CN213515680U - 一种输电线缆的舞动监测装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种输电线缆的舞动监测装置，涉及线缆舞动监测技术领域，能够实时采集线缆舞动数据。包括舞动采集模块、传输模块、感应取电模块和电源模块，所述舞动采集模块采集输电线缆的舞动数据；所述传输模块实现所述舞动采集模块和服务器之间的数据交互；所述电源模块与所述传输模块连接，所述电源模块向所述传输模块供电；所述感应取电模块从输电线缆获取电能；所述舞动采集模块与所述感应取电模块电连接，所述感应取电模块向所述舞动采集模块提供电能。本公开的舞动采集模块安装在输电线缆上，舞动采集模块把采集的舞动参数通过传输模块发送到服务器，从而实现输电线缆的舞动情况实时监测。

Description

一种输电线缆的舞动监测装置

技术领域

本公开涉及线缆监测领域，尤其涉及一种输电线缆的舞动监测装置。

背景技术

输电导线沿圆周方向覆冰不均匀的架空导线在侧向风力作用下产生的低频、大幅度自激振动现象，称为输电导线舞动。输电导线舞动是一种低频(约为0.1-3Hz)、大振幅(约为输电线直径的5-300倍)的自激振动，导线舞动的危害很大，极易引起线路的相间闪络、金具损坏，造成线路跳闸停电或引起输电线烧伤、输电线折断、倒塔等严重事故，造成重大的经济损失和恶劣的社会影响，是影响输电线路运行的重大安全隐患。

输电线路舞动问题已经不可忽视，尤其在某些地形复杂和大跨越区段，更是舞动事故频发。输电线路导线舞动的防治显得尤为重要。

有鉴于此，有必要研究出一种输电线缆的舞动监测装置，以实时监测输电线缆的舞动情况。

发明内容

本实用新型的实施例提供一种输电线缆的舞动监测装置，舞动采集模块安装在输电线缆上，舞动采集模块把采集的舞动参数通过传输模块发送到服务器，从而实现输电线缆的舞动情况实时监测。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型的实施例提供一种输电线缆的舞动监测装置，包括舞动采集模块、传输模块、感应取电模块和电源模块，所述舞动采集模块采集输电线缆的舞动数据；所述传输模块实现所述舞动采集模块和服务器之间的数据交互；

所述电源模块与所述传输模块连接，所述电源模块向所述传输模块供电；

所述感应取电模块从输电线缆获取电能；

所述舞动采集模块与所述感应取电模块电连接，所述感应取电模块向所述舞动采集模块提供电能。

在一些实施例中，所述感应取电模块包括取能互感器和电源转换模块，所述取能互感器靠近所述输电线缆安装，所述取能互感器从所述输电线缆的周围获取电磁，所述取能互感器与所述电源转换模块连接，所述电源转换模块将电磁转换成电能；

所述电源转换模块还与所述舞动采集模块连接，所述电源转换模块向所述舞动采集模块提供电能。

在一些实施例中，所述电源转换模块还与所述电源模块连接，所述电源转换模块利用富余电向所述电源模块充电。

在一些实施例中，所述感应取电模块还包括限流模块，所述限流模块与所述取能互感器并联设置，所述限流模块限制所述感应取电模块的最大电流。

在一些实施例中，所述舞动采集模块包括卫星天线、惯性导航板和主控制板，所述卫星天线和所述惯性导航板均与所述主控制板连接，所述感应取电模块向所述主控制板供电；

所述卫星天线接收多颗卫星的卫星信号，所述卫星天线把卫星信号传输给所述主控制板；

所述惯性导航板实时监测输电线缆的姿态信息，所述惯性导航板把姿态信息传输给所述主控制板；

所述主控制板接收并处理卫星信号和姿态信息。

在一些实施例中，所述主控制板包括卫星接收机和处理器，所述卫星接收机通过卫星天线接收多颗卫星的卫星信号，所述卫星接收机与所述处理器连接，所述处理器处理卫星信号，所述处理器与所述传输模块连接。

在一些实施例中，所述传输模块为4G模块、5G模块或物联网模块中的任一或任几个。

在一些实施例中，还包括磁环模块，所述磁环模块套设在输电导线上，所述磁环模块与所述电源模块连接，所述磁环模块抵抗输电导线周围的电磁干扰，使所述舞动采集模块正常工作。

