CN217466005U - 通信用线的温度检测装置、温度监测系统及温度监测结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通信用线的温度检测装置、温度监测系统及温度监测结构，用于监测分裂导线温度，包括高压感应取电模块、温度采集模块、数据处理芯片、第一无线收发器；高压感应取电模块用于分别对温度采集模块、数据处理芯片、第一无线收发器进行供电；温度采集模块用于实时采集分裂导线的温度；数据处理芯片接受来自温度采集模块的数据并控制温度采集模块的采集频率；第一无线收发器将数据处理芯片初步处理的数据传送至后台。本装置适用于220kV及以上高压分裂导线的本地在线温度监测装置对220kV及以上高压分裂导线各导线的温度进行实时监测，从而实时掌握其温升情况，分析其故障状态，防止输电线路负荷增加时产生过热故障。

Description

通信用线的温度检测装置、温度监测系统及温度监测结构

技术领域

本实用新型属于电力高压无线测温技术领域，尤其涉及一种通信用线的温度检测装置。

背景技术

220kV及以上高压骨干电网的建设，是实现“西电东送、南北互供、全国联网”战略目标的必由之路。西电东送、南北互供的电力供配模式，使得发电能源分布密集地区的发电中心能够通过远距离输电线路为缺乏能源的负荷中心供电。但是，随着用电负荷的变化和发展，在用电高峰期、检修状态下或发生故障等情况下，现有输电线路易受到载流量热稳定限额等技术条件的限制，线路互通容量不足将会造成压限负荷，导致电网运行的经济性和可靠性严重下降。尤其是220kV 及以上高压输电距离远、容量大，电流大，更易产生输电线路发热的现象，此外对于长距离输电线路，线路本身跨距很大，有些跨越的地区环境条件十分恶劣，对线路开展检修和维护工作的难度大。因此，为了防止输电线路负荷增加时产生过热故障，确保电力系统的安全，及时、准确的测出高压输电线路各个关键点的温度具有重要意义。

其次，在我国电网设计和建设中，电能需求的不断增长。伴随着 220kV及以上高压、超高压型输电线路施工规模的不断扩大，为了保证较低的线路损耗，其导线架空中采用多分裂型的导线已经是重要思路。传统高压感应取电装置仅针对于单根输电导线，由于供电需要，常选用体积较大的取能线圈，对输电线路造成压力，易导致导线的发热或磨损。此外，目前感应取电装置多采用环形方式封装，虽然可以避免产生尖端放电情况的出现，但环形的封装形式大大增加了感应取电装置的体积，实际应用过程中会产生较大风阻，且不易安装。

因此，在解决220kV及以上高压分裂导线温度实时监控问题的过程中，主要存在以下问题：

1)线路输电能力与导线运行温度有直接关系，温度的提高，导线弧垂增加，导线对地交叉跨越空气间隙距离减小，影响线路对地安全裕度，传统输电线路温度监测的运行维护成本高。

2)在220kV及以上高压、超高压型输电线路的施工过程中多采用多分裂型的导线，传统的温度监测装置中感应取电模块仅针对单根导线，不适用于多分裂型导线。

3)传统感应取电装置存在诸多弊端：体积大、风阻大，对导线的磨损程度大，易损坏导线，且不易安装。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供一种通信用线的温度检测装置，用于监测220kV及220kV以上分裂导线温度，包括高压感应取电模块、温度采集模块、数据处理芯片、第一无线收发器；所述高压感应取电模块用于分别对所述温度采集模块、数据处理芯片、第一无线收发器进行供电；所述温度采集模块用于实时采集所述分裂导线的温度；所述数据处理芯片接受来自所述温度采集模块的数据并控制所述温度采集模块的采集频率；所述第一无线收发器将所述数据处理芯片初步处理的数据传送至后台。

优选的，所述温度采集模块包括热电阻传感器、标准电阻、电容、逻辑控制电路；所述热电阻传感器放置在所述被测温点表面；所述热电阻传感器一端连接所述逻辑控制电路，另一端连接所述电容；所述标准电阻一端连接所述逻辑控制电路，另一端连接所述电容；所述电容接地，所述逻辑控制电路与数据处理芯片进行信息交互，所述逻辑控制电路被所述高压感应取电模块供电。

优选的，所述标准电阻的数量至少为两个，每个所述标准电阻的一端与所述逻辑控制电路连接，另一端与电容连接；所述电容、热电阻传感器与每个标准电阻分别形成一条RC充放电支路。

