CN217331246U - 一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，涉及覆冰监测技术领域，装置包括：包括立杆、气象监测器、图像监测器、张力监测器、主控器、供电监测器、结构监测器、模拟导线、电源；气象监测器、图像监测器、张力监测器、主控器、供电监测器、结构监测器与立杆可拆卸连接；模拟导线与张力监测器固定连接；气象监测器、图像监测器、张力监测器、供电监测器、结构监测器与主控器通信连接；供电监测器与电源电连接；采用供电监测器和结构监测器对装置的供电状态和结构状态进行实时监测，解决了现有观冰监测装置无法对设备的结构状态和供电状态进行实时自检的技术问题，满足了野外长期智能观冰的需求。

Description

一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置

技术领域

本申请涉及覆冰监测技术领域，尤其涉及一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置。

背景技术

全世界每年都会发生多起因输电线路覆冰而导致的倒杆断线和绝缘子闪络等事故，给社会和生活带来极大不便，同时也造成了巨大的经济损失。受大气候、微地形和微气象条件的影响，我国是世界上输电线路覆冰最为严重的国家之一，输电线路冰灾事故频繁发生，1999年华北电网“4·28”事故；2000年华中电网“11·7”事故；2004年12月和2005你那12月，我国部分地区500kV线路出现冰闪跳闸、导线舞动和倒塔断线事故，尤其是华中地区历史罕见的雨凇天气导致输电线路大范围覆冰，部分线段的覆冰厚度明显超出线路机械承载能力，杆塔倒塌严重，直接影响了输电网的正常运行；2006年华中电网“7·1”事故；2008年初我国南方出现大面积降雪，低温雨雪冻害造成19个省(区、市)不同程度受灾。通过对线路的覆冰、倒塔、冰闪等事故发生的过程进行分析得出，线路事故一般滞后恶劣天气几天的时间发生，这表明了如果能够实时监测输电线路的运行状况，及时采取措施，可以将恶劣天气给线路带来的损失降到最大水平。因此，建立科学、完善的输电线路在线监测预警机制，是应对恶劣天气对线路的威胁，确保线路安全稳定运行的有效措施之一。

目前，对输电线路覆冰情况的监测主要采用的人工观冰或智能观冰在线监测系统来实现，由于输电线路覆冰情况受局部微地形气候影响较大，有些线路架设在人烟稀少、交通不便的地区，人工观冰劳动强度大准确度和时效性低，通过智能观冰设备，工作人员可以及时了解输电线路的现场状况，以便在输电线路上覆冰过后事，及时采取除冰措施，避免重大事故的发生，为电力系统的安全运行提供保障。现有的智能观冰设备通常以固定角度和位置架设在输电线路上，终端会定时抽取观冰设备获取的图像数据对设备的结构状态进行检查，但这种抽检方式无法对设备的结构状态进行实时的预警，当设备的结构状态发生可恢复的瞬时变化时，设备采集的线路信息会不准确，此外，设备通常是由输电线路供电或采取预设电源供电，供电形式单一，而设备对电源的依赖程度高，当供电电路出现故障时，设备的功能将受到限制，无法及时的产生预警信息将故障发送给终端，导致设备无法正常工。

综上所述，现有覆冰检测设备，存在不能对设备的结构状态和供电状态进行实时监测，并产生智能预警的技术问题。

实用新型内容

本实用新型公开了一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，采用供电监测器和结构监测器对装置的供电状态和结构状态进行实时监测，解决了现有观冰监测装置无法对设备的结构状态和供电状态进行实时自检的技术问题，满足了野外长期智能观冰的需求。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，包括立杆、气象监测器、图像监测器、张力监测器、主控器、供电监测器、结构监测器、模拟导线、电源；

