监测终端封装在一起以避免被自然力损坏，为了对抗恶劣的环境，对封装的要求比较高。现有的监测终端是通过内置电源，通过接口和导线进行有线方式供电，因为监测终端是需要不停歇的工作的，所以耗电也较快，所以如果将整个监测终端封装在一起，更换电池时，需要触及监测终端，比较麻烦，而且监测终端安装好最好不要频繁的拆封。且如果采用电源进线的方式进行供电，则电源进线口也容易出现同样的问题，造成监测终端的安全性和可靠性降低。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述有线供电带来的降低监测终端的安全性和可靠性的缺陷，提供一种利用无线方式进行供电的输电线路监测终端及包含该输电线路监测终端的输电线路在线监测系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种输电线路监测终端，包括用于实时采集输电线路的监测数据的数据采集电路、用于与其他监测终端进行无线通讯以接收所述其他监测终端的监测数据和/或发送自身的监测数据到所述其他监测终端的数据收发电路、用于通过无线的方式发送电源能量的供电发送电路、以及用于接收并转换所述电源能量后给所述数据采集电路及数据收发电路供电的供电接收电路；其中，所述数据采集电路包括倾斜传感器、振动传感器、雷击电流传感器、泄漏电流传感器。

所述供电发送电路与供电接收电路无线连接，所述供电接收电路分别与所述数据采集电路及数据收发电路电连接，所述数据采集电路与数据收发电路电连接。

本实用新型所述的输电线路监测终端，其中，所述供电发送电路包括：电源、主控电路、用于在所述主控电路的控制下将所述电源的能量转换为振荡波的能量转换电路、用于将所述振荡波放大的放大电路和用于将放大的所述振荡波以无线电磁波的方式发送的发射电路；

所述主控电路、能量转换电路、放大电路、发射电路依次相连，所述电源分别连接至所述主控电路、能量转换电路、放大电路。

本实用新型所述的输电线路监测终端，其中，所述发射电路包括相互并联的第一电感和第一电容，所述供电接收电路包括相互并联的第二电感和第二电容。

本实用新型所述的输电线路监测终端，其中，所述能量转换电路包括集成与非门、第一电阻、第二电阻和第三电容，所述集成与非门内部集成有第一与非门、第二与非门、第三与非门，

所述第一与非门的一个输入端分别连接至所述第一电阻的一端和第三电容的一端，所述第一电阻的另一端分别连接至所述第一与非门的输出端和第二与非门的一个输入端，所述第二与非门的另一个输入端以及所述第一与非门的另一个输入端均连接至所述电源的正极，所述第三电容的另一端连接至所述第二与非门的输出端，所述第二与非门的输出端连接至第三与非门的一个输入端，所述第三与非门的另一个输入端通过所述第二电阻连接至所述主控电路，所述第三与非门的输出端连接至所述放大电路。

本实用新型所述的输电线路监测终端，其中，所述能量转换电路包括电磁转化装置。

本实用新型所述的输电线路监测终端，其中，所述放大电路包括NPN型的第一三极管、NPN型的第二三极管、PNP型的第三三极管、NPN型的第四三极管、第三电阻、第四电阻；

所述第一三极管的集电极通过所述第四电阻连接至所述电源的正极，所述第一三极管的基极连接至所述能量转换电路的输出端，所述第一三极管的基极还通过所述第三电阻连接至所述电源的正极，所述第一三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极和所述第三三极管的基极均连接至所述第一三极管的集电极，所述第二三极管的集电极连接至电源的正极，第三三极管的集电极接地，所述第二三极管的发射极和第三三极管的发射极均连接至第四三极管的基极，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极连接至所述发射电路。

本实用新型还公开了一种输电线路在线监测系统，输电线路包括至少一组输电杆塔,每组输电杆塔包括若干个依次排列的杆塔，所述在线监测系统包括设置在所述杆塔上且与所述输电杆塔一一对应的如上所述的监测终端、与每组输电杆塔中的最后一个杆塔处的监测终端无线连接的后台服务器和与所述后台服务器无线连接的远程计算机；

