CN204439130U - 一种输电线路状态在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种输电线路状态在线监测系统，包括监控主站平台、电力系统控制总机和多个现场输电线路监测终端，每个现场输电线路监测终端均包括杆塔监测单元和与杆塔监测单元对应的线路监测单元，其中，每个杆塔监测单元均包括载荷传感器、绝缘子倾斜角、风偏角传感器、污秽电流传感器、振动传感器、微气象传感器、信号采集终端、杆塔端传感器控制器和杆塔端射频通信单元；每个线路监测单元均包括线导线倾斜角传感器、导线温度传感器、导线振动传感器、线路端传感器控制器和线路端射频通讯单元。本实用新型实现了对输电线路状态的实时在线监测，不会像传统步行巡线那样遗漏可能存在的安全隐患。

Description

一种输电线路状态在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及电力设备在线监测系统技术领域，具体涉及一种输电线路状态在线监测系统。

背景技术

目前，我国对高压电力设备的维护主要是依据《电气设备预防性试验规程》,在停电情况下进行定期的预防性试验和定期维修制。虽然，这是发现设备隐患，防止事故和保证电力系统安全运行的重要保障。但统计结果表明,绝大多数电力设备事故是在历年来的预试数据都合格的情况下发生的，可见其有一定的局限性。定期的预防性试验只按时间来安排，未考虑设备本身的运行状态，针对性不强，停电试验检出设备缺陷的灵敏度和有效性较低，存在着等效性、真实性和周期性等方面的问题，现有的规程一般都要求对高压设备进行定期检修。但定期检修会出现对某些设备进行超量的试验和检修，造成许多不必要的停电和维修，导致人力物力的浪费。因此，已不适应电力系统的改革、发展和电力用户对供电可靠性的要求。

另一方面，中国山区处的输电线路多，加之交通困难，现场施工条件比较差，人力操作劳动的强度大，工效低，工程质量不易保证，并且不利于自然环境保护。至于线路运行维护方面，由于线路里程日益增长，电压等级越来越高，靠人员步行巡线，难以查找设备的缺陷和进行适时维修。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种输电线路状态在线监测系统，该系统实现了对输电线路状态的实时在线监测，不会像传统步行巡线那样遗漏可能存在的安全隐患。

为实现上述目的，本实用新型所设计的输电线路状态在线监测系统，它包括监控主站平台、电力系统控制总机和多个现场输电线路监测终端，其中，每个现场输电线路监测终端均包括杆塔监测单元和与杆塔监测单元对应的线路监测单元，其中，每个杆塔监测单元均包括载荷传感器、绝缘子倾斜角、风偏角传感器、污秽电流传感器、振动传感器、微气象传感器、信号采集终端、杆塔端传感器控制器和杆塔端射频通信单元；

每个线路监测单元均包括线导线倾斜角传感器、导线温度传感器、导线振动传感器、线路端传感器控制器和线路端射频通讯单元；

所述载荷传感器、绝缘子倾斜角、风偏角传感器、污秽电流传感器、振动传感器和微气象传感器的信号输出端连接信号采集终端的信号输入端，所述杆塔端传感器控制器的控制信号输出端分别连接载荷传感器、绝缘子倾斜角、风偏角传感器、污秽电流传感器、振动传感器和微气象传感器的控制信号输入端，信号采集终端的通信端连接杆塔端射频通信单元的通信端；

所述导线倾斜角传感器、导线温度传感器和导线振动传感器的信号输出端连接线路端射频通讯单元的通信端，所述线路端传感器控制器的控制信号输出端分别连接导线倾斜角传感器、导线温度传感器和导线振动传感器的控制信号输入端，线路端射频通讯单元与对应的杆塔端射频通信单元无线通信连接；

每个杆塔监测单元的信号采集终端通过通信网络连接监控主站平台，监控主站平台通过通信网络连接电力系统控制总机。

本实用新型所设计的以上技术方案与现有步行巡线相比，具有以下有益效果：

1、可以对杆塔和线路进行实时监测(覆冰厚度监测、绝缘子盐密监测、杆塔受力状况监测、风偏状态监测、视频在线监测、导线应力在线监测、导线温度监测以及微气象数据监测)，并能实时生成各个杆塔和线路的监测结果报告，提高了杆塔和线路的监测的准确性，避免了人工巡检常发生的漏检情况。

2、本实用新型的多个现场输电线路监测终端可设计在多个远距离的监控点(杆塔和线路)，通过无线通信的方式进行多个远距离的监控点的实时监测，明显提高了监测效率，降低了人工劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型中的原理框图。

1—监控主站平台、2—电力系统控制总机、3—杆塔监测单元、3.1—载荷传感器、3.2—绝缘子倾斜角、3.3—风偏角传感器、3.4—污秽电流传感器、3.5—振动传感器、3.6—微气象传感器、3.7—信号采集终端、3.8—杆塔端传感器控制器、3.9—杆塔端射频通信单元、3.10—摄像头、3.11—摄像头控制器、3.12—无线通信模块、4—线路监测单元、4.1—导线倾斜角传感器、4.2—导线温度传感器、4.3—导线振动传感器、4.4—线路端传感器控制器、4.5—线路端射频通讯单元、5—无线路由器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

