RU166411U1 - Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи - Google Patents

Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи Download PDF

Info

Publication number
RU166411U1
RU166411U1 RU2016112004/28U RU2016112004U RU166411U1 RU 166411 U1 RU166411 U1 RU 166411U1 RU 2016112004/28 U RU2016112004/28 U RU 2016112004/28U RU 2016112004 U RU2016112004 U RU 2016112004U RU 166411 U1 RU166411 U1 RU 166411U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microprocessor
power supply
power
transceiver
acceleration sensor
Prior art date
Application number
RU2016112004/28U
Other languages
English (en)
Inventor
Марат Фердинантович Садыков
Ринат Шаукатович Мисбахов
Олег Геннадьевич Савельев
Юрий Сергеевич Чугунов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority to RU2016112004/28U priority Critical patent/RU166411U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU166411U1 publication Critical patent/RU166411U1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00

Abstract

1. Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП), устанавливаемое на фазном проводе ЛЭП между двумя опорами и содержащее первый датчик ускорения, датчик температуры и датчик влажности, связанные со входами микропроцессора, в котором на основе сигналов от упомянутых датчиков формируется информация с указанием адреса пролета ЛЭП о начале налипания снега или образования льда на проводах ЛЭП, об амплитудах раскачивания проводов или обрыве провода, при этом микропроцессор соединен с приемопередатчиком, предназначенным для связи с диспетчерским пультом, а электроснабжение указанных датчиков, микропроцессора и приемопередатчика производится блоком питания, осуществляющим отбор энергии с магнитной составляющей электромагнитного поля фазного провода, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит второй датчик ускорения, датчик тока, модуль навигации (ГЛОНАСС/GPS), соединенные с микропроцессором и блоком питания, и накопитель электроэнергии, также соединенный с блоком питания.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй датчик ускорения выполнен в виде 3-х осевого акселерометра.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно установлено с возможностью мониторинга не менее двух пролетов ЛЭП, при этом приемопередатчик выполнен с рабочей дальностью действия не менее 600 м на открытой местности.4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно осуществляет связь согласно протоколу ZigBee.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для фиксации обрыва или короткого замыкания (КЗ) проводов линий электропередачи (ЛЭП) на землю, определения пролетов ЛЭП с обледенением и налипанием на них снега, с последующей их локализацией, и снижения трудозатрат при монтаже и демонтаже устройств.
Прототипом является устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП), позволяющее получить информацию с указанием адреса пролета ЛЭП о начале налипания снега или образования льда на проводах ЛЭП, об амплитудах раскачивания проводов или обрыве провода (Патент RU №2574063, МПК H02J 13/00, 01.2006).
Известное устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных ЛЭП содержит установленные на каждой фазе ЛЭП между двумя опорами по меньшей мере один датчик ускорения, которому присваивается свой адрес, определяющий его координаты и местоположение пролета ЛЭП, датчик температуры и датчик влажности, связанные со входами микропроцессора, в котором на основе сигналов от упомянутых датчиков формируется информация с указанием адреса пролета ЛЭП о начале налипания снега или образования льда на проводах ЛЭП, об амплитудах раскачивания проводов или обрыве провода, при этом выход микропроцессора соединен с приемопередатчиком, предназначенным для связи с диспетчерским пультом, а питание электронных схем устройства осуществляется блоком питания, выполненным в виде магнитопровода, установленного на высоковольтном проводе ЛЭП, служащем первичной обмоткой трансформатора, который снабжен вторичной обмоткой трансформатора, подающей питание на электронную схему устройства.
Основным недостатком прототипа является низкая точность измерения провиса провода, узкий спектр решаемых задач, большое количество устройств, необходимых для мониторинга, а также значительные трудозатраты при их монтаже и демонтаже. Это обусловлено тем, что при установке устройства и его замене необходимо присваивать датчику ускорения адрес, которому будут соответствовать его координаты и местоположение пролета ЛЭП и вносить эти данные в базу данных. Кроме того, для определения обрыва провода или короткого замыкания необходима установка данного устройства на каждый фазный провод ЛЭП, в каждом пролете.
Задачей полезной модели является разработка устройства оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных ЛЭП, в котором устранены недостатки прототипа.
Техническим результатом является повышение точности измерения провиса провода, расширение эксплуатационных возможностей и снижение количества устройств, необходимых для мониторинга, а также трудозатрат при их монтаже и демонтаже.
Технический результат достигается тем, что устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП), устанавливаемое на фазном проводе ЛЭП между двумя опорами и содержащее первый датчик ускорения, датчик температуры и датчик влажности, связанные со входами микропроцессора, в котором на основе сигналов от упомянутых датчиков формируется информация с указанием адреса пролета ЛЭП о начале налипания снега или образования льда на проводах ЛЭП, об амплитудах раскачивания проводов или обрыве провода, при этом микропроцессор соединен с приемопередатчиком, предназначенным для связи с диспетчерским пультом, а электроснабжение указанных датчиков, микропроцессора и приемопередатчика производится блоком питания, осуществляющим отбор энергии с магнитной составляющей электромагнитного поля фазного провода, согласно настоящей полезной модели, дополнительно содержит второй датчик ускорения, датчик тока, модуль навигации (ГЛОНАСС/GPS), соединенные с микропроцессором и блоком питания, и накопитель электроэнергии, также соединенный с блоком питания.
Второй датчик ускорения устройства выполнен в виде 3-х осевого акселерометра.
Устройство установлено с возможностью мониторинга не менее двух пролетов ЛЭП, при этом приемопередатчик выполнен с рабочей дальностью действия не менее 600 метров на открытой местности.
Устройство осуществляет связь согласно протоколу ZigBee.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано расположение предлагаемого устройства на ЛЭП, а на фиг. 2 изображена его структурная блок-схема.
На чертежах цифрами обозначены:
1 - устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных ЛЭП;
2 - фазный провод ЛЭП;
3 - первый датчик ускорения (2-х осевой акселерометр);
4 - датчик температуры;
5 - датчик влажности;
6 - микропроцессор;
7 - приемопередатчик;
8 - диспетчерский пульт;
9 - электронная схема устройства;
10 - блок питания;
11 - второй датчик ускорения (3-х осевой акселерометр);
12 - датчик тока;
13 - модуль навигации (ГЛОНАСС/GPS);
14 - накопитель электроэнергии (например, аккумуляторная батарея).
