CN205333034U - 输电线路导线弧垂在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种输电线路导线弧垂在线监测系统，它涉及电力系统技术领域。它包括导线温度采集传感器、导线弧垂测距传感器、微气象监测装置、导线弧垂监测主机和系统后台，导线温度采集传感器、导线弧垂测距传感器均通过WIFI无线通信方式与安装在杆塔上的导线弧垂监测主机连接，微气象监测装置通过RS485方式与导线弧垂监测主机连接，导线弧垂监测主机通过3G/GPRS无线方式与系统后台连接，系统后台通过Internet网络与多个用户连接。本实用新型精度高，功耗低，抗干扰性能优异，能实时监测导线弧垂及温度，降低线路管理人员巡线强度，保证线路的安全运行，提高供电可靠性，实用性强，易于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是电力系统技术领域，具体涉及输电线路导线弧垂在线监测系统。
背景技术
输电线路弧垂是线路设计和运行的主要指标，关系到线路的运行安全，因此必须控制在设计规定的范围内；由于线路运行负荷和周围环境的变化都会造成线路弧垂的变化，过大的弧垂不但会造成事故隐患，也限制了线路的输送能力，特别是在交叉跨越和人烟密集地段，近年来由于用电负荷增长的需要，许多已有的输电线路为了提高输送能力，将导线最高运行允许温度从70摄氏度提高到80摄氏度，这时线路弧垂就成为主要的制约因素，需要对弧垂进行校验或实时监测，以确保线路运行和被跨越设备的安全，基于此，设计一种新型的输电线路导线弧垂在线监测系统还是很有必要的。
实用新型内容
针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种输电线路导线弧垂在线监测系统，结构设计合理，精度高，功耗低，抗干扰性能优异，能实时监测导线弧垂及温度，降低线路管理人员巡线强度，保证线路的安全运行，提高供电可靠性。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：输电线路导线弧垂在线监测系统，包括导线温度采集传感器、导线弧垂测距传感器、微气象监测装置、导线弧垂监测主机和系统后台，导线温度采集传感器、导线弧垂测距传感器均通过WIFI无线通信方式与安装在杆塔上的导线弧垂监测主机连接，微气象监测装置通过RS485方式与导线弧垂监测主机连接，导线弧垂监测主机通过3G/GPRS无线方式与系统后台连接，系统后台通过Internet网络与多个用户连接。
作为优选，所述的导线弧垂监测主机由中央数据处理器、数据采集单元、通信模块、蓄电池和太阳能电池板组成，中央数据处理器通过数据采集单元分别与导线弧垂测距传感器中的导线弧垂监测模块、导线温度采集传感器中的导线温度监测模块、微气象监测装置的气象传感器连接，太阳能电池板接蓄电池，蓄电池接中央数据处理器，中央数据处理器通过通信模块与系统后台连接，所述的中央数据处理器采用ARMCortex-a8处理器。
作为优选，所述的导线温度采集传感器直接安装在导线及其它需要测量的测温点上，导线温度采集传感器采用直接接触式的采集方式，对监测点的温度进行采集，利用直接接触式原理，能够对导线自身以及导线接点、导线夹具易发热点温度同时进行实时监测；根据现场监测的需要，可在导线线夹、金具、导线连接处等线路易发热点灵活选择安装1-8个导线温度传感器，对现场导线各发热点进行监测，每个监测点的导线温度数据通过WIFI无线通信方式传输到安装在附近杆塔上的便携式监测主机上。
作为优选，所述的导线弧垂测距传感器安装在导线弧垂最低点，导线弧垂实时采集，采用激光测距的原理，直接实时准确采集导线弧垂对地垂直距离，避免了采取倾角算法计算弧垂和人工测量误差大的缺陷；可根据现场需要，可选择安装在单相或多相弧垂点选择1-4个导线弧垂监测传感器，对现场导线弧垂进行监测，每个监测点的导线弧垂数据通过WIFI无线通信方式传输到安装在附近杆塔上的便携监测主机上。
作为优选，所述的微气象监测装置采用超声波气象传感器，微气象监测装置安装在导线弧垂监测主机旁边的杆塔上，对现场的温度、湿度、风速、风向进行实时采集，气象数据通过RS485方式传输到监测主机上，然后通过主机的3G/GPRS无线通信方式传输到后台。
