CN211477113U - 一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置，包括：视频在线监测装置和监测装置安装装置；所述监测装置安装装置包括固定连接的环形卡件和监测装置底座，所述环形卡件活动卡接在杆塔的底部，所述视频在线监测装置活动安装在所述监测装置底座上；所述视频在线监测装置的摄像头方向为斜向上方向，采集所述绝缘子串在线运行时的视频图像。由于采集装置安装在杆塔塔身上，远离强电场区域，便于安装和维护，装置的通信受放电的干扰小，有利于降低通信模块的功率，为后续采用非接触式可见光图像处理技术自动监测绝缘子串摆动提供基础数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及输电线路安全技术领域，具体涉及一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置。
背景技术
大风对于绝缘子串，特别是大吨位的绝缘子串产生的风偏和振动，会对杆塔本身产生强大的应力变化。绝缘子串是线路传输的重要组成设备，起着悬挂、支撑导线和绝缘的作用，国内10～750kV不同电压等级输电线路绝缘子串在结构、制造水平、运行条件、使用数量等方面存在较大差异，近年来有关绝缘子串发生闪络、损坏事故也日趋增多，这些事故主要表现为闪络、机械强度下降、掉串、击穿、脆断、劣化及外力破坏等方面。
风偏引起的不规则摆动对绝缘子串运行寿命影响不可忽略，特别是风沙较大的地区，输电线路绝缘子串风偏导致相地绝缘间隙小于工频电压下的最小间隙距离，闪络放电导致绝缘子串局部表面电蚀痕或内部烧伤，使得绝缘子串的绝缘性能和机械性能下降，对高压传输线路安全稳定运行及设施寿命影响较大。对于大风地区，当风速大于一定级别且较为稳定时，线路的绝缘子串会发生剧烈摆动，当摆动幅度和频率累积到一定程度且持续时间较长时，绝缘子串内部结构出现损伤而导致断裂，同时金具连接部位长期摩擦导致损伤或脱落，导致绝缘子串掉串或导线脱离绝缘子串，引发停电或人身伤亡等重大事故，对电网的安全运行构成严重威胁。
因此，正确识别摆动幅值和频率，分析应力变化，评估绝缘子串寿命，对保障绝缘子串安全运行和检修具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置，包括：视频在线监测装置和监测装置安装装置；
所述监测装置安装装置包括固定连接的环形卡件和监测装置底座，所述环形卡件活动卡接在杆塔的底部，所述视频在线监测装置活动安装在所述监测装置底座上；
所述视频在线监测装置的摄像头方向为斜向上方向，采集所述绝缘子串在线运行时的视频图像。
本实用新型的有益效果是：由于采集装置安装在杆塔塔身上，远离强电场区域，便于安装和维护，装置的通信受放电的干扰小，有利于降低通信模块的功率，为后续采用非接触式可见光图像处理技术自动监测绝缘子串摆动提供基础数据。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述环形卡件包括两端设有支耳3的半环形上卡件1和下卡件2；
所述上卡件1和下卡件2的一端的支耳通过同一转轴4活动连接，另一端支耳3通过卡扣5可拆卸连接。
进一步，所述监测装置底座包括方形槽6和夹紧螺栓7；
所述夹紧螺栓7设置在所述方形槽6的侧面的通孔上，所述所述视频在线监测装置安装在所述方形槽6后通过所述夹紧螺栓7进行加紧固定。
进一步，所述视频在线监测装置的摄像头方向与水平面夹角为45°。
进一步，所述输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置还包括现场处理单元；
所述现场处理单元包括存储器、互相通信的FPGA和DSP处理器，控制所述视频在线监测装置的传感器，对所述视频在线监测装置采集的视频信号进行处理，并将处理后的信息存储到存储器中。
进一步，所述现场处理单元还包括与所述DSP处理器连接的补光灯，所述DSP处理器发送灯光控制信号给所述补光灯。
进一步，所述采集装置还包括通信模块；
所述采集装置通过所述通信模块将采集的信息发送给外部的中心处理系统。
进一步，所述采集装置还包括供电模块；
所述供电模块以太阳能或储蓄能的方式为所述采集装置提供电能。
采用上述进一步方案的有益效果是：取能方式多样，供电可靠性高；由于装置安装与杆塔塔身上，取能和储能安装的空间大且安装牢固，可以避免输电线路导线运行对装置体积和重量的限制，还可避免导线的振动对装置运行可靠性的影响。获取绝缘子的风偏、舞动等多维信息；通过获取导线和绝缘子在空间的位移和时间信息，可以获得绝缘子的最大摆幅、水平和垂直位移以及振动的频率等信息，为绝缘子在大风或微风下的故障或损坏机理的分析提供依据。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种视频在线监测装置的实施例的安装示意图；
图2为本实用新型提供的一种监测装置底座的实施例的安装示意图；
图3为本实用新型提供的一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置的实施例的结构示意图；
图4为本实用新型提供的一种现场处理单元的实施例的电路原理图；
图5为本实用新型提供的一种现场处理单元的FPGA的实施例的电路原理图；