所述气象监测器、所述图像监测器、所述张力监测器、所述主控器与所述立杆可拆卸连接；

所述模拟导线与所述张力监测器固定连接；

所述气象监测器、所述图像监测器、张力监测器、供电监测器、结构监测器与所述主控器通信连接；

所述供电监测器与所述电源电连接。

优选的，所述立杆包括主立杆和副立杆，所述副立杆包括第一副立杆和第二副立杆；

所述所述所述气象监测器、所述图像监测器、所述主控器、所述供电监测器、所述结构监测器与所述主立杆可拆卸连接；

所述张力检测器与所述主立杆和所述副立杆可拆卸连接。

优选的，所述张力监测器包含第一张力监测器、第二张力监测器、第三张力监测器、第四张力监测器；

所述第一张力监测器和所述第二张力监测器与所述主立杆可拆卸连接，所述第三张力监测器与所述第一副立杆可拆卸连接，所述第四张力监测器与所述第二副立杆可拆卸连接。

优选的，所述第一张力监测器包括第一主检测单元和第一主检测处理单元，所述第二张力监测器包括第二主检测单元和第二主检测处理单元，所述第三张力监测器包括第一副检测单元和第一副检测处理单元，所述第四张力监测器包括第二副检测单元和第二副检测处理单元；

其中，所述第一主检测单元与所述第一主检测处理单元电连接，所述第二主检测单元与所述第二主检测处理单元电连接，所述第一副检测单元与所述第一副检测处理单元电连接，所述第二副检测单元与所述第二副检测处理单元电连接；所述第一主检测处理单元、所述第二主检测处理单元、所述第一副检测处理单元、所述第二副检测处理单元与所述主控器通信连接。

优选的，所述模拟导线包括第一模拟导线和第二模拟导线；

所述第一模拟导线与所述第一张力监测器和所述第三张力监测器固定连接，所述第二模拟导线与所述第二张力监测器和所述第四张力监测器固定连接。

优选的，所述气象监测器包含气象处理单元201、温湿度监测单元、风速风向监测单元、气压监测单元、雨量监测单元，所述气象处理单元201与所述温湿度监测单元、风速风向监测单元、气压监测单元、雨量监测单元通信连接。

优选的，所述主控器包括中央处理单元、通信单元、报警单元、接口单元、存储单元、时钟单元，所述通信单元、报警单元、接口单元、存储单元、时钟单元与所述中央处理单元通信连接。

优选的，电源包括第一供电单元和第二供电单元；

所述第一供电单元与所述气象监测器、图像监测器、所述张力监测器、所述主控器、所述供电监测器、结构监测器电连接；

所述第二供电单元与所述主控器、所述供电监测器电连接。

优选的，所述供电监测器包括电源检测单元和供电处理单元；

所述电源检测单元和所述供电处理单元电连接，所述供电处理单元与所述主控器通信连接。

优选的，所述结构监测器包括结构自检单元和结构处理单元；

所述结构自检单元与所述结构处理单元电连接，所述结构处理单元与所述主控器通信连接。

从以上技术方案可以看出，本申请公开了一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，该监测装置包括立杆、气象监测器、图像监测器、张力监测器、主控器、供电监测器、结构监测器、模拟导线、电源；其中，气象监测器、图像监测器、张力监测器、主控器与立杆可拆卸连接，模拟导线与张力监测器固定连接；气象监测器、图像监测器、张力监测器、供电监测器、结构监测器与主控器通信连接；供电监测器与电源电连接。

通过设置供电监测器对装置的供电状态进行实时自检，在电源出现故障后及时唤醒备用电源，同时设置结构监测器对装置的结构状态进行实时监测，当装置出现结构故障时，及时发出故障报警，装置在实现输电线路覆冰监测的同时，还可以对装置进行实时智能自检，保证了装置的可靠性，满足了野外长期智能观冰的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置的结构示意图；

图2为本申请提供的张力监测器的结构示意图；

图3为本申请提供的气象监测器的结构示意图；

图4为本申请提供的主控器的结构示意图；

图5为本申请提供的供电监测器的结构示意图；

图6为本申请提供的结构监测器的结构示意图；

图7为本申请提供的电源的结构示意图；

图中标记说明：101、主立杆；102、第一副立杆；103、第二副立杆；2、气象检测器；201、气象处理单元；202、温湿度监测单元；203、风速风向监测单元；204、气压监测单元；205、雨量监测单元；3、图像监测器；401、第一张力监测器；402、第二张力监测器；403、第三张力监测器；404、第四张力监测器；4011、第一主检测单元；4021、第二主检测单元；4031、第一副检测单元；4041、第二副检测单元；4012、第一主检测处理单元；4022、第二主检测处理单元；4032、第一副检测处理单元；4042、第二副检测处理单元；5、主控器；501、中央处理单元；502、通信单元；503、报警单元；504、接口单元；505、存储单元；506、时钟单元；6、供电监测器；601、电源检测单元；602、供电处理单元；7、结构监测器；701、结构自检单元；702、结构处理单元；801、第一供电单元；802、第二供电单元；901、第一模拟导线；902、第二模拟导线；10、避雷针。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，用于解决现有观冰监测装置无法对设备的结构状态和供电状态进行实时自检的技术问题，满足了野外长期智能观冰的需求。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体的连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例提供了一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，请参阅图1，监测装置具体包括：立杆、气象监测器2、图像监测器3、张力监测器、主控器5、供电监测器6、结构监测器7、模拟导线、电源；

