CN205507001U - 电力线对树枝放电故障检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电力线对树枝放电故障检测装置，其技术特点是：该系统包括通信模块、实时采集模块、电机控制模块、警示模块和分析处理模块；所述通信模块包括第一通信模块和第二通信模块，实时采集模块、电机控制模块及第一通信模块为现场设备并安装在架空线路现场，所述分析处理模块、警示模块和第二通信模块安装在监控中心，第一通信模块与第二通信模块采用无线通信方式进行数据传输。本实用新型充分利用超声波技术对架空线路周围树枝进行检测，在树枝接近架空线路的安全距离时，自动调整到合适的时间后发出警报，解决了由于树木靠近和接触架空线路而引起的尖端放电、架空线路击穿空气放电对树枝放电、跳闸停电或者更严重的事故。

Description

电力线对树枝放电故障检测装置

技术领域

本实用新型属于输电线路技术领域，具体涉及一种电力线对树枝放电故障检测装置。

背景技术

树木能够造福人类，绿化环境和净化空气。但是，如果树木生长在架空电力线路的附近，当其接触或者距离电力线路较近时，线路对树枝发生放电，电流沿树木流入大地，发生相间或线间短路，电力损耗增加，严重时甚至会烧毁架空线路，从而影响电力线路的安全运行。以10kV架空线路杆塔为例，如果在10kV架空线路下方或者附近有树木生长时，树枝距离架空线路的一根导线距离较近时，10kV架空线路对其发生放电，发生暂态接地故障。这类故障比较难查找，不足以引起输电线路上的开关跳闸，只会发出接地信号，并且没有明显标示。现有的故障排查方法是线路巡检人员通过对配电线路认真巡检并对杆塔逐级检查直接找到故障地点，或者排查过程中，通过用户反映的大致的故障地点间接找到精确的故障地点，然后线路巡视人员带领线路检修人员到达现场清理故障后方可清除隐患。

仅仅一个由树木引起的10kV单相接地故障，就需要很多巡检人员对线路进行巡视，排查和访问用户才能完成，直到消除线路故障。不仅浪费了大量了人力，还浪费了电力，增加了发生大规模故障的几率，严重影响了供电的可靠性。更高电压等级的架空线路一般配备架空线路故障检测器，但只有在发生故障后才能提醒工作人员故障的存在，对树枝的放电预防措施也都是需要巡检人员对线路进行巡视。目前人们对于架空线路周围树枝的修剪取得了一定成果，但修剪的前提在于发现，才能防范于未然，增加供电的可靠性，提高生活质量。因此如何对电网架空线路经树木接地故障进行预警是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电力线对树枝放电故障检测装置，解决对电网架空线路经树木接地故障进行及时准确预警问题。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种电力线对树枝放电故障检测装置，包括通信模块、实时采集模块、电机控制模块、警示模块和分析处理模块；所述通信模块包括第一通信模块和第二通信模块，所述实时采集模块、电机控制模块及第一通信模块为现场设备并安装在架空线路现场，所述分析处理模块、警示模块和第二通信模块安装在监控中心，第一通信模块与第二通信模块采用无线通信方式进行数据传输；

所述电机控制模块包括单片机、步进电机、超声波传感器、机械连接杆、变速齿轮、保护外壳；所述电机控制模块安装杆塔上，所述机械连接杆安装在杆塔的顶部且两侧关于杆塔对称，两台水平步进电机、两台垂直步进电机和两台超声波传感器对称安装在机械连接杆两侧，每个超声波传感器对每侧架空线路进行树枝检测，每台步进电机均装配变速齿轮，水平步进电机受单片机控制经过变速齿轮来控制超声波传感器发射超声波信号的水平方向角度；垂直步进电机受单片机控制经过变速齿轮来控制超声波传感器发射超声波信号的垂直方向角度；所述保护外壳内安装有电机控制模块中的单片机和第一通信模块，该单片机与第一通信模块及步进电机相连接；

