CN204405782U - 用于架空输电线路雷电定位系统 - Google Patents

Abstract

一种用于架空输电线路雷电定位系统，包括传感器数据采集设备、无线数据采集中心和电力公司服务器组。传感器数据采集设备包括电流传感器、数据处理器和射频RF无线收发模块。当移动通信网络不可用时，通过射频RF无线收发模块建立的无线链路将雷电数据经过至少一次转发至移动通信网络可用的传感器数据采集设备，从而使雷电信息数据通过其它传感器数据采集设备上传至电力公司服务器组，确保数据获取及时准确可靠。另外，本实用新型电流传感器结构简单，安装方便，成本低，且能够确保长期、稳定地提供电源。

Description

用于架空输电线路雷电定位系统

技术领域

本实用新型涉及集中控制系统，特别是涉及用于雷电防治的集中控制系统。

背景技术

现有技术架空输电线路雷电监测系统包括雷击探测器、主控制系统、无线通信系统、计算机控制分析中心系统和供电系统。现有技术雷电监测系统存在以下的缺陷和不足之处：

1. 现有技术雷电监测系统所采用雷击探测器结构复杂、体积大，不易于安装，成本高；

2. 现有技术雷电监测系统的无线通信系统依靠移动通信网络的通用分组无线业务General Packet Radio Service，在移动通信网络不发达地区，以及在一些偏远地区遇到恶劣天气的时候，移动通信网络的通用分组无线业务GPRS信号差，甚至没有信号，雷击探测器采集的信号数据无法上传，造成数据缺失，雷击探测信息获取不及时，不仅不利于定位雷电发生地，还对预防雷击和对地区雷击数据采集造成不良影响；

3. 现有技术对户外设备仅采用电池供电，不能确保长期稳定的供电需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种雷击探测方案简单、采用射频无线链路接力传输数据方式、且有可靠电源供给的用于架空输电线路雷电定位系统。

本实用新型解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

设计、制造一种用于架空输电线路雷电定位系统，包括至少一个用于获取雷电信息数据的传感器数据采集设备，为传感器数据采集设备配置的无线数据采集中心，电力公司服务器组，以及链接该电力公司服务器组的电力公司广域网络和电力公司局域网络。传感器数据采集设备将采集的雷电采样信号转换为雷电信息数据输出至无线数据采集中心，无线数据采集中心通过移动通信网络将雷电信息数据上传至电力公司服务器组所链接的互联网，使用户终端能够通过电力公司广域网络或者电力公司局域网络获取雷电信息数据。所述传感器数据采集设备包括用于采集雷电采样信号的电流传感器、数据处理器和射频RF无线收发模块；电流传感器采集的雷电采样信号转化为雷电信息数据后输入数据处理器；数据处理器电连接所述射频RF无线收发模块；各传感器数据采集设备借助射频RF无线收发模块建立无线链路。当电连接传感器数据采集设备的无线数据采集中心所建立的移动通信网络可用时，数据处理器将接收的雷电信息数据传输至无线数据采集中心并上传至电力公司服务器组；当电连接传感器数据采集设备的无线数据采集中心所建立的移动通信网络不可用时，数据处理器通过射频RF无线收发模块建立的无线链路将雷电数据经过至少一次转发至其所电连接的无线数据采集中心的移动通信网络可用的传感器数据采集设备，从而使雷电信息数据通过其它传感器数据采集设备上传至电力公司服务器组。

具体地，所述用于架空输电线路雷电定位系统还包括为各传感器数据采集设备配置的、用于采集雷电图像数据的摄像机；对于配置给同一传感器数据采集设备的无线数据采集中心和摄像机，该摄像机将收集的视频数据传输至该无线数据采集中心。

更具体地，所述传感器数据采集设备还包括电连接所述电流传感器的峰值保持电路模块，以及电连接在该峰值保持电路模块与数据处理器模块之间的模数转换模块。所述峰值保持电路模块将电流传感器模块采集的雷电采样信号转换为电压信号输出至模数转换模块，模数转换模块将来自峰值保持电路模块的电压信号转换为雷电信息数据输入至数据处理器。

为确保伴随雷电信息数据的时间信息可靠，所述传感器数据采集设备还包括电连接所述数据处理器的实时时钟模块。

为确保电源供电能力持续稳定，所述传感器数据采集设备还包括为传感器数据采集设备各器件提供电能的电源单元；该电源单元包括太阳能电池板，蓄电池，以及分别电连接所述太阳能电池板和蓄电池的电源管理模块。所述电源管理模块收集来自太阳能电池板和蓄电池的电能并转换输出分别适用于传感器数据采集设备各器件的电能，并且控制用太能电池板获取电能为蓄电池充电。

为便于安装，所述传感器数据采集设备还包括安装箱；所述电流传感器、峰值保持电路模块、模数转换模块、数据处理器、实时时钟模块、射频RF无线收发模块、电源管理模块和蓄电池都安装在所述安装箱内；所述太阳能电池板，以及电连接射频RF无线收发模块的射频RF天线都安装在所述安装箱外。