每组输电杆塔中的所述监测终端用于与相邻的监测终端进行无线通讯以将每个监测终端监测到的监测数据进行叠加传输；

且每组输电杆塔中的最后一个杆塔处的监测终端还包括无线-GPRS数据转换电路以及用于将所有的所述输电线路监测数据通过GPRS通讯方式发送至所述后台服务器的GPRS数据接口电路。

实施本实用新型的输电线路监测终端及在线监测系统，由于输电线路监测终端包括：供电发送电路，其通过无线的方式发送电源能量，供电接收电路可以接收并转换所述电源能量后给所述数据采集电路及数据收发电路供电的供电接收电路。因此，可以将数据采集电路、数据收发电路、供电接收电路可以完全密封在一起，这部分电路的密封性能很好，增加了监测终端的安全性和可靠性，且数据采集相关部分的电路和电池供电部分的电路中的任何一个出现问题，可以直接更换，从而节省了材料。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型输电线路监测终端的较佳实施例的结构框图；

图2是图1中的供电发送电路与供电接收电路的电路图；

图3是本实用新型输电线路在线监测系统的较佳实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

参考图1，是本实用新型输电线路监测终端的较佳实施例的结构框图；

本实用新型的输电线路监测终端包括：数据采集电路30、数据收发电路40、供电发送电路10、供电接收电路20；其中，供电发送电路10与供电接收电路20无线连接，供电接收电路20分别与数据采集电路30及数据收发电路40电连接，数据采集电路30也与数据收发电路40电连接。

其中，数据采集电路30用于实时采集输电线路的监测数据；数据收发电路40用于与其他监测终端进行无线通讯以接收其他监测终端的监测数据和/或发送自身的监测数据到其他监测终端；供电发送电路10用于通过无线的方式发送电源能量；供电接收电路20用于接收并转换所述电源能量后给所述数据采集电路30及数据收发电路40供电。

其中，数据采集电路30包括微处理器和电连接至微处理器的同步采样数据的倾斜传感器、振动传感器、雷击电流传感器、泄漏电流传感器等。数据收发电路40可以是无线收发器芯片实现，或者蓝牙芯片实现，数据采集电路30、数据收发电路40为现有技术，此处不再赘述。

因为供电发送电路10和供电接收电路20之间是通过无线方式供电，所以可以将供电发送电路10单独封装，而将供电接收电路20、数据采集电路30、数据收发电路40共同封装在一起。这样在后续频繁的更换电池时，不需要拆封该部分电路，与数据采集相关的电路可以完全密封，增加了监测终端的安全性和可靠性，且数据采集相关部分的电路和电池供电部分的电路中的任何一个出现问题，可以直接更换，以节省材料。

在另一较佳实施例中，供电发送电路10包括：电源11、主控电路12、能量转换电路13、放大电路14和发射电路15；其中，主控电路12、能量转换电路13、放大电路14、发射电路15依次相连，所述电源11分别连接至所述主控电路12、能量转换电路13、放大电路14。

其中，能量转换电路13用于在主控电路12的控制下将电源11的能量转换为振荡波；放大电路14用于将振荡波进一步进行放大处理；发射电路15用于将经过放大电路14放大的振荡波以无线电磁波的方式发送出去。

其中，能量转换电路13可以直接采用市面上可以买到的电磁转化装置，与供电接收电路20也可以直接利用磁电转化装置实现。

参考图2，是图1中的供电发送电路与供电接收电路的电路图；

主控电路12可以采用单片机或者微处理器，发射电路15包括相互并联的第一电感L1和第一电容C1，供电接收电路20包括相互并联的第二电感L2和第二电容C2。

能量转换电路13包括集成与非门U1、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电容C3。放大电路14包括NPN型的第一三极管Q1、NPN型的第二三极管Q2、PNP型的第三三极管Q3、NPN型的第四三极管Q4、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8。

所述集成与非门U1内部集成有第一与非门、第二与非门、第三与非门，本实施例中，集成与非门U1的型号为74HC00，其内集成有4个与非门。74HC00是一款高速CMOS器件,该芯片反应快，输出波形稳定。74HC00与R1、C1构成振荡器，输出的振荡波信号为方波，方波的脉冲频率为：f＝1/(1.4RC)。其中R为电阻R1的有效阻值，更换不同阻值的电阻R1，可以使脉冲频率在KHz级到MHz级可调。单片机或者微处理器输出PWM波作为一个与非门的输入，以控制方波的发送频率。