所述实时采集模块包括多种检测测量仪、无线传输装置和超声波接收器，多种检测测量仪安装在杆塔顶部的机械连接杆上与第一通信模块相连，用于实时监测当前的实时环境参数用于采集实时的属性值并传送给第一通信模块，所述超声波接收器和无线传输装置连接在一起并安装在两杆塔之间的架空线路最大弧垂处，超声波接收器用于接收超声波传感器的超声波信号，无线传输装置通过无线方式与第一通信模块进行通信。

所述的分析处理模块由计算机及存储装置连接构成，该计算机与第二通信模块相连；所述的警示模块由单片机和警报器连接构成，该单片机与分析处理模块的计算机相连。

进一步，所述多种检测测量仪包括温度测量仪、相对湿度测量仪、气压测量仪、PM2.5检测仪、臭氧测量仪、一氧化碳测量仪和风速测量仪。

进一步，所述第一通信模块、第二通信模块均采用远距离无线收发装置。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型充分利用超声波传感器发射和接收超声波信号实现对架空线路周围树枝的检测，可以在树枝接近架空线路的安全距离时，自动调整到合适的时间后发出警报，使工作人员能够及时处理潜在故障，预防事故的发生，解决了由于树木靠近和接触架空线路而引起的尖端放电、架空线路击穿空气放电对树枝放电、跳闸停电或者更严重的事故。

2、本实用新型极大提高了架空线路对树木放电的预防能力，改变目前短路发生后线路巡检人员必须对线路进行巡视、排查和访问用户才能完成排障的模式，将变被动为主动方式，节省了人力、电力，提高了供电的可靠性。

3、本实用新型在检测到树枝的存在时，警报器经过单片机自适应调时对巡线人员进行报警，并且安全距离的取值留有一定裕度，使巡线人员可调整时间对树木进行修剪。

附图说明

图1为本实用新型的系统连接示意图；

图2为本实用新型的现场设备整体安装示意图；

图3a为本实用新型的杆塔上安装设备的立体图；

图3b为本实用新型的杆塔上安装设备的主视图；

图中，1-通信模块，11-第一通信模块，12-第二通信模块，2-实时采集模块，21-检测测量仪，22-无线传输装置，23-超声波接收装置，3-电机控制模块，31-水平步进电机，32-超声波传感器，33-机械连接杆，34-变速齿轮，35-保护外壳，36-垂直步进电机，4-警示模块，5-分析处理模块，6-杆塔，7-架空线路，8-绝缘子。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

一种电力线对树枝放电故障检测装置，如图1所示，包括通信模块1、实时采集模块2、电机控制模块3、警示模块4、分析处理模块5。所述的通信模块1包括第一通信模块11和第二通信模块12，第一通信模块11和第二通信模块12均采用远距离无线收发装置并通过收发无线信号达到传输信息的目的。第一通信模块11与电机控制模块3及实时采集模块2相连；第二通信模块12与分析处理模块5相连，第二通信模块12与第一通信模块11通过无线信号传输信息。所述实时采集模块2与第一通信模块11相连。所述电机控制模块3与第一通信模块11相连。所述警示模块4与分析处理模块5相连。所述分析处理模块5与警示模块4和第二通信模块12相连。本系统的实时采集模块2、电机控制模块3及第一通信模块11为现场设备并安装在架空线路现场，第二通信模块12、分析处理模块5和警示模块4安装在监控中心。下面对系统中的各个部分分别进行说明：