在一些实施例中，所述磁环模块靠近所述舞动采集模块安装，所述舞动采集模块悬挂在输电导线上。

在本公开中，至少具有如下技术效果或优点：

1、本实用新型的实施例通过感应取电模块从输电线缆周围取电，有效解决了舞动监测装置取电的问题，进而实现了舞动监测装置的随时取电。

2、本实用新型的舞动采集模块安装在输电线缆上，舞动采集模块把采集的舞动参数通过传输模块发送到服务器，从而实现输电线缆的舞动情况实时监测。

3、由于舞动采集模块安装在高压输电线路上，高压输电线路在送电的过程中，会产生很强大的磁场环境和电感环境，本实用新型利用磁环模块消除磁场环境和电感环境对舞动采集模块的干扰，保证舞动采集模块在强磁环境下正常工作。

4、本实用新型利用感应取电模块的富余电能给电源模块充电，确保电源模块正常供电。

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，下面将对本实用新型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为根据本公开的一些实施例提供的一种输电线缆的舞动监测装置原理框图；

图2为根据本公开的一些实施例提供的舞动采集模块的原理框图；

图3为根据本公开的一些实施例提供的舞动监测装置工作状态信号走向示意图；

图4为根据本公开的一些实施例提供的舞动监测设备的结构示意图；

图5为图4中设备壳体的结构示意图一；

图6为图4中设备壳体的结构示意图二；

图7为图4中设备壳体的结构示意图三；

图8为图4中设备壳体的结构示意图四。

附图标记：100-舞动监测设备；1-设备壳体；11-上开口外壳；112-容纳通道； 12-卡箍组件；13-磁环模块；14-第一压盖；15-第二压盖；16-舞动采集模块；17-电源模块；18-绝缘橡胶块；181-安装腔；2-设备顶盖；3-天线。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本公开进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本公开的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本公开的保护范围之内。

本实用新型的实施例提供一种输电线缆的舞动监测装置，包括舞动采集模块、传输模块、感应取电模块和电源模块，舞动采集模块采集输电线缆的舞动数据；传输模块实现舞动采集模块和服务器之间的数据交互；电源模块与传输模块连接，电源模块向传输模块供电；感应取电模块从输电线缆获取电能；舞动采集模块与感应取电模块电连接，感应取电模块向舞动采集模块提供电能。

本实用新型的实施例通过感应取电模块从输电线缆周围取电，有效解决了舞动监测装置取电的问题，进而实现了舞动监测装置的随时取电。另外，本实用新型的舞动采集模块安装在输电线缆上，舞动采集模块把采集的舞动参数通过传输模块发送到服务器，从而实现输电线缆的舞动情况实时监测。

需要说明的是，本实用新型实施例的舞动采集模块，可以选用公开号为CN211880735U的专利文献中公开的输电导线舞动无线监测终端，可以用选用公开号为CN208209624U的专利文献中公开的导线舞动监测装置。原则上来说，本实用新型实施例的舞动采集模块不受限制，只要能满足导线监测的功能即可。

为了便于实现舞动采集模块16的小型化和轻量化，本实用新型实施例的舞动采集模块16、传输模块、感应取电模块和电源模块17集成一个舞动监测设备100。具体地，请参阅图4至图8，舞动监测设备100包括设备壳体1和设备顶盖，舞动采集模块16、磁环模块13和电源模块17安装于设备壳体1；设备顶盖，设备顶盖扣合在设备壳体1，设备顶盖和设备壳体1之间设置有导线容纳腔，监测设备采用设备顶盖和设备壳体1扣合方式悬挂于输电导线。

请参阅图4至图8，本实施例的设备壳体1的两个相对侧壁分别开设第一半圆孔，第一半圆孔的孔壁与输电导线的下半部分周壁接触；两个第一半圆孔之间具有容纳通道112，该容纳通道112用于容纳输电导线，设备壳体1的内腔设有卡箍组件12，输电导线嵌入第一半圆孔和容纳通道112并使用卡箍组件12固定；设备顶盖的两个相对侧壁分别开设第二半圆孔，第二半圆孔的孔壁与输电导线的上半部分周壁接触，设备顶盖扣合于设备壳体1时，第一半圆孔与第二半圆孔拼成圆形孔，该圆形孔的孔壁与输电导线的周壁接触。