Устройство 1 оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных ЛЭП, устанавливаемое на фазном проводе 2 ЛЭП (Фиг. 1) между двумя опорами содержит (Фиг. 2) датчик 3 ускорения, датчик 4 температуры и датчик 5 влажности, связанные со входами микропроцессора 6, в котором на основе сигналов от упомянутых датчиков формируется информация с указанием адреса пролета ЛЭП о начале налипания снега или образования льда на проводах ЛЭП, об амплитудах раскачивания проводов или обрыве провода, при этом микропроцессор 6 соединен с приемопередатчиком 7, предназначенным для связи с диспетчерским пультом 8, а электроснабжение датчиков 3, 4, 5, микропроцессора 6 и приемопередатчика 7 осуществляется блоком 10 питания, осуществляющим отбор энергии с магнитной составляющей электромагнитного поля фазного провода 1.
Отличием предлагаемого устройства 1 оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных ЛЭП является то, что оно дополнительно содержит второй датчик 11 ускорения, датчик 12 тока, модуль 13 навигации (ГЛОНАСС/GPS), соединенные с микропроцессором 6 и блоком 10 питания, и накопитель 14 электроэнергии, также соединенный с блоком 10 питания.
Второй датчик 11 ускорения устройства 1 выполнен в виде 3-х осевого акселерометра.
Устройство 1 установлено с возможностью мониторинга не менее двух пролетов ЛЭП, при этом приемопередатчик 7 выполнен с рабочей дальностью действия не менее 600 метров на открытой местности..
Устройство 1 осуществляет связь согласно протоколу ZigBee.
Устройство 1 оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных ЛЭП работает следующим образом.
С помощью модуля 13 навигации (ГЛОНАСС/GPS) определяется местоположение пролета ЛЭП и его координаты в условных единицах или в формате системы ГЛОНАСС или GPS. Для оперативного определения места гололедообразования, обрыва или КЗ высоковольтных ЛЭП на одном из фазных проводов, через пролет ЛЭП между опорами, закрепляют устройства 1 оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных ЛЭП (фиг. 1). Для замера температуры и определения начала налипания снега или гололедообразования на проводах служат датчик 4 температуры и датчик 5 влажности. Информация о начале гололедообразования на проводах также обрабатывается управляющим микропроцессором 6 и далее передается на диспетчерский пульт 8.
Для более точного определения провиса фазного провода 2 и для надежности в устройстве можно использовать два типа датчиков ускорения: 3-х осевой акселерометр 11 определяет вектор g ускорения свободного падения в пространстве; 2-х осевой акселерометр 3 определяет проекцию вектора g на плоскость провода 2 (плоскость образована осью акселерометра 3, направленной вдоль провода 2, и осью - перпендикулярной нормали к земле). Выходные сигналы от датчиков ускорения 3 и 11 (акселерометров) поступают на соответствующие входы управляющего микропроцессора 6, где информация обрабатывается и поступает в приемопередатчик 7, и далее по радиоканалу последовательно от блока к блоку передается на диспетчерский пульт 8. Применение 3-х осевого акселерометра 11 позволяет нам определить угол, на который повернулось устройство 1, закрепленное на проводе 2, относительно горизонта, а значит скорректировать показания с 2- хосевого акселерометра 3, увеличив точность определения как провиса провода 2, так и его колебаний в стороны.
Выходные сигналы от датчиков ускорения (акселерометров) 3 и 11, пропорциональные амплитуде раскачивания фазного провода 2, поступают на соответствующие входы микропроцессора 6. В микропроцессоре 6 сигналы сравниваются с заложенными заранее в программу величинами в соответствии с заданным алгоритмом. Например, если механическое воздействие на фазный провод 2 вызывает по оси X колебание проводов до какой-то величины N см, то микропроцессор 6 выдает на диспетчерский пульт 8 команду о нормальных амплитудах. Если эти амплитуды больше заданного значения N+n см, то выдается команда о завышенных амплитудах с указанием местоположения пролета ЛЭП в ГЛОНАСС/GPS координатах. Если происходит обрыв фазного провода 2 или его провисание по оси Y, то по такому же принципу микропроцессор 6 передает на диспетчерский пульт 8 информацию о происшедшем событии. Например, если температура окружающей среды находится в пределах 0°С и датчик 5 влажности фиксирует наличие осадков (дождь, снег, туман), и при этом имеет место провисание провода 2, то это говорит о возможном налипании снега на проводах или их обледенении, что и передается на диспетчерский пульт 8.
При обрыве провода 2 фиксируется резкое изменение угла наклона провода и также передается информация на диспетчерский пульт 8, независимо от температуры окружающей среды и наличия осадков.
Кроме того, установленные датчики 12 измерения силы тока позволяют определять не только обрыв провода 2, но и КЗ при том, что данные аварийные ситуации могут произойти на фазных проводах диагностируемой ЛЭП, не оборудованных данным устройством 1, за счет регистрации изменения силы тока в рабочем фазном проводе 2.
Благодаря использованию модуля 13 навигации обеспечивается снижение трудозатрат при осуществлении монтажа новых устройств и замене старых устройств.
Устройство может отличаться тем, что оно установлено с возможностью мониторинга не менее двух пролетов ЛЭП за счет приемопередатчика 7, обладающего рабочей дальностью действия не менее 600 метров на открытой местности.
Устройство может отличаться тем, что при выходе из строя одного из устройств 1 передача информации на диспетчерский пульт 8 будет продолжена от других устройств через оставшиеся работающие приемопередатчики 7 согласно протоколу Zigbee.
Питание электронной схемы 9 устройства 1 осуществляется от блока 10 питания и по ней подводится к микропроцессору 6, приемопередатчику 7, модулю 13 навигации и датчикам (первый датчик 3 ускорения, датчик 4 температуры, датчик 5 влажности, второй датчик 11 ускорения и датчик 12 тока). При этом устройство 1 дополнительно содержит накопитель 14 электроэнергии. Благодаря блоку 10 питания осуществляется отбор энергии с электромагнитного поля вокруг фазного провода 2. Далее данная электроэнергия идет на электроснабжение электронной схемы 9 устройства 1 и подзарядку накопителя 14 электроэнергии. Энергия, запасенная в накопителе 14, в дальнейшем может быть использована для электроснабжения электронной схемы 9 устройства 1 при перебоях с электропитанием, обеспечивая передачу информации в течение некоторого времени, используя накопленный заряд энергии.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обладает большей точностью измерения провиса провода, требует установки значительно меньшего количества устройств на ЛЭП, позволяет снизить трудозатраты при монтаже и демонтаже устройств, а также контролировать и передавать информацию на диспетчерский пульт по следующим параметрам и возможным событиям:
- оперативное определение места обрыва или КЗ высоковольтных ЛЭП в каждом пролете и на каждой фазе проводов А, В и С благодаря измерению величины силы тока в фазном проводе, на котором установлено устройство;
- определение величины раскачивания проводов при воздействии на них ветра;
- определение пролетов ЛЭП с налипанием на них снега и контроль гололедообразования;
- определение места механического воздействия на провода;
- контроль температуры проводов ЛЭП, вызванной изменением токовых нагрузок в системе, а также разогрева проводов, вызванного токами при борьбе с обледенением и налипанием на них снега:
- определение места короткого замыкания проводов;
- определение других величин механических воздействий на провода ЛЭП, вызванных природными явлениями.