气象监测器2、图像监测器3、张力监测器、主控器5、供电监测器6、结构监测器7与立杆可拆卸连接；其中，立杆包括主立杆101和副立杆，副立杆包括第一副立杆102和第二副立杆103，气象监测器2、图像监测器3、张力监测器、主控器5均设置在主立杆101上，与主立杆101可拆卸连接，立杆下方设置有脚钉。

装置采用三个立杆，可适应各种环境安装环境。

气象监测器2、图像监测器3、张力监测器、主控器5、供电监测器6、结构监测器7均包含防覆冰罩，气象监测器2、图像监测器3设置在各自的防覆冰罩下方，张力监测器、主控器5、供电监测器6、结构监测器7分别设置在各自的防覆冰罩内部，气象监测器2设置在主立杆101的顶端，图像监测器3设置气象监测器2稍下方位置，张力监测器有四个，其中两个张力监测器设置在主立杆101中段，另外两个张力监测器分别设置在第一副立杆102和第二副立杆103上，四个张力监测器在水平位置上高度一致，主控器5、供电监测器6和结构监测器7均设置在张力监测器稍下方位置，电源共有两个，包括第一供电单元801和第二供电单元802，第一供电电源801为主电源，第二供电电源802为备用电源；主电源设置在主立杆101下方，安装观冰监测装置时，主电源采用埋地式，备用电源优选太阳能电池板，设置在主立杆上，与主立杆可拆卸连接。

模拟导线与张力监测器固定连接，其中，张力监测器用于测量与之连接的模拟导线的重量变化。

气象监测器2、图像监测器3、张力监测器、供电监测器6、结构监测器7均与主控器5通信连接。

供电监测器6与电源电连接，用于监测电源的运行状态。

避雷针10设置在主立杆顶端，用于保护装置避免雷击。

本申请通过设置供电监测器对装置的供电状态进行实时自检，在第一供电单元出现故障后及时唤醒第二供电单元，同时设置结构监测器对装置的结构状态进行实时监测，当装置出现结构故障时，及时发出故障报警，装置在实现输电线路覆冰监测的同时，还可以对装置进行实时智能自检，保证了装置的可靠性，满足了野外长期智能观冰的需求。

在前述实施例的基础上，本申请实施例对技术方案进行了进一步的说明和优化，请参考图1-2，图1为本申请提供的一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置的结构示意图，图2为本申请提供的张力监测器的结构示意图，具体如下：

请参阅图1，本申请共设置四个张力监测器，具体为，设置在主立杆101上的第一张力监测器401和第二张力监测器402，设置在第一副立杆102上的第三张力监测器403和设置在第二幅立杆上的第四张力监测器404。

需要说明的是，第一张力监测器401和第三张力监测器403在水平空间上的高度需一致，第二张力监测器402和第四张力监测器404在水平空间上的高度需一致。

其中，每一个张力监测器均包含一个张力检测单元和一个张力处理单元，具体参阅图2，其中，第一张力监测器401包括第一主检测单元4011和第一主检测处理单元4012，第二张力监测器402包括第二主检测单元4021和第二主检测处理单元4022，第三张力监测器403包括第一副检测单元4031和第一副检测处理单元4032，第四张力监测器404包括第二副检测单元4041和第二副检测处理单元4042。

第一主检测单元4011和第一主检测处理单元4012电连接，第二主检测单元4021和第二主检测处理单元4022电连接，第一副检测单元4031和第一副检测处理单元4032电连接，第二副检测单元4041和第二副检测处理单元4042电连接，第一主检测处理单元4012、第二主检测处理单元4022、第一副检测处理单元4032、第二副检测处理单元4042均与主控器5通信连接。

