CN216144324U - 覆冰在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种覆冰在线监测装置，包括电源模块，用于提供电能；数据传感器，用于获取影响输电线路的气象数据；图像监测单元，用于对关键部位进行拍照；通讯模块，用于实时传输设备运行状态信息；主控单元，用于控制和协调各功能单元；其中，所述电源模块、数据传感器、图像监测单元及通讯模块均与主控单元连接，所述主控单元通过各功能单元收集监控数据并上传至云端服务器。本实用新型能够实时监测输电线路，在可能出现覆冰事故前，提示相关工作人员进行检测和修复，避免出现冰害事故。
Description
技术领域
本实用新型涉及输电线路相关领域，尤其涉及一种覆冰在线监测装置。
背景技术
我国是世界上输电线路覆冰最为严重的国家之一，严重覆冰和积雪会导致输电线路机械和电气性能急剧下降，引起绝缘子闪络、线路跳闸、断线、倒塔、导线舞动和通信中断等事故。如2008年，我国南方部分省市遭受了严重的冰冻雨雪凝冻灾害，线路跳闸、断线和倒塔等事故普遍发生，给南方地区电力系统的安全稳定运行和电力供应带来极大的影响和威胁，为了防止输电网发生冰害事故，对线路的冰厚值进行研究显得十分必要。
高压输电线路覆冰事故的严重程度主要与覆冰厚度的变化有关，覆冰厚度的增加很容易发生负载事故，线路覆冰超过设计冰厚的上限值，会造成杆塔损折、导线断股、金具损坏等机械事故以及闪络、烧断光缆等电器事故。因此，在架空线路覆冰时，如果能实时监测到架空线路覆冰状况，就能为以后除冰方式的选择、除冰效果的判断带来极大的方便。
实用新型内容
为克服现有技术的缺点，本实用新型目的在于提供一种覆冰在线监测装置。
本实用新型通过以下技术措施实现的，包括电源模块，用于提供电能；数据传感器，用于获取影响输电线路的气象数据；图像监测单元，用于对关键部位进行拍照；通讯模块，用于实时传输设备运行状态信息；主控单元，用于控制和协调各功能单元；其中，所述电源模块、数据传感器、图像监测单元及通讯模块均与主控单元连接，所述主控单元通过各功能单元收集监控数据并上传至云端服务器。
作为一种优选方式的，所述数据传感器包括：拉力传感器，用于测量导线的综合载荷力；倾角传感器，用于监测风偏距；微气象传感器于用于监测输电杆塔或输电线路附近的风向、风速、温度、湿度、压强。
作为一种优选方式的，所述电源模块包括电性相连的太阳能板、电池和电源充放电管理电路。
作为一种优选方式的，所述图像监测单元包括360°垂直球机，所述360°垂直球机多方位拍摄关键部位图像，并通过GPRS上传至主控单元。
作为一种优选方式的，所述主控单元与云服务器通过通讯模块进行数据传输，所述通讯模块包括2G/3G/4G/5G/WiFi中的一种或多种。
作为一种优选方式的，还包括数字滤波模块，用于过滤受到环境干扰而无效的数据，所述数据为数据传感器采集的数据。
作为一种优选方式的，还包括预警单元，所述预警单元收到覆冰厚度达到设定阈值时，自动发出预警信息或警报信息。
作为一种优选方式的，还包括客户端，所述客户端用于接收预警或警报信息，包括智能手机或服务器。
本实用新型提供一种覆冰在线监测装置，数据传感器采集在线监测测点周围的气象和环境要素，图像监测单元多方位多角度摄取现场关键部位图像，并定时进行拍照，数据传感器和图像监测单元各自将采集到的数据信息通过通讯模块上传至主控模块，主控模块通过算法预测覆冰生长模型，若覆冰厚度达到预设警报阈值，则发出警报信号。可以实时监测输电线路，在可能出现覆冰事故前，提示相关工作人员进行检测和修复，避免出现冰害事故。
附图说明
图1为本实用新型实施例的覆冰在线监测装置组成示意图；
图2为本实用新型实施例的覆冰在线监测装置工作原理示意图；
图3为本实用新型实施例的覆冰在线监测装置拓扑图；
图4为本实用新型实施例的覆冰监测装置逻辑图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。
一种覆冰在线监测装置，参考图1至图4，包括电源模块，用于提供电能；数据传感器，用于获取影响输电线路的气象数据；图像监测单元，用于对关键部位进行拍照；通讯模块，用于实时传输设备运行状态信息；主控单元，用于控制和协调各功能单元；其中，所述电源模块、数据传感器、图像监测单元及通讯模块均与主控单元连接，所述主控单元通过各功能单元收集监控数据并上传至云端服务器。覆冰在线监测装置集在线监测法、图像检测法、气象要素监测法、称重法、导线倾角法于一身，有力的降低了单一监测方式而带来导致数据不精确问题。
在本实施例中，导线覆冰生长模型需要考虑一下影响因素：包括气象条件、线路走向及悬挂高度、导线直径及扭转性能等。把导线半径、气温、风速、降水率、风向及覆冰时间等作为输入量，对冰柱生长的覆冰模型进行了分析和计算；考虑预测模型的可靠性及实用性，选择数学模型对导线覆冰生长进行预测。
所述数据传感器包括：
拉力传感器，用于测量导线的综合载荷力；具体的，包括杆塔荷载监测，利用沿两个垂直方向(坐标)的倾角数据，可建立杆塔受力三维力学解析模型，实现对杆塔垂直荷载及不均衡张力的监测。
倾角传感器，用于监测风偏距；利用绝缘子垂直线路方向的倾斜角，其中，该数据可直接获取或解析得到，根据倾角传感器现场安装方式而定，能够实现风偏距监测。
微气象传感器于用于监测输电杆塔或输电线路附近的风向、风速、温度、湿度、压强。在线监测测点周围的温度、湿度、风速、风向等数据，必要时，可增加降雨量、日照监测等功能。
在一实施例中，参考图1和图3，所述电源模块包括电性相连的太阳能板、电池和电源充放电管理电路。电源充放电模块由太阳能板、锂离子电池、电源充放电管理电路组成。太阳能板转化光辐射为电能为锂电池充电及系统供电，锂离子电池为储能装置，当太阳光充足时，太阳能板转换的电能远大于系统消耗的电能，这时富余的电能被锂离子电池存储起来以备无阳光时设备供电，达到设备7*24小时不间断工作的目的。电源充放电管理电路实时检测系统用电情况，及时管控各功能模块电源以及监测锂电池充放电状态。保证锂电池不过充、不过放，以保障锂电池安全的为设备提供能源。
在一实施例中，参考图1至图4，所述图像监测单元包括360°垂直球机，所述360°垂直球机多方位拍摄关键部位图像，并通过GPRS上传至主控单元。通过现场摄像头的转动，可获取多方位多角度的现场图像，一般选取绝缘子、金具、导线、杆塔基础等关键部位，定时进行拍照。