本实用新型的有益效果：能直接实时准确采集导线弧垂对地垂直距离，避免了模型计算弧垂和人工测量误差大的缺陷，且能够对导线自身以及导线接点、导线夹具易发热点温度、以及对现场的温湿度、风速、风向进行监测，线路管理人员可实时掌握各监测点导线弧垂状况，无需赶赴现场，及时发现安全隐患，降低线路管理人员巡线强度、提高供电部门实施状态检修和电网智能化管理水平，进一步提高供电可靠性，易于推广使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型各主控制模块的连接框图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：输电线路导线弧垂在线监测系统，包括导线温度采集传感器1、导线弧垂测距传感器2、微气象监测装置3、导线弧垂监测主机4和系统后台5，导线温度采集传感器1、导线弧垂测距传感器2均通过WIFI无线通信方式与安装在杆塔上的导线弧垂监测主机4连接，微气象监测装置3通过RS485方式与导线弧垂监测主机4连接，导线弧垂监测主机4通过3G/GPRS无线方式与系统后台5连接，系统后台5通过Internet网络与多个用户连接。
值得注意的是，所述的导线弧垂监测主机4由中央数据处理器401、数据采集单元402、通信模块403、蓄电池404和太阳能电池板405组成，中央数据处理器401通过数据采集单元402分别与导线弧垂测距传感器2中的导线弧垂监测模块201、导线温度采集传感器1中的导线温度监测模块101、微气象监测装置3的气象传感器301连接，太阳能电池板405接蓄电池404，蓄电池404接中央数据处理器401，中央数据处理器401通过通信模块403与系统后台5连接，所述的中央数据处理器401采用ARMCortex-a8处理器。
本具体实施方式的工作原理：(1)导线温度实时监测：导线温度采集传感器1采用直接接触式的采集方式，对监测点的温度进行采集，导线温度采集传感器1直接安装在导线及其它需要测量的测温点上，利用直接接触式原理，能够对导线自身以及导线接点、导线夹具易发热点温度同时进行实时监测，每个导线温度采集传感器1的重量为2公斤，采用内置锂电池进行供电，不充电情况下，导线温度采集传感器1可稳定工作6个月以上；根据现场监测的需要，可在导线线夹、金具、导线连接处等线路易发热点灵活选择安装1-8个导线温度传感器，对现场导线各发热点进行监测，每个监测点的导线温度数据通过WIFI无线通信方式传输到安装在附近杆塔上的便携式监测主机上。
(2)导线弧垂实时监测：导线弧垂测距传感器2安装在导线弧垂最低点，导线弧垂实时采集，采用激光测距的原理，直接实时准确采集导线弧垂对地垂直距离，避免了采取倾角算法计算弧垂和人工测量误差大的缺陷，每个导线弧垂测距传感器2的重量为2公斤，采用内置锂电池进行供电，不充电情况下，导线弧垂测距传感器2可稳定工作6个月以上；可根据现场需要，可选择安装在单相或多相弧垂点选择1-4个导线弧垂监测传感器，对现场导线弧垂进行监测，每个监测点的导线弧垂数据通过WIFI无线通信方式传输到安装在附近杆塔上的便携监测主机上。
(3)所述的微气象监测装置3采用超声波气象传感器，具有精度高、稳定性好、免维护等特点，每个气象传感器重量为1.5公斤，利用监测主机中的锂电池进行供电；微气象监测装置3安装在导线弧垂监测主机4旁边的杆塔上，对现场的温度、湿度、风速、风向进行实时采集，根据现场采集需要，还可扩充雨量、气压等气象要素的采集，气象数据通过RS485方式传输到监测主机上，然后通过主机的3G/GPRS无线通信方式传输到后台。
(4)现场每个导线弧垂监测主机4通过3G/GPRS无线方式传输到系统后台5，后台以数据报表、曲线等多种方式，向用户跨时间、跨空间提供监测点杆塔线路的导线弧垂、微气象情况和发展趋势，线路维护人员利用Internet网络可以随时异地登录后台，对输电线路的现场导线弧垂状况实现“实时准确可知”，犹如亲临现场。
本具体实施方式在弧垂监测采集方面采用激光测距的原理，将导线弧垂测距传感器2直接安装在导线弧垂最低点，直接实时准确采集导线弧垂对地垂直距离，避免了模型计算弧垂和人工测量误差大的缺陷；在导线温度监测采集方面，将导线温度采集传感器1直接安装在导线及其它需要测量的测温点上，采用直接接触式原理，能够对导线自身以及导线接点、导线夹具易发热点温度同时进行实时监测，同时，装置还可配置气象传感器，对现场的温湿度、风速、风向进行监测；导线弧垂测距传感器2采集的数据通过WIFI无线方式传输到安装在杆塔上的导线弧垂监测主机4，导线弧垂监测主机4将现场采集的导线温度、导线弧垂和气象数据，通过3G/GPRS无线方式向后台传输，后台数据报表和曲线方式显示每个监测点的实时导线弧垂数据及变化趋势，线路管理人员可在任何地方登录后台查看现场每个监测点的数据信息，使得线路维护人员在后台根据监测装置采集的现场气象数据、导线温度、导线弧垂，总结导线温度、导线弧垂与气象、导线负荷之间变化规律，为线路长期稳定运行维护提供技术积累。