优选的，所述高压感应取电模块包括依次连接的取能线圈、整流稳压电路、电池组，还包括并联在所述整流稳压电路两端的取电功率调节和储能电路；所述取能线圈将周围电磁能量转为电能并传送至所述整流稳压电路中；所述整流稳压电路将接收到的电能进行整流滤波调节并输出电压；所述取电功率调节和储能电路将所述整流稳压电路输出的电压对所述温度采集模块、数据处理芯片、第一无线收发器进行供电。

优选的，所述电池组为锂电池组。

一种温度监测系统，包括上述的通信用线的温度检测装置、与所述通信用线的温度检测装置进行无线信息交互的后台控制中心；所述后台控制中心对所述通信用线的温度检测装置监测到的温度数据进行监控。

优选的，所述后台控制中心包括显示器、主站处理器、第二无线收发器；所述第二无线收发器与所述通信用线的温度检测装置进行无线信息传递；所述主站处理器将所述第二无线收发器的数据传送至所述显示器进行显示并同时对所述数据进行分析。

优选的，所述第一无线收发器和第二无线收发器为GPRS模块、无线传感器网络模块中的一种。

一种温度监测结构，包括上述的通信用线的温度检测装置、四分裂导线、安装卡扣、伸缩连接杆；

所述四分裂导线由单相输电导线分裂形成；

所述通信用线的温度检测装置通过卡扣安装在所述四分裂导线中的每根分裂导线上；

每根所述分裂导线上的通信用线的温度检测装置之间通过可伸缩连接杆连接。

有益效果：提供了一种220kV及以上高压分裂导线在线温度监测装置，温度监测装置采用高压感应取电装置供电，应用适用于220kV 及以上高压分裂导线的本地在线温度监测装置对220kV及以上高压分裂导线各导线的温度进行实时监测，从而实时掌握其温升情况，分析其故障状态，防止输电线路负荷增加时产生过热故障。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的通信用线的温度检测装置结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例温度采集模块原理图；

图3为本实用新型一种实施例高压感应取电模块结构图；

图4为本实用新型一种实施例温度监测系统结构示意图；

图5为本实用新型一种实施温度监测结构。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，本文使用术语第一、第二、第三等来描述各种部件或零件，但这些部件或零件不受这些术语的限制。这些术语仅用来区别一个部件或零件与另一部件或零件。术语诸如“第一”、“第二”和其他数值项在本文使用时不是暗示次序或顺序，除非由上下文清楚地指出。为了便于描述，本文使用空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“上端”、“下端”、“左侧”、“右侧”、“上部的”、“左”、“右”等，以描述本实施例中部件或零件的方位关系，但这些空间相对术语并不对技术特征在实际应用中的方位构成限制。

如图1至图5示，一种通信用线的温度检测装置，用于监测 220kV及220kV以上分裂导线温度，包括高压感应取电模块、温度采集模块、数据处理芯片、第一无线收发器；所述高压感应取电模块用于分别对所述温度采集模块、数据处理芯片、第一无线收发器进行供电；所述温度采集模块用于实时采集所述分裂导线的温度；所述数据处理芯片接受来自所述温度采集模块的数据并控制所述温度采集模块的采集频率；所述第一无线收发器将所述数据处理芯片初步处理的数据传送至后台。

如图1所示，本实用新型的一种通信用线的温度检测装置主要用于监测220kV及220kV以上的分裂导线的温度。本通信用线的温度检测装置主要包括高压感应取电模块、温度采集模块、数据处理芯片及第一无线收发器，其中，高压感应取电模块为通信用线的温度检测装置的供电单元，高压感应取电模块分别对温度采集模块、数据处理芯片及无线收发器进行供电，另外，温度采集模块实时采集分裂导线的温度值，并与数据处理芯片形成双向数据信息交互，数据处理芯片控制温度采集模块采集的频率并对采集到的温度值进行初步处理。经数据处理芯片初步处理的数据送至第一无线收发器，通过无线链路传至后台，可做进一步数据处理及分析。

优选的一种实施方式，所述温度采集模块包括热电阻传感器、标准电阻、电容、逻辑控制电路；所述热电阻传感器放置在所述被测温点表面；所述热电阻传感器一端连接所述逻辑控制电路，另一端连接所述电容；所述标准电阻一端连接所述逻辑控制电路，另一端连接所述电容；所述电容接地，所述逻辑控制电路与数据处理芯片进行信息交互，所述逻辑控制电路被所述高压感应取电模块供电。