所述第一与非门的一个输入端(引脚12)分别连接至所述第一电阻R1的一端和第三电容C3的一端，所述第一电阻R1的另一端分别连接至所述第一与非门的输出端(引脚11)和第二与非门的一个输入端(引脚2)，所述第二与非门的另一个输入端(引脚1)以及所述第一与非门的另一个输入端(引脚13)、集成与非门U1的电源端(引脚14)均连接至所述电源11的正极，集成与非门U1的接地端(引脚7)连接至所述电源11的负极，所述第三电容C3的另一端连接至所述第二与非门的输出端(引脚3)，所述第二与非门的输出端连接至第三与非门的一个输入端(引脚4)，所述第三与非门的另一个输入端(引脚5)通过所述第二电阻R2连接至所述主控电路12以接收PWM信号，所述第三与非门的输出端(引脚6)连接至第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的基极还通过所述第三电阻R3连接至所述电源11的正极，所述第一三极管Q1的集电极通过所述第四电阻R4连接至所述电源11的正极，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第二三极管Q2的基极通过第五电阻R5连接至所述第一三极管Q1的集电极，所述第三三极管Q3的基极通过第六电阻R6连接至所述第一三极管Q1的集电极，所述第二三极管Q2的集电极连接至电源11的正极，第三三极管Q3的集电极接地，所述第二三极管Q2的发射极与第三三极管Q3的发射极连接，并通过第七电阻R7连接至第四三极管Q4的基极，第四三极管Q4的基极还通过第八电阻R8接地，所述第四三极管Q4的发射极接地，所述第四三极管Q4的集电极通过所述第一电感L1连接至电源11的正极。

由于U1的6号引脚输出的方波驱动能力小，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4可以进行放大，提高信号的驱动能力。方波为高频信号，第四三极管Q4作为开关被驱动以使第一电感L1和第一电容C1实现LC谐振，产生电磁波，第二电感L2和第二电容C2可以接收该电磁波并转换为电能。

图3是本实用新型输电线路在线监测系统的一个较佳实施例的系统结构示意图。其中，输电线路包括至少一组输电杆塔,每组输电杆塔包括若干个依次排列的杆塔，所述在线监测系统包括设置在所述杆塔上且与所述输电杆塔一一对应的如上所述的监测终端100、与每组输电杆塔中的最后一个杆塔处的监测终端100无线连接的后台服务器200和与所述后台服务器200无线连接的远程计算机300；

每组输电杆塔中的所述监测终端100用于与相邻的监测终端100进行无线通讯以将每个监测终端100监测到的监测数据进行叠加传输；

且每组输电杆塔中的最后一个杆塔处的监测终端100还包括无线-GPRS数据转换电路50以及用于将所有的所述输电线路监测数据通过GPRS通讯方式发送至所述后台服务器200的GPRS数据接口电路60。

综上所述，本实用新型的输电线路监测终端及在线监测系统具有以下有益效果：本实用新型的输电线路监测终端包括供电发送电路，其通过无线的方式发送电源能量，供电接收电路可以接收并转换所述电源能量后给所述数据采集电路及数据收发电路供电的供电接收电路。因此，可以将数据采集电路、数据收发电路、供电接收电路可以完全密封在一起，这部分电路的密封性能很好，增加了监测终端的安全性和可靠性，且数据采集相关部分的电路和电池供电部分的电路中的任何一个出现问题，可以直接更换，节省材料。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (7)

1.一种输电线路监测终端，其特征在于，包括用于实时采集输电线路的监测数据的数据采集电路(30)、用于与其他监测终端进行无线通讯以接收所述其他监测终端的监测数据和/或发送自身的监测数据到所述其他监测终端的数据收发电路(40)、用于通过无线的方式发送电源能量的供电发送电路(10)、以及用于接收并转换所述电源能量后给所述数据采集电路(30)及数据收发电路(40)供电的供电接收电路(20)；其中，所述数据采集电路(30)包括倾斜传感器、振动传感器、雷击电流传感器、泄漏电流传感器；

