CN204902895U - 一种高压输电线路智能监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高压输电线路智能监测设备：包括安装于导线上的第一监测设备和安装于杆塔上的第二监测设备，第一监测设备上至少包括一种类型的传感器，第二监测设备上至少包括一种类型的传感器，且第一监测设备中的传感器和第二监测设备中的传感器采集到的信息不同，这样高压输电线路智能监测设备可以通过多个传感器采集特高压电网上的各种信息，实现对多种信息的监测。并且第一监测设备和第二监测设备可以将采集到的信息传输给各种连接的其他高压输电线路智能监测设备，并最终使其他高压输电线路智能监测设备通过基站将采集到的信息上传，这样多个高压输电线路智能监测设备可以通过多跳组网方式将采集到的信息上传，降低对公网依赖性。

Description

一种高压输电线路智能监测设备

技术领域

本实用新型属于电气工程领域，更具体的说，尤其涉及一种高压输电线路智能监测设备。

背景技术

智能电网的目标是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的智能电网。其中，对特高压电网各个环节重要运行参数的在线监测，以便从安全性、可靠性、可调节、抗扰动等方面加强对设备状态的预测、预防、调控，基于可靠的运行参数建立输电线路的智能决策，是实现智能电网的核心要求。而为了能够实现这一核心要求，必须依托于透彻的信息感知技术，可靠的数据传输和健全的网络构建技术，以及海量感知信息的智能管理和多维数据处理技术。

目前对智能电网的在线监测通常采用高压在线监测设备，其中高压在线监测设备可以采用诸如视频或红外等监测手段，但是目前高压在线监测设备的监测手段单一，其都只能监测一种信息，且各个高压在线监测设备间的信息独立，在采集到信息后直接通过公网上传，使得高压在线监测设备对现有通信网络依赖性较强。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种高压输电线路智能监测设备，用于对多种信息进行监测，并可通过多跳组网方式将采集到的信息上传，降低对公网的依赖性。

本实用新型提供一种高压输电线路智能监测设备，包括：安装于导线上的第一监测设备和安装于杆塔上的第二监测设备，其中所述第一监测设备上至少包括一种类型的传感器，所述第二监测设备上至少包括一种类型的传感器，且所述第一监测设备中的传感器和所述第二监测设备中的传感器采集到的信息不同；

所述第一监测设备和所述第二监测设备将采集到的信息传输给各自连接的其他高压输电线路智能监测设备，其中，所述其他高压输电线路智能监测设备通过基站将采集到的信息上传。

优选的，所述第一监测设备包括：处理主机、监测不同信息的传感器和摄像头，且所述监测不同信息的传感器和所述摄像头分别连接所述处理主机，所述监测不同信息的传感器至少包括：用于监测导线温度的传感器、用于监测导线弧垂的传感器、用于监测导线摆动的传感器以及用于监测外力破坏的传感器。

优选的，所述第二监测设备包括：处理主机、监测不同信息的传感器、摄像头和环境微气象监测子设备，所述监测不同信息的传感器、摄像头和环境微气象监测子设备分别连接所述处理主机，且所述监测不同信息的传感器至少包括：用于监测杆塔倾斜的传感器、用于监测杆塔振动的传感器以及用于监测外力破坏的传感器。

优选的，所述处理主机包括：微处理器、串口模块、RS-485模块、I2C接口模块、通信模块、存储模块和电源模块，其中所述串口模块、RS-485模块和I2C接口模块用于连接相对应的传感器，所述通信模块用于与其他高压输电线路智能监测设备通信。

优选的，所述电源模块包括太阳能供电模块和蓄电池。

优选的，所述第一监测设备中的电源模块采用电流感应取电方式；

所述第二监测设备中的电源模块包括太阳能供电模块和蓄电池。

优选的，所述通信模块具有远程系统升级和参数配置的功能。

优选的，所述处理主机采用模块化方式设计，且与所述处理主机中串口模块、RS-485模块和I2C接口模块连接的传感器均采用模块化方式设计。

与现有技术相比，本实用新型提供的上述技术方案具有如下优点：

本实用新型提供的高压输电线路智能监测设备包括安装于导线上的第一监测设备和安装于杆塔上的第二监测设备，第一监测设备上至少包括一种类型的传感器，第二监测设备上至少包括一种类型的传感器，且第一监测设备中的传感器和第二监测设备中的传感器采集到的信息不同，这样高压输电线路智能监测设备可以通过多个传感器采集特高压电网上的各种信息，实现对多种信息的监测。