本实用新型的所设计的输电线路状态在线监测系统，如图1所示，它包括监控主站平台1、电力系统控制总机2和多个现场输电线路监测终端，其中，每个现场输电线路监测终端均包括杆塔监测单元3和与杆塔监测单元3对应的线路监测单元4，其中，每个杆塔监测单元3均包括载荷传感器3.1、绝缘子倾斜角3.2、风偏角传感器3.3、污秽电流传感器3.4、振动传感器3.5、微气象传感器3.6、信号采集终端3.7、杆塔端传感器控制器3.8和杆塔端射频通信单元3.9；

每个线路监测单元4均包括线导线倾斜角传感器4.1、导线温度传感器4.2、导线振动传感器4.3、线路端传感器控制器4.4和线路端射频通讯单元4.5；

所述载荷传感器3.1、绝缘子倾斜角3.2、风偏角传感器3.3、污秽电流传感器3.4、振动传感器3.5和微气象传感器3.6的信号输出端连接信号采集终端3.7的信号输入端，所述杆塔端传感器控制器3.8的控制信号输出端分别连接载荷传感器3.1、绝缘子倾斜角3.2、风偏角传感器3.3、污秽电流传感器3.4、振动传感器3.5和微气象传感器3.6的控制信号输入端，信号采集终端3.7的通信端连接杆塔端射频通信单元3.9的通信端；

所述导线倾斜角传感器4.1、导线温度传感器4.2和导线振动传感器4.3的信号输出端连接线路端射频通讯单元4.5的通信端，所述线路端传感器控制器4.4的控制信号输出端分别连接导线倾斜角传感器4.1、导线温度传感器4.2和导线振动传感器4.3的控制信号输入端，线路端射频通讯单元4.5与对应的杆塔端射频通信单元3.9无线通信连接；

每个杆塔监测单元3的信号采集终端3.7通过通信网络连接监控主站平台1，监控主站平台1通过通信网络连接电力系统控制总机2。

上述技术方案中，所述每个杆塔监测单元3还包括摄像头3.10和摄像头控制器3.11，所述摄像头3.10的信号输出端连接信号采集终端3.7的信号输入端，摄像头控制器3.11的控制信号输出端连接摄像头3.10的控制端，摄像头控制器3.11的通信端通过网络连接电力系统控制总机2。摄像头3.10为工业低照度摄像头，其监视角度为水平0～360°，垂直90°连续可调。电力系统控制总机2通过摄像头控制器3.11可控制摄像头3.10定时拍照或控制拍照。摄像头3.10采用1/3″CCD摄像(照相)机传感器，水平清晰度不低于480线；视频分辨率大于等于(1280*1024)，可根据用户要求调整；用户在后台可实现对摄像机方位、焦距、光圈、景深、云台预置位的远程设置和控制；系统配置的云台有128个预置位；监视角度为水平0～360°，垂直90°连续可调；变焦率是27倍光学变倍/10倍电子放大；照片格式为JPEG。

上述技术方案中，所述微气象传感器3.6内集成有温度传感器(温度传感器采用由Pt100铂电阻和线性变送模块组成的温度传感器)、湿度传感器、风向传感器(风向传感器采用EL15-2/2A型风向传感器)和风力传感器。微气象传感器3.6是一个一体化的集成仪器，使用时安装在易覆冰的杆塔上，能实时监测到产生线路覆冰的气象条件，以便及早采取措施。可全天候工作，不受暴雨、冰雪、霜冻天气的影响。

上述技术方案中，它还包括无线路由器5，所述每个杆塔监测单元3的信号采集终端3.7连接有无线通信模块3.12，无线通信模块3.12通过无线路由器5连接监控主站平台1。

上述技术方案中，所述线路端射频通讯单元4.5与对应的杆塔端射频通信单元3.9之间采用433MHz的频率无线通信。

上述技术方案中，监控主站平台1将接收到的各种监测信息进行分析并给出预警处置措施，监控主站平台1采用模块化结构，能够实现覆冰状态监测功能、气象参数监测功能、电气参数监测功能、力学参数监测功能、图像监测功能和导线温度监测等功能，可以根据应用需要扩展功能模块用于其他综合监测功能。本实用新型使用时：载荷传感器3.1、绝缘子倾斜角3.2、风偏角传感器3.3、污秽电流传感器3.4安装在杆塔的合适位置就可以，没有非常具体的杆塔安装位置要求。

振动传感器3.5一般和塔材紧密安装，固定在塔材上端一安全高度。输电线路塔材在被盗时，会引起塔材较大的机械振动，这种机械振动在塔材内部介质会产生一系列的声波传播，由于在塔材内部有切应力的存在，根据声波在介质中的传播原理，因此在塔材内部即有纵波也有横波的传输。通过安装振动传感器能够将塔材在被盗时引起的塔材内部声波信号很快的转化为电信号，再进行放大，滤波处理。