请参阅图7和图8，设备壳体1包括上开口外壳11、第一压盖14和第二压盖15，两个第一半圆孔开设在上开口外壳11的两个相对侧壁；上开口外壳11为上开口结构，卡箍组件12固定在上开口外壳11内，上开口外壳11与设备顶盖扣合。上开口外壳11上设置有第二容纳腔，舞动采集模块16安装在第二容纳腔，第一压盖14位于舞动采集模块16上方，第一压盖14盖合在第二容纳腔，使得第二容纳腔和第一压盖14之间形成用于安装舞动采集模块16的第一密封空间。上开口外壳11上还设有第三容纳腔，电源模块17安装在第三容纳腔，第二压盖15位于电源模块17上方，第二压盖15盖合在第三容纳腔，使得第三容纳腔和第二压盖15之间形成用于安装电源模块17的第二密封空间。上开口外壳11上设有第二容纳腔和第三容纳腔，第二容纳腔和第三容纳腔位于容纳通道112的两侧。上开口外壳11上还设有第一容纳腔，第一容纳腔靠近一个第一半圆孔设置，第一容纳腔位于第二容纳腔、第三容纳腔和容纳通道112的一端，第二容纳腔、第三容纳腔和容纳通道112的另一端靠近另一个第一半圆孔设置，第二容纳腔、第三容纳腔和容纳通道112并行设置。

本实用新型实施例的磁环模块13安装在第一容纳腔；磁环模块13的内环壁与输电导线的周壁接触；输电导线设备通过卡箍组件12悬挂在输电导线上，输电导线与两个第一半圆孔、磁环模块13内壁、容纳通道112的通道壁接触。在大部分实施例中，第一容纳腔还设有绝缘橡胶块18，绝缘橡胶块18具有安装腔181，磁环模块13安装在该安装腔181，使得绝缘橡胶块18位于磁环模块13与第一容纳腔之间。

在一些可以实现的实施例中，感应取电模块包括取能互感器和电源转换模块，取能互感器靠近输电线缆安装，取能互感器从输电线缆的周围获取电磁，取能互感器与电源转换模块连接，电源转换模块将电磁转换成电能；电源转换模块还与舞动采集模块连接，电源转换模块向舞动采集模块提供电能。

输电线路在送电过程中，会产生很强大的磁场，本发明实施例的取能互感器，通过电磁感应在取能互感器中产生一定的电流，从而获取稳定的直流电源。

另外，CT取电（感应取电），即利用安装在电力线路上的CT通过电磁感应原理获得电源的一种装置，它由取电CT（取能互感器）和电源转换模块（将CT取得的电能量转化为所需要的直流电压）组成。在高压、超高压及特高压输电领域，导线可能流经巨大的短时故障电流，这时电流感应电源需加装专门配套的限流器。CT取电电路，用于获取经CT变换而来的电流信号。3V（或5V,12V等）直流电压，CT取电电路包括整流滤波电路、DC/DC模块电路、过压保护电路、掉电检测电路和后备电池电路，其中高压线路的电流经过电流传感器、防浪涌保护电路后分别进入信号变换电路、CT取电电路以及整流滤波电路，整流滤波电路的输出端连接DC/DC模块电路、过压保护电路和掉电检测电路，DC/DC模块电路的输出端输出3.3V（或5V,12V等）直流电压，掉电检测电路的输出端控制后备电池电路是否向整个系统输出电压。CT取电（感应取电）电源主要应用于电力线路上，可以解决因设备无法获得其它方式供电的问题。

在一些实施例中，电源转换模块还与电源模块连接，电源转换模块利用富余电向电源模块充电。在一些实施例中，感应取电模块还包括限流模块，限流模块与取能互感器并联设置，限流模块限制感应取电模块的最大电流。

在一些实施例中，舞动采集模块包括卫星天线、惯性导航板和主控制板，卫星天线和惯性导航板均与主控制板连接，感应取电模块向主控制板供电；卫星天线接收多颗卫星的卫星信号，卫星天线把卫星信号传输给主控制板；惯性导航板实时监测输电线缆的姿态信息，惯性导航板把姿态信息传输给主控制板；主控制板接收并处理卫星信号和姿态信息。

本发明实施例的惯性导航板，可以选用高精度惯性测量单元IVS318，IVS318高精度惯性测量单元包含三轴高精度mems陀螺，三轴高精度加速度计以及三轴高精度倾角传感器，产品内置温度补偿、线性度标定和正交标定，提供高精度的惯导参数，内置的高精度倾角传感器。

在一些实施例中，主控制板包括卫星接收机和处理器，卫星接收机通过卫星天线接收多颗卫星的卫星信号，卫星接收机与处理器连接，处理器处理卫星信号，处理器与传输模块连接。

本发明实施例的卫星接收机，主要考虑定位精度、接收频率（L1或者L1+L2）、接收灵敏度、接收机通道数、首次定位时间。由于卫星接收机可以在市面上采购获得，本实用新型实施例不再赘述。