所述安装箱安装在输电线路杆塔上。一种情况下，所述输电线路杆塔是金属杆塔，所述安装箱借助防盗螺栓固定安装在输电线路杆塔主干上距输电线3米至5米处，并且使所述安装箱的箱背紧贴金属杆塔主干。另一种情况下，所述输电线路杆塔是配置金属接地线的水泥杆塔，所述安装箱借助不锈钢绑扎带被固定安装在输电线路杆塔主干上距输电线3米至5米处，并且使所述安装箱的箱背紧贴所述金属接地线。

具体而言，所述数据处理器采用八位单片机芯片ATMEGA128。

同现有技术相比较，本实用新型“用于架空输电线路雷电定位系统”的技术效果在于：

1. 本实用新型基于电磁感应原理采集雷击信号，电流传感器和峰值保持电路模块结构简单，安装方便，成本低；

2. 本实用新型在遇到移动通信网络不可用的情况，可以通过射频RF无线收发模块建立的无线链路实现数据接力传输，将数据传输至移动通信网络可用的区域，确保数据获取及时准确可靠；

3. 本实用新型采用太阳能电池板和蓄电池共同供电方式，而且太阳能电池板还能够为蓄电池提供持续充电以确保蓄电池长期供电，提高了电源可靠性。

附图说明

图1是本实用新型“用于架空输电线路雷电定位系统”优选实施例的系统结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例传感器数据采集设备1的电原理方框示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例作进一步详述。

本实用新型提出一种用于架空输电线路雷电定位系统，如图1所示，包括至少一个用于获取雷电信息数据的传感器数据采集设备1，为传感器数据采集设备1配置的无线数据采集中心2，电力公司服务器组3，以及链接该电力公司服务器组3的电力公司广域网络4和电力公司局域网络5。传感器数据采集设备1将采集的雷电采样信号转换为雷电信息数据输出至无线数据采集中心2，无线数据采集中心2通过移动通信网络7将雷电信息数据上传至电力公司服务器组3所链接的互联网8，使用户终端6能够通过电力公司广域网络4或者电力公司局域网络5获取雷电信息数据。如图2所示，所述传感器数据采集设备1包括用于采集雷电采样信号的电流传感器12、数据处理器11和射频RF无线收发模块13。电流传感器12采集的雷电采样信号转化为雷电信息数据后输入数据处理器11。数据处理器11电连接所述射频RF无线收发模块13。各传感器数据采集设备1借助射频RF无线收发模块13建立无线链路。当电连接传感器数据采集设备1的无线数据采集中心2所建立的移动通信网络可用时，数据处理器11将接收的雷电信息数据传输至无线数据采集中心2并上传至电力公司服务器组3。当电连接传感器数据采集设备1的无线数据采集中心2所建立的移动通信网络不可用时，数据处理器11通过射频RF无线收发模块13建立的无线链路将雷电数据经过至少一次转发至其所电连接的无线数据采集中心2的移动通信网络可用的传感器数据采集设备1，从而使雷电信息数据通过其它传感器数据采集设备1上传至电力公司服务器组3。所述移动通信网络基于通用分组无线业务GPRS组网并传输数据。

为了获取图像信息，本实用新型优选实施例，如图1所示，所述用于架空输电线路雷电定位系统还包括为各传感器数据采集设备1配置的、用于采集雷电图像数据的摄像机9。对于配置给同一传感器数据采集设备1的无线数据采集中心2和摄像机9，该摄像机9将收集的视频数据传输至该无线数据采集中心2。

本实用新型优选实施例，如图2所示，所述传感器数据采集设备1还包括电连接所述电流传感器12的峰值保持电路模块14，以及电连接在该峰值保持电路模块14与数据处理器模块11之间的模数转换模块15。当输电线路杆塔在遭受雷击时必然产生一个大电流流过，其周围的磁场也将发生很大的变化，电流传感器12的感应线圈内的磁通量就会发生很大变化，根据楞次定律，感应线圈上就会产生一个与其磁通相反的感应电流，然后通过一个外部电阻将该电流信号转换成电压信号。所述峰值保持电路模块14将电流传感器11模块采集的雷电采样信号转换为电压信号输出至模数转换模块15，模数转换模块15将来自峰值保持电路模块14的电压信号转换为雷电信息数据输入至数据处理器11。

为确保伴随雷电信息数据的时间信息可靠，本实用新型优选实施例，如图2所示，所述传感器数据采集设备1还包括电连接所述数据处理器11的实时时钟模块16。

为确保电源供电能力持续稳定，本实用新型优选实施例，如图2所示，所述传感器数据采集设备1还包括为传感器数据采集设备1各器件提供电能的电源单元。所述器件包括数据处理器11、电流传感器12、射频RF无线收发模块13、峰值保持电路模块14、模数转换模块15和实时时钟模块16。所述电源单元包括太阳能电池板19，蓄电池18，以及分别电连接所述太阳能电池板19和蓄电池18的电源管理模块17。所述电源管理模块17收集来自太阳能电池板19和蓄电池18的电能并转换输出分别适用于传感器数据采集设备1各器件的电能，并且控制用太能电池板19获取电能为蓄电池18充电。