请参阅图1，本申请共设置两根模拟导线，具体包括：与第一张力监测器401和第三张力监测器403固定连接的第一模拟导线901，和与第二张力监测器402和第四张力监测器404固定连接的第二模拟导线902。

其中，第一模拟导线901的一端与第一张力监测器401固定连接，另一端与第三张力监测器403固定连接，第二模拟导线902的一端与第二张力监测器402固定连接，另一端与第四张力监测器404固定连接。

需要说明的是，第一模拟导线901与第二模拟导线902长度可调，均采用悬挂式安装方式与张力监测器连接，第一模拟导线901与第二模拟导线902在空间中呈垂直布置。

在进行覆冰监测时，模拟导线覆冰后重量会发生变化，与模拟导线连接的张力监测器会受到模拟导线的拉力，张力监测器中张力处理单元接收来自张力检测单元采集的模拟导线的重量变化数据，并将数据发送给主控器5，其中，张力监测器优选S型拉力传感器。

在前述实施例的基础上，本申请实施例对技术方案进行了进一步的说明和优化，请参考图3，图3为本申请提供的气象监测器2的结构示意图，具体如下：

气象监测器2包含气象处理单元201、温湿度监测单元202、风速风向监测单元203、气压监测单元204、雨量监测单元205，其中，温湿度监测单元202采用温度湿度传感器，用于采集环境的温度和湿度数据，风速风向监测单元203采用风速风向检测仪，用于采集风速和风向数据，气压监测单元204采用气压计，用于采集环境大气压数据，雨量监测单元205用于监测环境雨水状况。

其中，气象处理单元201与温湿度监测单元202、风速风向监测单元203、气压监测单元204、雨量监测单元205通信连接，用于接收来自上述各个气象监测单元采集的气象数据。

作为一个优选的实施例，参见图4，图4为本申请提供的主控器5的结构示意图，具体如下：

主控器5包括中央处理单元501、通信单元502、报警单元503、接口单元504、存储单元505、时钟单元506，通信单元502、报警单元503、接口单元504、存储单元505、时钟单元506均与中央处理单元501通信连接。

其中，通信单元502包括两个通讯模组，分别为4G/5G通讯模组和北斗通讯模组，在有移动信号覆盖区域，可采用4G/5G通讯模组进行通讯，在移动信号无法使用时，采用北斗通讯模组进行通讯，两套通讯模组独立工作，可提高数据传输的可靠性。

报警单元503用于产生故障报警信息，接口单元504用于提供通信接口，存储单元505用于存储监测数据，时钟单元506用于计时。

作为一个优选的实施例，请参考图5，图5为本申请提供的电源的结构示意图，具体如下：

电源包括第一供电单元801和第二供电单元802，第一供电电源801为主电源，第二供电电源802为备用电源；第一供电单元801采用埋地方式设置在主立杆101下方，二供电单元802优选太阳能电池板，设置在主立杆上，与主立杆可拆卸连接。

第一供电单元801与气象监测器2、图像监测器3、张力监测器、主控器5、供电监测器6、结构监测器7电连接，为上述气象监测器2、图像监测器3、张力监测器、主控器5、供电监测器6、结构监测器7供电。

第二供电单元802与主控器5、供电监测器6电连接，用于当第一供电单元801发生故障时，为主控器5和供电监测器6供电。

作为一个优选的实施例，请参考图6，图6为本申请提供的供电监测器的结构示意图，具体如下：

供电监测器6包括电源检测单元601和供电处理单元602。

电源检测单元601和供电处理单元602电连接。

其中，电源检测单元601通过实时获取第一供电单元801的电信号来监测第一供电单元801的供电情况，当电源检测单元601无法获取到来自第一供电单元801的电信号时(主电源故障)，向供电处理单元602发送供电切换指令，供电处理单元602启用第二供电单元802向主控器5、供电监测器6供电。

供电处理单元602与主控器5通信连接。

其中，供电处理电源用于向主控器5发送电源故障信号，主控器5接收上述电源故障信号并产生电源故障报警信息，利用通信单元502发送所述障报警信息。

作为一个优选的实施例，请参考图7，图7为本申请提供的结构监测器的结构示意图，具体如下：

结构监测器7包括结构自检单元701和结构处理单元702；

结构自检单元701与所述结构处理单元702电连接。

其中，结构自检单元701优选用三轴倾角传感器，用于测量监测装置结构状态数据，结构处理单元702接收来自结构自检单元701的结构状态数据，并根据上述结构状态数据产生结构状态信号。