在一些实施例中，传输模块为4G模块、5G模块或物联网模块中的任一或任几个。

由于舞动采集模块安装在高压输电线路上，高压输电线路在送电的过程中，会产生很强大的磁场环境和电感环境，本实用新型利用磁环模块消除磁场环境和电感环境对舞动采集模块的干扰，保证舞动采集模块在强磁环境下正常工作。基于此，在一些实施例中，还包括磁环模块，磁环模块套设在输电导线上，磁环模块与电源模块连接，磁环模块抵抗输电导线周围的电磁干扰，使舞动采集模块正常工作。

在一些实施例中，磁环模块靠近舞动采集模块安装，舞动采集模块悬挂在输电导线上。

具体地，磁环模块安装在设备壳体的第一容纳腔，为了提高设备结构设计的紧促性，采用将长方体盒子内部空间，进行局部分割，单独进行防水处理，降低结构设计难度，和后期的生产难度，最后将分割开来的一个个独立空间，再长方体空间内进行整合。这样的思路既可以有效地利用空间，又不会让整个设备看上去臃肿、冗杂。从安装和拆卸设备的顺序上，对其进行尽可能地有效布置。鉴于舞动监测设备内部的模块特性，除了磁环模块单独安装之外，其它模块整体安装之后，整体装配到线缆上，连接线缆，安装舞动监测设备上壳体即可完成装配工作。便捷、简单、可靠。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本公开的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本公开的保护范围，凡未脱离本公开技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本公开的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本公开内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种输电线缆的舞动监测装置，其特征在于，包括舞动采集模块、传输模块、感应取电模块和电源模块，所述舞动采集模块采集输电线缆的舞动数据；所述传输模块实现所述舞动采集模块和服务器之间的数据交互；

所述电源模块与所述传输模块连接，所述电源模块向所述传输模块供电；

所述感应取电模块从输电线缆获取电能；

所述舞动采集模块与所述感应取电模块电连接，所述感应取电模块向所述舞动采集模块提供电能。

2.根据权利要求1所述的舞动监测装置，其特征在于，所述感应取电模块包括取能互感器和电源转换模块，所述取能互感器靠近所述输电线缆安装，所述取能互感器从所述输电线缆的周围获取电磁，所述取能互感器与所述电源转换模块连接，所述电源转换模块将电磁转换成电能；

所述电源转换模块还与所述舞动采集模块连接，所述电源转换模块向所述舞动采集模块提供电能。

3.根据权利要求2所述的舞动监测装置，其特征在于，所述电源转换模块还与所述电源模块连接，所述电源转换模块利用富余电向所述电源模块充电。

4.根据权利要求2或3所述的舞动监测装置，其特征在于，所述感应取电模块还包括限流模块，所述限流模块与所述取能互感器并联设置，所述限流模块限制所述感应取电模块的最大电流。

5.根据权利要求1所述的舞动监测装置，其特征在于，所述舞动采集模块包括卫星天线、惯性导航板和主控制板，所述卫星天线和所述惯性导航板均与所述主控制板连接，所述感应取电模块向所述主控制板供电；

所述卫星天线接收多颗卫星的卫星信号，所述卫星天线把卫星信号传输给所述主控制板；

所述惯性导航板实时监测输电线缆的姿态信息，所述惯性导航板把姿态信息传输给所述主控制板；

所述主控制板接收并处理卫星信号和姿态信息。

6.根据权利要求5所述的舞动监测装置，其特征在于，所述主控制板包括卫星接收机和处理器，所述卫星接收机通过卫星天线接收多颗卫星的卫星信号，所述卫星接收机与所述处理器连接，所述处理器处理卫星信号，所述处理器与所述传输模块连接。

7.根据权利要求1所述的舞动监测装置，其特征在于，所述传输模块为4G模块、5G模块或物联网模块中的任一或任几个。

8.根据权利要求1所述的舞动监测装置，其特征在于，还包括磁环模块，所述磁环模块套设在输电导线上，所述磁环模块与所述电源模块连接，所述磁环模块抵抗输电导线周围的电磁干扰，使所述舞动采集模块正常工作。

9.根据权利要求8所述的舞动监测装置，其特征在于，所述磁环模块靠近所述舞动采集模块安装，所述舞动采集模块悬挂在输电导线上。

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