为便于安装，本实用新型优选实施例，所述传感器数据采集设备还包括安装箱。所述电流传感器12、峰值保持电路模块14、模数转换模块15、数据处理器11、实时时钟模块16、射频RF无线收发模块13、电源管理模块17和蓄电池18都安装在所述安装箱内；所述太阳能电池板19，以及电连接射频RF无线收发模块13的射频RF天线都安装在所述安装箱外。

所述安装箱便于将传感器数据采集设备1集中安装在输电线路杆塔上。一种情况下，如果所述输电线路杆塔是金属杆塔，所述安装箱借助防盗螺栓固定安装在输电线路杆塔主干上距输电线3米至5米处，并且使所述安装箱的箱背紧贴金属杆塔主干，以金属杆塔的主干为地线。另一种情况下，所述输电线路杆塔是配置金属接地线的水泥杆塔，所述安装箱借助不锈钢绑扎带被固定安装在输电线路杆塔主干上距输电线3米至5米处，并且使所述安装箱的箱背紧贴所述金属接地线。

本实用新型优选实施例，所述数据处理器11采用美国atmel公司的八位单片机ATMEGA128，从而组成控制主板，通过控制主板采集、运算、存储数据，并通过射频RF无线接力传输，通过通用分组无线业务GPRS模块和无线数据采集中心2进行通讯。

Claims (10)

1.一种用于架空输电线路雷电定位系统，其特征在于：

包括至少一个用于获取雷电信息数据的传感器数据采集设备，为传感器数据采集设备配置的无线数据采集中心，电力公司服务器组，以及链接该电力公司服务器组的电力公司广域网络和电力公司局域网络；

传感器数据采集设备将采集的雷电采样信号转换为雷电信息数据输出至无线数据采集中心，无线数据采集中心通过移动通信网络将雷电信息数据上传至电力公司服务器组所链接的互联网，使用户终端能够通过电力公司广域网络或者电力公司局域网络获取雷电信息数据；

所述传感器数据采集设备包括用于采集雷电采样信号的电流传感器、数据处理器和射频RF无线收发模块；电流传感器采集的雷电采样信号转化为雷电信息数据后输入数据处理器；数据处理器电连接所述射频RF无线收发模块；各传感器数据采集设备借助射频RF无线收发模块建立无线链路。

2.根据权利要求1所述的用于架空输电线路雷电定位系统，其特征在于：

还包括为各传感器数据采集设备配置的、用于采集雷电图像数据的摄像机；对于配置给同一传感器数据采集设备的无线数据采集中心和摄像机，该摄像机将收集的视频数据传输至该无线数据采集中心。

3.根据权利要求1所述的用于架空输电线路雷电定位系统，其特征在于：

所述传感器数据采集设备还包括电连接所述电流传感器模块的峰值保持电路模块，以及电连接在该峰值保持电路模块与数据处理器模块之间的模数转换模块；

所述峰值保持电路模块将电流传感器模块采集的雷电采样信号转换为电压信号输出至模数转换模块，模数转换模块将来自峰值保持电路模块的电压信号转换为雷电信息数据输入至数据处理器。

4.根据权利要求3所述的用于架空输电线路雷电定位系统，其特征在于：

所述传感器数据采集设备还包括电连接所述数据处理器的实时时钟模块。

5.根据权利要求4所述的用于架空输电线路雷电定位系统，其特征在于：

所述传感器数据采集设备还包括为传感器数据采集设备各器件提供电能的电源单元；该电源单元包括太阳能电池板，蓄电池，以及分别电连接所述太阳能电池板和蓄电池的电源管理模块；

所述电源管理模块收集来自太阳能电池板和蓄电池的电能并转换输出分别适用于传感器数据采集设备各器件的电能，并且控制用太能电池板获取电能为蓄电池充电。

6.根据权利要求5所述的用于架空输电线路雷电定位系统，其特征在于：

所述传感器数据采集设备还包括安装箱；所述电流传感器、峰值保持电路模块、模数转换模块、数据处理器、实时时钟模块、射频RF无线收发模块、电源管理模块和蓄电池都安装在所述安装箱内；所述太阳能电池板，以及电连接射频RF无线收发模块的射频RF天线都安装在所述安装箱外。

7.根据权利要求6所述的用于架空输电线路雷电定位系统，其特征在于：

所述安装箱安装在输电线路杆塔上。

8.根据权利要求7所述的用于架空输电线路雷电定位系统，其特征在于：

所述输电线路杆塔是金属杆塔，所述安装箱借助防盗螺栓固定安装在输电线路杆塔主干上距输电线3米至5米处，并且使所述安装箱的箱背紧贴金属杆塔主干。

9.根据权利要求7所述的用于架空输电线路雷电定位系统，其特征在于：

所述输电线路杆塔是配置金属接地线的水泥杆塔，所述安装箱借助不锈钢绑扎带被固定安装在输电线路杆塔主干上距输电线3米至5米处，并且使所述安装箱的箱背紧贴所述金属接地线。

10.根据权利要求1所述的用于架空输电线路雷电定位系统，其特征在于：

所述数据处理器采用八位单片机芯片ATMEGA128。