图6为本实用新型提供的一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置确定绝缘子串在空间的位移的实施例的示意图；
1、上卡件，2、下卡件，3、支耳，4、转轴，5、卡扣，6、方形槽，7、夹紧螺栓。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
本实用新型提供一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置，采集装置包括：视频在线监测装置和监测装置安装装置。如图1所示为本实用新型提供的一种视频在线监测装置的实施例的安装示意图，如图2为本实用新型提供的一种监测装置底座的实施例的安装示意图。
由图1和图2可知，所述监测装置安装装置包括固定连接的环形卡件和监测装置底座，所述环形卡件活动卡接在杆塔的底部，所述视频在线监测装置活动安装在所述监测装置底座上。
所述视频在线监测装置的摄像头方向为斜向上方向，采集所述绝缘子串在线运行时的视频图像。
本实用新型提供一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置，通过可见光摄像机采集绝缘子串在线运行时的视频图像，采用非接触式可见光图像处理技术自动监测绝缘子串摆动，经图像处理算法分析处理，计算并判断绝缘子串摆动的频率、方向和幅度，以及应力情况，对隐患进行提前预警，提升线路在线监测水平，保障电网安全稳定运行。
实施例1
本实用新型提供的实施例1为本实用新型提供一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置的实施例，本实施例中，采集装置包括：视频在线监测装置和监测装置安装装置。
所述监测装置安装装置包括固定连接的环形卡件和监测装置底座，所述环形卡件活动卡接在杆塔的底部，所述视频在线监测装置活动安装在所述监测装置底座上。
由图2可知，优选的，所述环形卡件包括两端设有支耳3的半环形上卡件1和下卡件2。
所述上卡件1和下卡件2的一端的支耳通过同一转轴4活动连接，另一端支耳3通过卡扣5可拆卸连接。
优选的，所述监测装置底座包括方形槽6和夹紧螺栓7。
所述夹紧螺栓7设置在所述方形槽6的侧面的通孔上，所述所述视频在线监测装置安装在所述方形槽6后通过所述夹紧螺栓7进行加紧固定。
所述视频在线监测装置的摄像头方向为斜向上方向，采集所述绝缘子串在线运行时的视频图像。具体的，视频在线监测装置的摄像头方向与水平面夹角可以为45°。
实施例2
本实用新型提供的实施例2为本实用新型提供一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置的实施例，如图3为本实用新型提供的一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置的实施例的结构示意图，由图3可知，该采集装置包括：视频在线监测装置和监测装置安装装置。
所述监测装置安装装置包括固定连接的环形卡件和监测装置底座，所述环形卡件活动卡接在杆塔的底部，所述视频在线监测装置活动安装在所述监测装置底座上。
所述视频在线监测装置的摄像头方向为斜向上方向，采集所述绝缘子串在线运行时的视频图像。
进一步的，如图4和图5所示分别为本实用新型提供的一种现场处理单元的实施例的电路原理图以及现场处理单元的FPGA的实施例的电路原理图，由图4和图5可知，所述输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置还包括现场处理单元。
所述现场处理单元包括存储器、互相通信的FPGA和DSP处理器，控制所述视频在线监测装置的传感器，对所述视频在线监测装置采集的视频信号进行处理，并将处理后的信息存储到存储器(SRAM)中。
现场处理单元还包括与所述DSP处理器连接的补光灯，所述DSP处理器发送灯光控制信号给所述补光灯。
进一步的，所述输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置还包括通信模块和供电模块。
所述采集装置通过所述通信模块将采集的信息发送给外部的中心处理系统。供电模块以太阳能或储蓄能的方式为采集装置提供电能。
现场处理单元用于确定绝缘子串在空间的位移及对应的时间，如图6所示为本实用新型提供的一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置确定绝缘子串在空间的位移的实施例的示意图，由图6可知，确定绝缘子串在空间的位移的过程可以为：
设置视频图像中的参照距离，通过建立像素点与参照距离之间的关系计算空间的距离，根据空间的距离测量计算绝缘子串在空间的位移。该设置的参照距离为绝缘子串的串长，像素点为导线间隔棒。
测量视频拍摄点到导线间隔棒距离10m时导线间隔棒在视频中的像素点位置S0。
计算绝缘子串在垂直于地面状态时与视频监测点的距离
其中，S测AD表示绝缘子串在垂直于地面状态时导线间隔棒在视频中的像素点位置。
计算绝缘子串在风偏运动至最远端状态时与视频监测点的距离
其中，S测AC表示绝缘子串在风偏运动至最远端状态时导线间隔棒在视频中的像素点位置。
计算绝缘子串的风偏角：
其中，lBE表示横担端点到杆塔最高点的距离，lAB表示横担端点到视频在线监测装置的距离，