并且第一监测设备和第二监测设备可以将采集到的信息传输给各种连接的其他高压输电线路智能监测设备，并最终使其他高压输电线路智能监测设备通过基站将采集到的信息上传，这样位于特高压电网内的多个高压输电线路智能监测设备可以通过多跳组网方式将采集到的信息上传，降低对公网依赖性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的高压输电线路智能监测设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的智能监测系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的高压输电线路智能监测设备中处理主机的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型实施例，首先对本实用新型实施例涉及的专业术语进行说明：

传感网技术：传感器网技术是一种全新的信息获取和处理技术，是计算、通信和传感器三项技术相结合的产物，传感网体系可分为感知网络、传输网络和应用网络三个层次。在传感网中，感知器件被嵌入或装备到电网、铁路、隧道、公路、建筑、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接形成感知网络，然后将感知网络与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。其具体表现是通过大量、多种类型传感器节点组成的传感器网络以实现更透彻感知，将多种类型传感器互联实现更广泛的互联，并实现对获取的多维信息进的融合处理从而得到可信的信息；

多传感器网络：是由布设大量多种类的传感器节点组成信息感知网络，以实现更透彻感知、更广泛的互联和更深入信息融合，可获取更细致、更可信的信息，为智能决策和智能行为提供全面、准确、可信的信息来源；

多维传感：在电力输电检测系统中“多维”是指：信息的来源不仅包括电压、电流等基本电力信息，还包括相关的导线、杆塔和环境信息等。对以上多种类型信息的实时、准确、快速和多维度的现场信息进行有效采集、融合、处理和使用，为输电线路故障决策、处理和状态检修提供全面准确的技术支持。

在本实用新型实施例中，高压输电线路智能监测设备包括有安装于导线上的第一监测设备和安装于杆塔上的第二监测设备，且第一监测设备上至少包括一种类型的传感器，第二监测设备上至少包括一种类型的传感器，这样高压输电线路智能监测设备可以通过多个传感器采集特高压电网上的各种信息，实现对多种信息的监测。并且第一监测设备和第二监测设备可以将采集到的信息传输给各种连接的其他高压输电线路智能监测设备，并最终使其他高压输电线路智能监测设备通过基站将采集到的信息上传，这样位于特高压电网内的多个高压输电线路智能监测设备可以通过多跳组网方式将采集到的信息上传，降低对公网依赖性。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，其示出了本实用新型实施例提供的高压输电线路智能监测设备的结构示意图，可以包括：第一监测设备1和第二监测设备2，其中第一监测设备1安装于导线上，用于监测特高压电网的各个导线的变化情况，第二监测设备2安装于杆塔上，用于监测特高压电网中各个杆塔的变化情况。

为了能够对特高压电网中各个导线和杆塔的变化情况进行监测，本实用新型实施例中第一监测设备1上至少包括一种类型的传感器，如图1所示第一监测设备1上包括用于监测导线温度的传感器、用于监测导线弧垂的传感器、用于监测导线摆动的传感器以及用于监测外力破坏的传感器，除此之外还包括摄像头，用于获得导线周边环境的视频，以监测导线周边环境。

同样的第二监测设备2上至少包括一种类型的传感器，如图1所示第二监测设备2上包括用于监测杆塔倾斜的传感器、用于监测杆塔振动的传感器以及用于监测外力破坏的传感器，除此之外还包括摄像头，用于获得杆塔周边环境的视频，以监测杆塔周边环境。

从图1所示高压输电线路智能监测设备的结构可知，高压输电线路智能监测设备从功能上分为：针对导线防护的防外破、导线弧垂、导线温度、线路交跨(导线摆动)和视频等进行监测的第一监测设备1，针对杆塔防护的杆塔倾斜、杆塔振动、视频以及针对环境信息的微气象等进行监测的第二监测设备2。也就是说第一监测设备1中的传感器和第二监测设备2中的传感器可以采集不同的信息，具体的第一监测设备1中的传感器主要采集导线上的信息，而第二监测设备2中的传感器主要采集杆塔上的信息，且每个监测设备可以采集多种信息，这样高压输电线路智能监测设备可以通过多个传感器采集特高压电网上的各种信息，实现对多种信息的监测。

并且在本实用新型实施例中，高压输电线路智能监测设备与智能监测系统中的其他高压输电线路智能监测设备组成多跳组网路，如图2所示，这样作为多跳组网路中的父节点(与基站直接相连)的高压输电线路智能监测设备可以直接将采集到的信息通过基站上传，而作为多跳组网路中的子节点的高压输电线路智能监测设备则需要首先将采集到的信息上传给其上一级的高压输电线路智能监测设备，然后最终通过基站将采集到的信息上传，这样多跳组网路中的高压输电线路智能监测设备可以通过多跳组网方式上传信息，使多跳组网路中高压输电线路智能监测设备在多跳组网路中传输时不依赖于公网，进而降低对公网的依赖性。