微气象传感器3.6安装在易覆冰的铁塔上，能实时监测到产生线路覆冰的气象条件，以便及早采取措施。可全天候工作，不受暴雨、冰雪、霜冻天气的影响。

导线倾斜角传感器4.1、导线温度传感器4.2和导线振动传感器4.3集成在一个结构体内，安装在悬垂线夹附近的导线上即可。

本实用新型的工作过程为：按上述安装方式将一个杆塔监测单元3和线路监测单元4分成一组，安装到对应的一个待测点，杆塔监测单元3安装到待测点的杆塔上，将线路监测单元4安装到待测点的线路上，依据上述方式将杆塔监测单元3和对应的线路监测单元4安装到各个待测点，通过杆塔端传感器控制器3.8和线路端传感器控制器4.4将各个对应的传感器打开，杆塔监测单元3的传感器将监测到的实时数据传输给信号采集终端3.7(线路监测单元4的传感器通过射频通信单元将数据传输给信号采集终端3.7)，信号采集终端3.7统一将上述数据传给监控主站平台1，监控主站平台1对上述数据按照现有的输电线路状态评价方式进行处理，得到相应的输电线路状态图表，上述图表发送给电力系统控制总机2，供技术人员监控。

电力系统控制总机2通过摄像头控制器3.11控制摄像头3.10的工作模式，摄像头3.10将监测到的图像信息通过信号采集终端3.7和监控主站平台1反馈给电力系统控制总机2。供技术人员进行实时视频监控。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种输电线路状态在线监测系统，其特征在于：它包括监控主站平台(1)、电力系统控制总机(2)和多个现场输电线路监测终端，其中，每个现场输电线路监测终端均包括杆塔监测单元(3)和与杆塔监测单元(3)对应的线路监测单元(4)，其中，每个杆塔监测单元(3)均包括载荷传感器(3.1)、绝缘子倾斜角(3.2)、风偏角传感器(3.3)、污秽电流传感器(3.4)、振动传感器(3.5)、微气象传感器(3.6)、信号采集终端(3.7)、杆塔端传感器控制器(3.8)和杆塔端射频通信单元(3.9)；

每个线路监测单元(4)均包括线导线倾斜角传感器(4.1)、导线温度传感器(4.2)、导线振动传感器(4.3)、线路端传感器控制器(4.4)和线路端射频通讯单元(4.5)；

所述载荷传感器(3.1)、绝缘子倾斜角(3.2)、风偏角传感器(3.3)、污秽电流传感器(3.4)、振动传感器(3.5)和微气象传感器(3.6)的信号输出端连接信号采集终端(3.7)的信号输入端，所述杆塔端传感器控制器(3.8)的控制信号输出端分别连接载荷传感器(3.1)、绝缘子倾斜角(3.2)、风偏角传感器(3.3)、污秽电流传感器(3.4)、振动传感器(3.5)和微气象传感器(3.6)的控制信号输入端，信号采集终端(3.7)的通信端连接杆塔端射频通信单元(3.9)的通信端；

所述导线倾斜角传感器(4.1)、导线温度传感器(4.2)和导线振动传感器(4.3)的信号输出端连接线路端射频通讯单元(4.5)的通信端，所述线路端传感器控制器(4.4)的控制信号输出端分别连接导线倾斜角传感器(4.1)、导线温度传感器(4.2)和导线振动传感器(4.3)的控制信号输入端，线路端射频通讯单元(4.5)与对应的杆塔端射频通信单元(3.9)无线通信连接；

每个杆塔监测单元(3)的信号采集终端(3.7)通过通信网络连接监控主站平台(1)，监控主站平台(1)通过通信网络连接电力系统控制总机(2)。

2.根据权利要求1所述的输电线路状态在线监测系统，其特征在于：所述每个杆塔监测单元(3)还包括摄像头(3.10)和摄像头控制器(3.11)，所述摄像头(3.10)的信号输出端连接信号采集终端(3.7)的信号输入端，摄像头控制器(3.11)的控制信号输出端连接摄像头(3.10)的控制端，摄像头控制器(3.11)的通信端通过网络连接电力系统控制总机(2)。

3.根据权利要求1所述的输电线路状态在线监测系统，其特征在于：所述微气象传感器(3.6)内集成有温度传感器、湿度传感器、风向传感器和风力传感器。

4.根据权利要求1所述的输电线路状态在线监测系统，其特征在于：它还包括无线路由器(5)，所述每个杆塔监测单元(3)的信号采集终端(3.7)连接有无线通信模块(3.12)，无线通信模块(3.12)通过无线路由器(5)连接监控主站平台(1)。

5.根据权利要求1所述的输电线路状态在线监测系统，其特征在于：所述线路端射频通讯单元(4.5)与对应的杆塔端射频通信单元(3.9)之间采用433MHz的频率无线通信。