lAE表示杆塔最高点到视频在线监测装置的距离，lBC表示绝缘子串的串长。
确定导线间隔棒在视频中的像素点位置的过程包括：
设定导线间隔棒的RGB(红绿蓝)表示的颜色范围，图像处理与识别过程中通过设定的颜色范围识别导线间隔棒。
各个采集装置测量计算得到绝缘子串在空间的位移及对应的时间信息后，通过无线通信模块发送给外部的中心处理系统。
中心处理系统根据绝缘子串在空间的位移及对应的时间信息确定绝缘子串的最大摆幅、水平和垂直位移以及振动的频率，在绝缘子串风偏运动超过设定范围时发出预警信息。
本实用新型提供的一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置，安装与维护方便，且远离强电场区域；由于本装置安装在杆塔塔身上，远离强电场区域，便于安装和维护，装置的通信受放电的干扰小，有利于降低通信模块的功率。取能方式多样，供电可靠性高；由于装置安装与杆塔塔身上，取能和储能安装的空间大且安装牢固，可以避免输电线路导线运行对装置体积和重量的限制，还可避免导线的振动对装置运行可靠性的影响。获取绝缘子的风偏、舞动等多维信息；通过获取导线和绝缘子在空间的位移和时间信息，可以获得绝缘子的最大摆幅、水平和垂直位移以及振动的频率等信息，为绝缘子在大风或微风下的故障或损坏机理的分析提供依据。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置，其特征在于，所述采集装置包括：视频在线监测装置和监测装置安装装置；
所述监测装置安装装置包括固定连接的环形卡件和监测装置底座，所述环形卡件活动卡接在杆塔的底部，所述视频在线监测装置活动安装在所述监测装置底座上；
所述视频在线监测装置的摄像头方向为斜向上方向，采集所述绝缘子串在线运行时的视频图像。
2.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述环形卡件包括两端设有支耳(3)的半环形上卡件(1)和下卡件(2)；
所述上卡件(1)和下卡件(2)的一端的支耳通过同一转轴(4)活动连接，另一端支耳(3)通过卡扣(5)可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述监测装置底座包括方形槽(6)和夹紧螺栓(7)；
所述夹紧螺栓(7)设置在所述方形槽(6)的侧面的通孔上，所述视频在线监测装置安装在所述方形槽(6)后通过所述夹紧螺栓(7)进行加紧固定。
4.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述视频在线监测装置的摄像头方向与水平面夹角为45°。
5.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置还包括现场处理单元；
所述现场处理单元包括存储器、互相通信的FPGA和DSP处理器，控制所述视频在线监测装置的传感器，对所述视频在线监测装置采集的视频信号进行处理，并将处理后的信息存储到存储器中。
6.根据权利要求5所述的采集装置，其特征在于，所述现场处理单元还包括与所述DSP处理器连接的补光灯，所述DSP处理器发送灯光控制信号给所述补光灯。
7.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述采集装置还包括通信模块；
所述采集装置通过所述通信模块将采集的信息发送给外部的中心处理系统。
8.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述采集装置还包括供电模块；
所述供电模块以太阳能或储蓄能的方式为所述采集装置提供电能。
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| CN201922141972.3U CN211477113U (zh) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | 一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态采集装置 |
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Cited By (1)
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| CN111024041A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-04-17 | 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 | 一种输电线路绝缘子串风偏运动姿态测量装置及测量方法 |
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2019
- 2019-12-03 CN CN201922141972.3U patent/CN211477113U/zh active Active
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