从图1和图2可知，高压输电线路智能监测设备采用多种类型传感器节点组成的传感器网络结构，不仅可实现对监测目标(导线和杆塔)的全面实时信息采集，还可实现更透彻的高压电力工况信息感知。由多个高压输电线路智能监测设备和基站构成的智能监测系统可通过的大量、多类型传感器互联实现更广泛的互联，将获取的多维信息进行融合处理从而得到可信的信息，为高压电网的运行决策提供及时、准确、可信的信息。其中高压电力工况信息包括：导线温度、导线弧垂角度、导线舞动摆动、导线震动等信息以及杆塔的倾角和震动，线路周边温度、湿度、风速风向等环境微气象等信息。

从上述技术方案可知，本实用新型提供的高压输电线路智能监测设备包括安装于导线上的第一监测设备1和安装于杆塔上的第二监测设备2，第一监测设备1上至少包括一种类型的传感器，第二监测设备2上至少包括一种类型的传感器，且第一监测设备1中的传感器和第二监测设备2中的传感器采集到的信息不同，这样高压输电线路智能监测设备可以通过多个传感器采集特高压电网上的各种信息，实现对多种信息的监测。

并且第一监测设备1和第二监测设备2可以将采集到的信息传输给各种连接的其他高压输电线路智能监测设备，并最终使其他高压输电线路智能监测设备通过基站将采集到的信息上传，这样位于特高压电网内的多个高压输电线路智能监测设备可以通过多跳组网方式将采集到的信息上传，降低对公网依赖性。

在本实用新型实施例中，第一监测设备1包括：处理主机、监测不同信息的传感器和摄像头，且监测不同信息的传感器和摄像头分别连接处理主机，监测不同信息的传感器至少包括：用于监测导线温度的传感器、用于监测导线弧垂的传感器、用于监测导线摆动的传感器以及用于监测外力破坏的传感器。第二监测设备2包括：处理主机、监测不同信息的传感器、摄像头和环境微气象监测子设备，监测不同信息的传感器、摄像头和环境微气象监测子设备分别连接处理主机，且监测不同信息的传感器至少包括：用于监测杆塔倾斜的传感器、用于监测杆塔振动的传感器以及用于监测外力破坏的传感器。这样第一监测设备1和第二监测设备2可以对导线和杆塔进行不同信息的监测。

其中第一监测设备1和第二监测设备2中处理主机的结构如图3所示，可以包括：微处理器11、串口模块12、RS-485模块13、I2C(Inter－IntegratedCircuit)接口模块14、通信模块15、存储模块16和电源模块17，其中串口模块12、RS-485模块13和I2C接口模块14用于连接相对应的传感器，通信模块15用于与其他高压输电线路智能监测设备通信。

各个传感器采集到的信息通过各自连接的接口模块上传给微处理器，然后再由微处理器发送给通信模块15传输给与通信模块15连接的设备。在本实用新型实施例中，通信模块15可以使自身所在高压输电线路智能监测设备采集到的信息传递给通信模块15所覆盖通信范围内的其他高压输电线路智能监测设备，这样高压输电线路智能监测设备可以通过中继接力方式/多跳组网方式将信息传递到基站，最后由基站通过公网传到后台。并且各个高压输电线路智能监测设备中的通信模块15的地位平等，其可以将采集到的信息以合适的传输路径通过其相邻的高压输电线路智能监测设备传递到基站；同样，也将基站的命令选择合适的传输路径发给指定的高压输电线路智能监测设备，其中高压输电线路智能监测设备选择的传输路径是由管理人员从后台通过基站来发送给各个高压输电线路智能监测设备，并且通信模块15可以采用WSN通信模块(WirelessSensorNetwork，无线传感器网络)。

并且上述电源模块17可以包括太阳能供电模块和蓄电池。即电源模块17可以采用太阳能供电和蓄电池供电结合方式来为高压输电线路智能监测设备中的各个器件供电。但是采用太阳能供电需要对太阳能板和蓄电池进行定期维护；在低温环境中，蓄电池工作效率很低，不能满足一些低温地区的供电要求。为此本实用新型实施例可以改用其他供电方式，例如第一监测设备中的电源模块17采用电流感应取电方式，而第二监测设备中的电源模块17仍包括太阳能供电模块和蓄电池，即第二监测设备中的电源模块17仍采用太阳能供电和蓄电池供电结合方式来为第二监测设备中的各个器件供电。