所述供电发送电路(10)与供电接收电路(20)无线连接，所述供电接收电路(20)分别与所述数据采集电路(30)及数据收发电路(40)电连接，所述数据采集电路(30)与数据收发电路(40)电连接。

2.根据权利要求1所述的输电线路监测终端，其特征在于，所述供电发送电路(10)包括：电源(11)、主控电路(12)、用于在所述主控电路(12)的控制下将所述电源(11)的能量转换为振荡波的能量转换电路(13)、用于将所述振荡波放大的放大电路(14)和用于将放大的所述振荡波以无线电磁波的方式发送的发射电路(15)；

所述主控电路(12)、能量转换电路(13)、放大电路(14)、发射电路(15)依次相连，所述电源(11)分别连接至所述主控电路(12)、能量转换电路(13)、放大电路(14)。

3.根据权利要求2所述的输电线路监测终端，其特征在于，所述发射电路(15)包括相互并联的第一电感(L1)和第一电容(C1)，所述供电接收电路(20)包括相互并联的第二电感(L2)和第二电容(C2)。

4.根据权利要求2所述的输电线路监测终端，其特征在于，所述能量转换电路(13)包括集成与非门(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第三电容(C3)，所述集成与非门(U1)内部集成有第一与非门、第二与非门、第三与非门，

所述第一与非门的一个输入端分别连接至所述第一电阻(R1)的一端和第三电容(C3)的一端，所述第一电阻(R1)的另一端分别连接至所述第一与非门的输出端和第二与非门的一个输入端，所述第二与非门的另一个输入端以及所述第一与非门的另一个输入端均连接至所述电源(11)的正极，所述第三电容(C3)的另一端连接至所述第二与非门的输出端，所述第二与非门的输出端连接至第三与非门的一个输入端，所述第三与非门的另一个输入端通过所述第二电阻(R2)连接至所述主控电路(12)，所述第三与非门的输出端连接至所述放大电路(14)。

5.根据权利要求2所述的输电线路监测终端，其特征在于，所述能量转换电路(13)包括电磁转化装置。

6.根据权利要求2所述的输电线路监测终端，其特征在于，所述放大电路(14)包括NPN型的第一三极管(Q1)、NPN型的第二三极管(Q2)、PNP型的第三三极管(Q3)、NPN型的第四三极管(Q4)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)；

所述第一三极管(Q1)的集电极通过所述第四电阻(R4)连接至所述电源(11)的正极，所述第一三极管(Q1)的基极连接至所述能量转换电路(13)的输出端，所述第一三极管(Q1)的基极还通过所述第三电阻(R3)连接至所述电源(11)的正极，所述第一三极管(Q1)的发射极接地，所述第二三极管(Q2)的基极和所述第三三极管(Q3)的基极均连接至所述第一三极管(Q1)的集电极，所述第二三极管(Q2)的集电极连接至电源(11)的正极，第三三极管(Q3)的集电极接地，所述第二三极管(Q2)的发射极和第三三极管(Q3)的发射极均连接至第四三极管(Q4)的基极，所述第四三极管(Q4)的发射极接地，所述第四三极管(Q4)的集电极连接至所述发射电路(15)。

7.一种输电线路在线监测系统，输电线路包括至少一组输电杆塔,每组输电杆塔包括若干个依次排列的杆塔，其特征在于，所述在线监测系统包括设置在所述杆塔上且与所述输电杆塔一一对应的如权利要求1-6任一项所述的监测终端(100)、与每组输电杆塔中的最后一个杆塔处的监测终端(100)无线连接的后台服务器(200)和与所述后台服务器(200)无线连接的远程计算机(300)；

每组输电杆塔中的所述监测终端(100)用于与相邻的监测终端(100)进行无线通讯以将每个监测终端(100)监测到的监测数据进行叠加传输；

且每组输电杆塔中的最后一个杆塔处的监测终端(100)还包括无线-GPRS数据转换电路(50)以及用于将所有的所述输电线路监测数据通过GPRS通讯方式发送至所述后台服务器(200)的GPRS数据接口电路(60)。