温度采集模块的具体结构如图2所示，温度采集模块包括热电阻传感器、标准电阻、电容、逻辑控制电路。

热电阻传感器被置于被测温点表面，可以选用铂电阻传感器；标准电阻为精密电阻，其数量及规格依据实际测量的温度范围而定，数量至少为两个，原理上标准电阻的数量越多，测温精度越高。热电阻传感器、标准电阻分别串接于电容以及逻辑控制电路的一端，热电阻传感器及每个标准电阻分别与电容形成了RC充放电支路，电容的另一端接地；逻辑控制电路分别与高压感应取电模块和数据处理芯片相连，其中，高压感应取电模块为温度采集模块供电，数据处理芯片控逻辑控制电路。

优选的一种实施方式，所述高压感应取电模块包括依次连接的取能线圈、整流稳压电路、电池组，还包括并联在所述整流稳压电路两端的取电功率调节和储能电路；所述取能线圈将周围电磁能量转为电能并传送至所述整流稳压电路中；所述整流稳压电路将接收到的电能进行整流滤波调节并输出电压；所述取电功率调节和储能电路将所述整流稳压电路输出的电压对所述温度采集模块、数据处理芯片、第一无线收发器进行供电。

高压感应取电模块的具体结构为：如图3所示，高压感应取电模块包括取能线圈、整流稳压电路、取电功率调节及储能电路、704-充电管理锂电池组(选配)。

高压感应取电装置利用220kV及以上高压输电线路周围感应的电磁能量获取电能，以保证温度监测仪的长期稳定供电。由取能线圈感应设备线路周围电磁能量并转化为电能传送至整流稳压电路进行整流滤波并调节输出电压，使输出电压稳定、纹波小，经取电功率调节及储能电路后分别送至温度采集模块、数据处理芯片等装置进行供电。可选配锂电池组作为电池组，一般选用大容量锂电池组，在高压导线停的情况下，也能确保较长时间的不间断供电。

一种温度监测系统，包括上述的通信用线的温度检测装置、与所述通信用线的温度检测装置进行无线信息交互的后台控制中心；所述后台控制中心对所述通信用线的温度检测装置监测到的温度数据进行监控。

优选的一种实施方式，所述后台控制中心包括显示器、主站处理器、第二无线收发器；所述第二无线收发器与所述通信用线的温度检测装置进行无线信息传递；所述主站处理器将所述第二无线收发器的数据传送至所述显示器进行显示并同时对所述数据进行分析。所述第一无线收发器和第二无线收发器为GPRS模块、无线传感器网络模块中的一种。

如图4，一种温度监测系统，应用于220kV及以上高压分裂型输电导线的温度在线监测，包括后台控制中心和上述的通信用线的温度检测装置。

温度监测系统的工作原理主要为：高压感应取电模块作为电源供应分别对系统内各个组成部分进行供电。温度采集模块对被测温点进行实时温度采集，采集后的数据传送至数据处理芯片。其中，数据处理芯片用于控制温度采集模块的温度采集过程，并控制第一无线收发器对被测点温度值的收发过程，该数据处理芯片可选用单片机。第二无线收发器接收到由第一无线收发器回传的温度数据后传回至后台控制中心的主站处理器处进行进一步的数据处理，并由显示器对原始数据以及数据处理过程进行显示。后台控制中心对本地的温度监测模块采集的数据进行处理和实时监控，保障多分裂型输电线路各导线的温度监测，掌握其发热规律及其温升状况，分析各导线间的热场及故障状态。其中，无线传输信道可选用体积较小的无线通信模块进行无线传输，如GPRS模块、无线传感器网络(WSN)模块；短距离无线传输可选用无线传感器网络(WSN)进行短距离通信，较长距离的数据传输可选用GPRS无线公网传输，相距一定距离的220kV及以上高压杆塔设置GPRS/WSN双模网关。

如图5，一种监测结构，包括上述的通信用线的温度检测装置、四分裂导线、安装卡扣、伸缩连接杆；所述四分裂导线由单相输电导线分裂形成；所述通信用线的温度检测装置通过卡扣安装在所述四分裂导线中的每根分裂导线上；每根所述分裂导线上的通信用线的温度检测装置之间通过可伸缩连接杆连接。提供了一种220kV及以上高压分裂导线在线温度监测装置，温度监测装置采用高压感应取电装置供电，应用适用于220kV及以上高压分裂导线的本地在线温度监测装置对220kV及以上高压分裂导线各导线的温度进行实时监测，从而实时掌握其温升情况，分析其故障状态，防止输电线路负荷增加时产生过热故障。

伸缩连接杆和安装卡扣就是现有技术存在的，本实用新型不做赘述，其中，以220kV及以上高压四分裂输电导线为例，对220kV及以上高压分裂导线在线温度监测装置安装方案进行阐述：