本具体实施方式的功能特点：(1)利激光直接测量导线弧垂对地距离：导线弧垂测距传感器2具有以下优点：①直接安装于导线弧垂点，直接实时监测导线弧垂距离，测量数据可靠性优于模型计算弧垂法；②精度高(200米以内的误差在2mm左右)，避免以往模型计算导线弧垂误差大的缺陷；③低功耗，整机平均功耗为3mA；④独特的抗干扰电路设计和防干扰外壳设计，可稳定工作于10kV-1000kV、±400-±800kV输电线路上。
(2)接触式原理直接采集导线、夹具发热点温度：导线温度采集传感器1采用直接接触式的采集方式，对监测点的温度进行采集，它是将温度传感器直接安装在导线及其它需要测量的测温点上，采用直接接触式原理，能够对导线自身以及导线接点、导线夹具易发热点温度同时进行实时监测。
(3)采用精度高、稳定性好、免维护的一体化超声波气象传感器：导线弧垂监测系统中集成的风速风向传感器具有动态性能好、线性精度高、灵敏度高(风速传感器精度：±(0.5+0.03V)m/s；风向传感器精度：准确度：±5°)、测风范围宽(风速传感器测风范围：测量范围：0-75m/s；风向传感器测风范围：测量范围：0-360度)抗风强度大等优点，其性能达到了世界气象组织对测风传感器的建议要求。
(4)监测装置以定时、远程召唤和预警三种方式向后台传输数据：导线弧垂监测装置能够定时、远程召唤和预警三种方式向后台传输数据，用户在后台可以修改设备运行参数，如定时采集发送数据时间间隔(最短时间间隔为1分钟)、预警阈值等。
本具体实施方式主要应用于导线有交叉、线路弧垂较低影响线路运行安全的导线弧垂监测及智能预警系统，利用激光测距技术对对导线弧垂进行直接实时准确采集，线路管理人员在办公室可实时掌握各监测点导线弧垂状况；当导线弧垂度超限时，系统能够以手机短信方式告知线路管理人员，无需赶赴现场，线路运行维护人员就可及时发现导线弧垂运行中的安全隐患，这对降低线路管理人员巡线强度、提高供电部门实施状态检修和电网智能化管理水平、更进一步提高供电可靠性都具有重要意义，具有广阔的市场应用前景。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.输电线路导线弧垂在线监测系统，其特征在于，包括导线温度采集传感器(1)、导线弧垂测距传感器(2)、微气象监测装置(3)、导线弧垂监测主机(4)和系统后台(5)，导线温度采集传感器(1)、导线弧垂测距传感器(2)均通过WIFI无线通信方式与安装在杆塔上的导线弧垂监测主机(4)连接，微气象监测装置(3)通过RS485方式与导线弧垂监测主机(4)连接，导线弧垂监测主机(4)通过3G/GPRS无线方式与系统后台(5)连接，系统后台(5)通过Internet网络与多个用户连接。
2.根据权利要求1所述的输电线路导线弧垂在线监测系统，其特征在于，所述的导线弧垂监测主机(4)由中央数据处理器(401)、数据采集单元(402)、通信模块(403)、蓄电池(404)和太阳能电池板(405)组成，中央数据处理器(401)通过数据采集单元(402)分别与导线弧垂测距传感器(2)中的导线弧垂监测模块(201)、导线温度采集传感器(1)中的导线温度监测模块(101)、微气象监测装置(3)的气象传感器(301)连接，太阳能电池板(405)接蓄电池(404)，蓄电池(404)接中央数据处理器(401)，中央数据处理器(401)通过通信模块(403)与系统后台(5)连接，所述的中央数据处理器(401)采用ARMCortex-a8处理器。
3.根据权利要求1所述的输电线路导线弧垂在线监测系统，其特征在于，所述的导线温度采集传感器(1)安装在导线及其它需要测量的测温点上。
4.根据权利要求1所述的输电线路导线弧垂在线监测系统，其特征在于，所述的导线弧垂测距传感器(2)安装在导线弧垂最低点。
5.根据权利要求1所述的输电线路导线弧垂在线监测系统，其特征在于，所述的微气象监测装置(3)采用超声波气象传感器，微气象监测装置(3)安装在导线弧垂监测主机(4)旁边的杆塔上。
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