所述主控单元与云服务器通过通讯模块进行数据传输，所述通讯模块包括2G/3G/4G/5G/WiFi中的一种或多种。通讯模块的加入可做到远程控制、监控设备运行状态，工作人员可在后台查看设备上传的传感器数据、图像数据，从而判断现场情况。同时设备也具备远程升级功能，产品升级更新更加方便，同时大大提高产品实用性。
还包括数字滤波模块，用于过滤受到环境干扰而无效的数据，所述数据为数据传感器采集的数据。系统上电后，启动气象传感器、拉力传感器、倾角传感器数据采集，当系统接收完各个传感器数据后通过数字滤波手段去除受到环境干扰而无效的数据再将滤波后数据进行垂直平面内静力学分析，风偏平面内静力学分析，利用等值覆冰厚度计算模型、风荷载数学模型、风偏距离数学模型计算出等值覆冰厚度、杆塔纵向不均衡张力和导线风偏距，并可对覆冰生长进行预测。
参考图4，主控单元收到数据传感器采集到的多种影响因素，通过数学计算模型分析当前气象条件下是否会出现覆冰情况，若否，则上传数据，若是，则将导线半径、气温、风速、降水率、风向及覆冰时间等作为输入量，对冰柱生长的覆冰模型进行分析和计算，并将计算后的模型数据上传至云端。同时图像监测单元拍摄当前环境的图像，图像通过GPRS传至后台与监测数据进行对比分析。
还包括预警单元，所述预警单元收到覆冰厚度达到设定阈值时，自动发出预警信息或警报信息。
还包括客户端，所述客户端用于接收预警或警报信息，包括智能手机或服务器。根据线路设计标准或用户要求，设定预警或警报阈值，预警信息或警报信息可在客户端显示，相应系统也会根据预报警信息，自动提高数据采集频率，实现实时跟踪。
以上是对本实用新型覆冰在线监测装置进行的阐述，用于帮助理解本实用新型，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本实用新型原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.覆冰在线监测装置，其特征在于，包括电源模块，用于提供电能；数据传感器，用于获取影响输电线路的气象数据；图像监测单元，用于对关键部位进行拍照；通讯模块，用于实时传输设备运行状态信息；主控单元，用于控制和协调各功能单元；其中，所述电源模块、数据传感器、图像监测单元及通讯模块均与主控单元连接，所述主控单元通过各功能单元收集监控数据并上传至云端服务器。
2.根据权利要求1所述的覆冰在线监测装置，其特征在于，所述数据传感器包括：拉力传感器，用于测量导线的综合载荷力；倾角传感器，用于监测风偏距；微气象传感器于用于监测输电杆塔或输电线路附近的风向、风速、温度、湿度、压强。
3.根据权利要求1所述的覆冰在线监测装置，其特征在于，所述电源模块包括电性相连的太阳能板、电池和电源充放电管理电路。
4.根据权利要求1所述的覆冰在线监测装置，其特征在于，所述图像监测单元包括360°垂直球机，所述360°垂直球机多方位拍摄关键部位图像，并通过GPRS上传至主控单元。
5.根据权利要求1所述的覆冰在线监测装置，其特征在于，所述主控单元与云服务器通过通讯模块进行数据传输，所述通讯模块包括2G/3G/4G/5G/WiFi中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的覆冰在线监测装置，其特征在于，还包括数字滤波模块，用于过滤受到环境干扰而无效的数据，所述数据为数据传感器采集的数据。
7.根据权利要求1所述的覆冰在线监测装置，其特征在于，还包括预警单元，所述预警单元收到覆冰厚度达到设定阈值时，自动发出预警信息或警报信息。
8.根据权利要求1所述的覆冰在线监测装置，其特征在于，还包括客户端，所述客户端用于接收预警或警报信息，包括智能手机或服务器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122189287.5U CN216144324U (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 覆冰在线监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122189287.5U CN216144324U (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 覆冰在线监测装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN216144324U true CN216144324U (zh) | 2022-03-29 |
Family
ID=80811555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202122189287.5U Active CN216144324U (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 覆冰在线监测装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN216144324U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114744762A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-12 | 三峡大学 | 一种高压输电线路数字铁塔系统以及输电线路巡检方法 |
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2021
- 2021-09-10 CN CN202122189287.5U patent/CN216144324U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114744762A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-12 | 三峡大学 | 一种高压输电线路数字铁塔系统以及输电线路巡检方法 |
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