这样安装于杆塔的第二监测设备在安装时不需要线路停电，但其太阳能板和蓄电池需要定期维护；安装于导线的第一监测设备安装后是免于维护的，但其缺点是需要线路停电安装。针对不同电力应用场合的需求以及安装维护的需要，在应用本实用新型实施例中的高压输电线路智能监测设备可灵活选择不同监测设备，以全面满足高压输电线路的智能化监测需求。

此外，上述处理主机采用模块化方式设计，且与处理主机中串口模块、RS-485模块和I2C接口模块连接的传感器均采用模块化方式设计。之所以采用模块化设计是因为将不同模块以及不同类型传感器组成功能模块，会使每个功能模块独立于监测系统进行设计、测试以及生产调试，这样由性能可靠性有保证的模块组成的设备，其可靠性也可有效提高，且可以随意加入其他原本不包括的传感器和其他功能的模块。

在本实用新型实施例中，上述通信模块15具有远程系统升级和参数配置的功能，这样高压输电线路智能监测设备可以通过通信模块15接收远端后台发送的软件升级程序，实现对高压输电线路智能监测设备的软件升级，同时，也可通过参数配置功能，设定各传感器不同的报警阈值，以满足不同电力应用场合的需求。但是受到通信带宽的影响，本实用新型实施例仅能对通信范围内的高压输电线路智能监测设备进行远程系统升级和参数配置。

进一步在本实用新型实施例中，高压输电线路智能监测设备还可以通过处理主机对各传感器的状态监测，例如对传感器电量、运行温度、通信连接状态和感应变化量等信息，这些信息不仅可作为感应数据可靠性的参考和校准，如消除一些传感器感应数值的温漂影响等；也可提供给线路运维和管理人员，使其及时了解监测设备的运行状态，为运维检修计划的制定和状态检修提供技术支持。其中处理主机在对各传感器的状态进行监测时可以采用现有对传感器状态进行监测的手段，本实用新型实施例不再加以阐述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种高压输电线路智能监测设备，其特征在于，包括：安装于导线上的第一监测设备和安装于杆塔上的第二监测设备，其中所述第一监测设备上至少包括一种类型的传感器，所述第二监测设备上至少包括一种类型的传感器，且所述第一监测设备中的传感器和所述第二监测设备中的传感器采集到的信息不同；

所述第一监测设备和所述第二监测设备将采集到的信息传输给各自连接的其他高压输电线路智能监测设备，其中，所述其他高压输电线路智能监测设备通过基站将采集到的信息上传。

2.根据权利要求1所述的高压输电线路智能监测设备，其特征在于，所述第一监测设备包括：处理主机、监测不同信息的传感器和摄像头，且所述监测不同信息的传感器和所述摄像头分别连接所述处理主机，所述监测不同信息的传感器至少包括：用于监测导线温度的传感器、用于监测导线弧垂的传感器、用于监测导线摆动的传感器以及用于监测外力破坏的传感器。

3.根据权利要求1所述的高压输电线路智能监测设备，其特征在于，所述第二监测设备包括：处理主机、监测不同信息的传感器、摄像头和环境微气象监测子设备，所述监测不同信息的传感器、摄像头和环境微气象监测子设备分别连接所述处理主机，且所述监测不同信息的传感器至少包括：用于监测杆塔倾斜的传感器、用于监测杆塔振动的传感器以及用于监测外力破坏的传感器。

4.根据权利要求2或3所述的高压输电线路智能监测设备，其特征在于，所述处理主机包括：微处理器、串口模块、RS-485模块、I2C接口模块、通信模块、存储模块和电源模块，其中所述串口模块、RS-485模块和I2C接口模块用于连接相对应的传感器，所述通信模块用于与其他高压输电线路智能监测设备通信。

5.根据权利要求4所述的高压输电线路智能监测设备，其特征在于，所述电源模块包括太阳能供电模块和蓄电池。

6.根据权利要求4所述的高压输电线路智能监测设备，其特征在于，所述第一监测设备中的电源模块采用电流感应取电方式；

所述第二监测设备中的电源模块包括太阳能供电模块和蓄电池。

7.根据权利要求4所述的高压输电线路智能监测设备，其特征在于，所述通信模块具有远程系统升级和参数配置的功能。

8.根据权利要求4所述的高压输电线路智能监测设备，其特征在于，所述处理主机采用模块化方式设计，且与所述处理主机中串口模块、RS-485模块和I2C接口模块连接的传感器均采用模块化方式设计。