电机控制模块3包括单片机、步进电机、超声波传感器、机械连接杆、变速齿轮、保护外壳。实时采集模块2包括温度测量仪、相对湿度测量仪、气压测量仪、PM2.5检测仪、臭氧测量仪、一氧化碳测量仪、风速测量仪、无线传输装置和超声波接收器。如图2、图3a及图3b所示，所述电机控制模块3安装杆塔6上，架空线路7通过绝缘子8安装在杆塔6的左右两侧，所述机械连接杆33安装在杆塔6的顶部且两侧关于杆塔对称，机械连接杆33用于电机控制模块及实时采集模块的连接和支撑。两台水平步进电机31、两台垂直步进电机36和两台超声波传感器32分别对称安装在机械连接杆33两侧，每个超声波传感器对架空线路的前后对应侧进行树枝检测，每台步进电机均装配变速齿轮34，水平步进电机31受单片机控制经过变速齿轮34来控制超声波传感器32发射超声波信号的水平方向角度；垂直步进电机36受单片机控制经过变速齿轮34来控制超声波传感器32发射超声波信号的垂直方向角度。所述保护外壳35内安装有电机控制模块中的单片机和第一通信模块，实现对单片机和第一通信模块保护功能。所述单片机与第一通信模块的相连并且控制步进电机，使步进电机通过变速齿轮实现超声波传感器沿分析处理模块计算得到的角度发射超声波信号。各个检测测量仪21安装在杆塔顶部的机械连接杆上与第一通信模块相连，用于实时监测当前的实时环境参数用于采集实时的属性值并传送给第一通信模块，所述超声波接收器23和无线传输装置22连接在一起并安装在两杆塔之间的架空线路最大弧垂处，超声波接收器23用于感应超声波信号，无线传输装置22通过无线方式与第一通信模块进行通信。

所述的分析处理模块5由计算机及存储装置连接构成，并且计算机又与第二通信模块相连，存储装置用于存储实例库中的实例，计算机用于架空线路的安全距离、超声波传感器发射角度和架空线路悬挂曲线方程等任务的计算。所述的警示模块4由单片机和警报器连接构成，其中单片机又与分析处理模块的计算机相连，用于智能调整报警时间，警报器受单片机控制用于对巡线工作人员报警。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (3)

1.一种电力线对树枝放电故障检测装置，其特征在于：包括通信模块、实时采集模块、电机控制模块、警示模块和分析处理模块；所述通信模块包括第一通信模块和第二通信模块，所述实时采集模块、电机控制模块及第一通信模块为现场设备并安装在架空线路现场，所述分析处理模块、警示模块和第二通信模块安装在监控中心，第一通信模块与第二通信模块采用无线通信方式进行数据传输；

所述电机控制模块包括单片机、步进电机、超声波传感器、机械连接杆、变速齿轮、保护外壳；所述电机控制模块安装杆塔上，所述机械连接杆安装在杆塔的顶部且两侧关于杆塔对称，两台水平步进电机、两台垂直步进电机和两台超声波传感器对称安装在机械连接杆两侧，每个超声波传感器对每侧架空线路进行树枝检测，每台步进电机均装配变速齿轮，水平步进电机受单片机控制经过变速齿轮来控制超声波传感器发射超声波信号的水平方向角度；垂直步进电机受单片机控制经过变速齿轮来控制超声波传感器发射超声波信号的垂直方向角度；所述保护外壳内安装有电机控制模块中的单片机和第一通信模块，该单片机与第一通信模块及步进电机相连接；

所述实时采集模块包括多种检测测量仪、无线传输装置和超声波接收器，多种检测测量仪安装在杆塔顶部的机械连接杆上与第一通信模块相连，用于实时监测当前的实时环境参数用于采集实时的属性值并传送给第一通信模块，所述超声波接收器和无线传输装置连接在一起并安装在两杆塔之间的架空线路最大弧垂处，超声波接收器用于接收超声波传感器的超声波信号，无线传输装置通过无线方式与第一通信模块进行通信；

所述的分析处理模块由计算机及存储装置连接构成，该计算机与第二通信模块相连；所述的警示模块由单片机和警报器连接构成，该单片机与分析处理模块的计算机相连。

2.根据权利要求1所述的电力线对树枝放电故障检测装置，其特征在于：所述多种检测测量仪包括温度测量仪、相对湿度测量仪、气压测量仪、PM2.5检测仪、臭氧测量仪、一氧化碳测量仪和风速测量仪。

3.根据权利要求1所述的电力线对树枝放电故障检测装置，其特征在于：所述第一通信模块、第二通信模块均采用远距离无线收发装置。