20kV及以上高压四分裂导线由单向输电导线分裂而成，通信用线的温度检测装置通过可调节安装卡扣安装于1220kV及以上高压四分裂导线上。其中，安装卡扣可根据线路实际尺寸调节安装长度，使得通信用线的温度检测装置在不影响输电线路正常工作的同时保证温度的实时采集，避免由于安装过紧造成线路磨损的加快等现象。通信用线的温度检测装置通过可伸缩连接杆相互连接，其中，可伸缩连接杆可根据分裂导线间的线距调整长度，能够最大限度的减轻在线温度监测装置给线路带来的压力。

四分裂导线由4个分裂导线组成，分裂导线为四分之一的单相输电导线，每根分裂导线之间通过可伸缩连接线连接。其中，通信用线的温度检测装置通过安装卡扣固定在分裂导线上，每个分裂导线上都设有通信用线的温度检测装置，安装卡扣可根据输电线路具体情况调节与线连接的松紧程度；可伸缩连接杆采用可伸缩绝缘材料，例如橡胶材质，可伸缩杆包括内杆、外杆、内杆上设有弹性凸起、外杆上设有与弹性凸起适配的多个通孔，通过弹性凸起插到不同的通孔内实现可伸缩连接杆的伸缩，可有效根据线距调整连接线长度，且体积小、质量轻，不会对输电线路造成压力。此外，可伸缩连接杆内置通信线路，完成各部分间的数据通信，同时内置电池或电源连接导线作为备用电源供应。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种通信用线的温度检测装置，其特征在于，用于监测220kV及220kV以上分裂导线温度，包括高压感应取电模块、温度采集模块、数据处理芯片、第一无线收发器；

所述高压感应取电模块用于分别对所述温度采集模块、数据处理芯片、第一无线收发器进行供电；

所述温度采集模块用于实时采集所述分裂导线的温度；

所述数据处理芯片接受来自所述温度采集模块的数据并控制所述温度采集模块的采集频率；

所述第一无线收发器将所述数据处理芯片初步处理的数据传送至后台。

2.根据权利要求1所述的通信用线的温度检测装置，其特征在于，所述温度采集模块包括热电阻传感器、标准电阻、电容、逻辑控制电路；

所述热电阻传感器放置在被测温点表面，所述热电阻传感器一端连接所述逻辑控制电路，另一端连接所述电容；

所述标准电阻一端连接所述逻辑控制电路，另一端连接所述电容；

所述电容接地，所述逻辑控制电路与数据处理芯片进行信息交互，所述逻辑控制电路被所述高压感应取电模块供电。

3.根据权利要求2所述的通信用线的温度检测装置，其特征在于，所述标准电阻的数量至少为两个，每个所述标准电阻的一端与所述逻辑控制电路连接，另一端与电容连接；

所述电容、热电阻传感器与每个标准电阻分别形成一条RC充放电支路。

4.根据权利要求1所述的通信用线的温度检测装置，其特征在于，所述高压感应取电模块包括依次连接的取能线圈、整流稳压电路、电池组，还包括并联在所述整流稳压电路两端的取电功率调节和储能电路；

所述取能线圈将周围电磁能量转为电能并传送至所述整流稳压电路中；

所述整流稳压电路将接收到的电能进行整流滤波调节并输出电压；

所述取电功率调节和储能电路将所述整流稳压电路输出的电压对所述温度采集模块、数据处理芯片、第一无线收发器进行供电。

5.根据权利要求4所述的通信用线的温度检测装置，其特征在于，所述电池组为锂电池组。

6.一种温度监测系统，其特征在于，包括权利要求1至权利要求5任一项所述的通信用线的温度检测装置、与所述通信用线的温度检测装置进行无线信息交互的后台控制中心；

所述后台控制中心对所述通信用线的温度检测装置监测到的温度数据进行监控。

7.根据权利要求6所述的温度监测系统，其特征在于，所述后台控制中心包括显示器、主站处理器、第二无线收发器；

所述第二无线收发器与所述通信用线的温度检测装置进行无线信息传递；

所述主站处理器将所述第二无线收发器的数据传送至所述显示器进行显示并同时对所述数据进行分析。

8.根据权利要求7所述的温度监测系统，其特征在于，所述第一无线收发器和第二无线收发器为GPRS模块、无线传感器网络模块中的一种。

9.一种温度监测结构，其特征在于，包括权利要求1至权利要求5任一项所述的通信用线的温度检测装置、四分裂导线、安装卡扣、伸缩连接杆；

所述四分裂导线由单相输电导线分裂形成；

所述通信用线的温度检测装置通过卡扣安装在所述四分裂导线中的每根分裂导线上；

每根所述分裂导线上的通信用线的温度检测装置之间通过可伸缩连接杆连接。

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