CN207335695U - 一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置，包括数据采集模块、数据处理模块、电源模块和上位机监控系统，所述数据采集模块包括倾角传感器和图像采集装置，倾角传感器设置在绝缘子串上，图像采集装置包括设置在电杆上的摄像机和与摄像机连接的图像压缩模块，倾角传感器和图像压缩模块与数据处理模块连接，数据处理模块通过无线通信模块与上位机监控系统无线连接，电源模块通过供电电路为数据采集模块和数据处理模块供电。该装置通过对绝缘子串倾角以及图像的检测，判断电力绝缘子串风偏角是否在允许的范围内，保证电网安全稳定运行。

Description

一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及电力设备在线监测装置领域，尤其涉及一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置。

背景技术

绝缘子串风偏角是指在风力作用下，绝缘子串相对于杆塔发生的倾斜角度。其中，绝缘子串风偏是造成风偏跳闸事故的最主要因素。风偏跳闸事故发生的直接原因是悬垂绝缘子串的风偏角过大，风偏角过大时容易造成绝缘子串下端带电体与铁塔之间的空气间隙减小，当此间隙的电气强度不能承受系统运行电压时就会发生放电现场。架空输电线路是国家电网系统的重要组成部分，影响着全国十几亿人的生活，随着国家对偏远地区的关注及经济的发展，架空输电线路越来越多的经过恶劣的条件（如峡谷，高山，河流等），架空输电线路不仅受到暴雨雷电的侵袭，还会受到大风的影响，绝缘子串大幅摆动，使得发生风偏闪络的几率大大提升。一旦发生风偏闪络，输电网重合率低，这将造成大面积的停电事故，给人民的生活生产带来极大地危害，给国家带来重大地经济损失。而且在发生风偏事故后，很难判断故障的发生地点，这给高压输电线路的维修工作带来很大麻烦。

因此，有必要对绝缘子串的动态进行实时监测，并查看杆塔周围的环境信息，如有异常情况，及时做好准备工作，极大地减少风偏跳闸带来的危害。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置，通过对绝缘子串倾角以及图像的检测，判断电力绝缘子串风偏角是否在允许的范围内，保证电网安全稳定运行。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置，包括数据采集模块、数据处理模块、电源模块和上位机监控系统，所述数据采集模块包括倾角传感器和图像采集装置，倾角传感器设置在绝缘子串上，图像采集装置包括设置在电杆上的摄像机和与摄像机连接的图像压缩模块，倾角传感器和图像压缩模块与数据处理模块连接，数据处理模块通过无线通信模块与上位机监控系统无线连接，电源模块通过供电电路为数据采集模块和数据处理模块供电。

优选的方案中，所述数据采集模块还包括风速风向传感器，风速风向传感器与数据处理模块连接。

优选的方案中，所述数据采集模块还包括大气压力传感器，大气压力传感器与数据处理模块连接。

优选的方案中，所述数据采集模块还包括温湿度传感器，温湿度传感器与数据处理模块连接。

优选的方案中，所述电源模块包括太阳能电池板和蓄电池，太阳能电池板通过充放电电路与蓄电池连接。

优选的方案中，包括存储模块，所述存储模块与数据处理模块连接。

本实用新型提供的一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置，具有以下有益效果：

1、通过现场对绝缘子串的视频图像进行实时采集，图像处理模块进行压缩后，通过数据处理模块打包处理然后通过无线通信模块传输至上位机监控系统进行监测，通过目测绝缘子串的风偏角度，对绝缘子串进行比较直观的监测；在绝缘子串上设置倾角传感器，当目测绝缘子串产生比较大的风偏时，结合倾角传感器检测的数据进行对比分析，防止结果会产生误差。

2、设置的风速风向传感器，可以对绝缘子串周围的风力进行监测，从而结合绝缘子串的实际风偏角度以及风力变化，对绝缘子串的风偏进行预判，进一步降低风险。

3、设置的大气压力传感器和温湿度传感器对绝缘子串周边的环境气象数据进行监测，对进一步的绝缘子串的环境进行预判，杜绝安全隐患。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的系统框图。

具体实施方式

如图1中，一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置，包括数据采集模块3、数据处理模块4、电源模块1和上位机监控系统6。

数据采集模块3包括倾角传感器7、图像采集装置8、风速风向传感器9、大气压力传感器10和温湿度传感器11，图像采集装置8包括设置在电杆上的摄像机15和与摄像机15连接的图像压缩模块16，倾角传感器7、图像压缩模块16、风速风向传感器9、大气压力传感器10以及温湿度传感器11与数据处理模块4连接。