结构处理单元702与主控器5通信连接。

其中，结构处理单元702用于向主控器5发送结构故障信号，主控器5接收上述结构故障信号并产生结构故障报警信息，利用通信单元502发送所述结构故障信息。

本申请通过设置供电监测器对装置的供电状态进行实时自检，在电源出现故障后及时唤醒备用电源，同时设置结构监测器对装置的结构状态进行实时监测，当装置出现结构故障时，及时发出故障报警，装置在实现输电线路覆冰监测的同时，还可以对装置进行实时智能自检，保证了装置的可靠性，满足了野外长期智能观冰的需求。

本领域技术人员可以理解的是，上述“内部”、“外部”、“前侧”、“后侧”、“左侧”、“右侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

以上对本申请所提供的一种智能自检观冰监测装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，其特征在于，包括立杆、气象监测器、图像监测器、张力监测器、主控器、供电监测器、结构监测器、模拟导线、电源；

所述气象监测器、所述图像监测器、所述张力监测器、所述主控器、所述供电监测器、所述结构监测器与所述立杆可拆卸连接；

所述模拟导线与所述张力监测器固定连接；

所述气象监测器、所述图像监测器、张力监测器、供电监测器、结构监测器与所述主控器通信连接；

所述供电监测器与所述电源电连接。

2.根据权利要求1所述的一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，其特征在于，所述立杆包括主立杆和副立杆，所述副立杆包括第一副立杆和第二副立杆；

所述气象监测器、所述图像监测器、所述主控器与所述主立杆可拆卸连接；

所述张力监测器与所述主立杆和所述副立杆可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，其特征在于，所述张力监测器包含第一张力监测器、第二张力监测器、第三张力监测器、第四张力监测器；

所述第一张力监测器和所述第二张力监测器与所述主立杆可拆卸连接，所述第三张力监测器与所述第一副立杆可拆卸连接，所述第四张力监测器与所述第二副立杆可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，其特征在于，所述第一张力监测器包括第一主检测单元和第一主检测处理单元，所述第二张力监测器包括第二主检测单元和第二主检测处理单元，所述第三张力监测器包括第一副检测单元和第一副检测处理单元，所述第四张力监测器包括第二副检测单元和第二副检测处理单元；

其中，所述第一主检测单元与所述第一主检测处理单元电连接，所述第二主检测单元与所述第二主检测处理单元电连接，所述第一副检测单元与所述第一副检测处理单元电连接，所述第二副检测单元与所述第二副检测处理单元电连接；所述第一主检测处理单元、所述第二主检测处理单元、所述第一副检测处理单元、所述第二副检测处理单元与所述主控器通信连接。

5.根据权利要求4所述的一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，其特征在于，所述模拟导线包括第一模拟导线和第二模拟导线；

所述第一模拟导线与所述第一张力监测器和所述第三张力监测器固定连接，所述第二模拟导线与所述第二张力监测器和所述第四张力监测器固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，其特征在于，所述气象监测器包含气象处理单元201、温湿度监测单元202、风速风向监测单元、气压监测单元、雨量监测单元，所述气象处理单元201与所述温湿度监测单元、风速风向监测单元、气压监测单元、雨量监测单元通信连接。

7.根据权利要求6所述的一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，其特征在于，所述主控器包括中央处理单元、通信单元、报警单元、接口单元、存储单元、时钟单元，所述通信单元、报警单元、接口单元、存储单元、时钟单元与所述中央处理单元通信连接。

8.根据权利要求7所述的一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，其特征在于，电源包括第一供电单元和第二供电单元；

所述第一供电单元与所述气象监测器、图像监测器、所述张力监测器、所述主控器、所述供电监测器、结构监测器电连接；

所述第二供电单元与所述主控器、所述供电监测器电连接。

9.根据权利要求8所述的一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，其特征在于，所述供电监测器包括电源检测单元和供电处理单元；

所述电源检测单元和所述供电处理单元电连接，所述供电处理单元与所述主控器通信连接。

10.根据权利要求9所述的一种具备自检功能的固定式野外智能观冰装置，其特征在于，所述结构监测器包括结构自检单元和结构处理单元；

所述结构自检单元与所述结构处理单元电连接，所述结构处理单元与所述主控器通信连接。

Images