倾角传感器7设置在绝缘子串上，倾角传感器7采用基于双轴倾角传感器的倾角采集模块ZCT245测量绝缘子串的风偏角度，所述传感器具有体积小，重量轻，易于集成，性能稳定，抗冲击，抗震动，高性价比等特点，所述传感器只要给其上电就可采集倾角数据，方便快捷。

图像压缩模块16采用W730图像压缩模块来采集图像数据，图像压缩模块16将摄像机15采集回来的模拟信号转换成数字信号，再将数字信号进行压缩处理。

风速风向传感器9采用WJ-3A型风速风向传感器测量悬垂绝缘子串周围的风速和风向，所述传感器结构可靠，测量精度高，且稳定可靠，测量范围广。所述传感器固定安装时，必须使风速风向传感器上的指北红点对准正北方。

大气压力传感器10采用JQYB-V型大气压力传感器，所述传感器测量精确可靠，外形美观，小巧，安装方便，能够有效防浪涌电压和极性反相保护。

温湿度传感器11采用DB140型传感器探头进行温度和湿度的测量，所述传感器探头内置SHT11温湿度传感器，所述传感器为数字化输出，具有功耗小，精度高，抗干扰能力强等特点。

数据处理模块4采用LPC2378芯片，所述数据处理模块4主要对各采集模块采集的数据进行综合处理。

电源模块1包括太阳能电池板12和蓄电池14，太阳能电池板12通过充放电电路13与蓄电池14连接，电源模块1通过供电电路2为数据采集模块3和数据处理模块4供电。其工作原理是：由太阳能电池板12将太阳能转换成电能，通过充放电电路13给蓄电池14充电，蓄电池14经过放电电路给供电电路提供电源，经供电电路2转换成系统所用的电压。太阳能电池板12采用转换效率最高的单晶硅太阳能电池，使用太阳能电池板12既能节省能源同时不需要频繁的更换电池，使用更方便；所述蓄电池114采用锂电池，所锂电池具有能量密度高，高存储，使用寿命长，自放电率很低，重量轻，高低温适应性强，绿色环保等优点。

包括存储模块17，所述存储模块17与数据处理模块4连接。所述存储模块17主要用于存储采集的微环境和图像数据，方便后期对数据的调取。本实施例采用SD卡来存储数据，所述SD卡操作简单，价格便宜，安全性高。所述SD卡支持SD方式和SPI双重方式来读写数据，SPI方式相对SD方式操作简单，占用IO口少，因此本实施例采用SPI方式向SD读取和存储数据。

通过数据采集模块3实时采集绝缘子串的数字视频图像、倾斜角度及其周边微气象数据包括风速、风向、温度、湿度、大气压力，采集的数据经数据处理模块4处理打包，处理后的数据经过4G通信模块或GPRS等无线通信模块传输至上位机监控系统监测，所述上位机监控系统6可以选择计算机。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置，其特征在于：包括数据采集模块（3）、数据处理模块（4）、电源模块（1）和上位机监控系统（6），所述数据采集模块（3）包括倾角传感器（7）和图像采集装置（8），倾角传感器（7）设置在绝缘子串上，图像采集装置（8）包括设置在电杆上的摄像机（15）和与摄像机（15）连接的图像压缩模块（16），倾角传感器（7）和图像压缩模块（16）与数据处理模块（4）连接，数据处理模块（4）通过无线通信模块（5）与上位机监控系统（6）无线连接，电源模块（1）通过供电电路（2）为数据采集模块（3）和数据处理模块（4）供电。

2.根据权利要求1所述的一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置，其特征在于：所述数据采集模块（3）还包括风速风向传感器（9），风速风向传感器（9）与数据处理模块（4）连接。

3.根据权利要求1所述的一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置，其特征在于：所述数据采集模块（3）还包括大气压力传感器（10），大气压力传感器（10）与数据处理模块（4）连接。

4.根据权利要求1所述的一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置，其特征在于：所述数据采集模块（3）还包括温湿度传感器（11），温湿度传感器（11）与数据处理模块（4）连接。

5.根据权利要求1所述的一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置，其特征在于：所述电源模块（1）包括太阳能电池板（12）和蓄电池（14），太阳能电池板（12）通过充放电电路（13）与蓄电池（14）连接。

6.根据权利要求1所述的一种电力绝缘子串风偏角在线监测装置，其特征在于：包括存储模块（17），所述存储模块（17）与数据处理模块（4）连接。