Claims (4)

1. Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП), устанавливаемое на фазном проводе ЛЭП между двумя опорами и содержащее первый датчик ускорения, датчик температуры и датчик влажности, связанные со входами микропроцессора, в котором на основе сигналов от упомянутых датчиков формируется информация с указанием адреса пролета ЛЭП о начале налипания снега или образования льда на проводах ЛЭП, об амплитудах раскачивания проводов или обрыве провода, при этом микропроцессор соединен с приемопередатчиком, предназначенным для связи с диспетчерским пультом, а электроснабжение указанных датчиков, микропроцессора и приемопередатчика производится блоком питания, осуществляющим отбор энергии с магнитной составляющей электромагнитного поля фазного провода, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит второй датчик ускорения, датчик тока, модуль навигации (ГЛОНАСС/GPS), соединенные с микропроцессором и блоком питания, и накопитель электроэнергии, также соединенный с блоком питания.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй датчик ускорения выполнен в виде 3-х осевого акселерометра.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно установлено с возможностью мониторинга не менее двух пролетов ЛЭП, при этом приемопередатчик выполнен с рабочей дальностью действия не менее 600 м на открытой местности.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно осуществляет связь согласно протоколу ZigBee.
Figure 00000001
RU2016112004/28U 2016-03-30 2016-03-30 Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи RU166411U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112004/28U RU166411U1 (ru) 2016-03-30 2016-03-30 Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112004/28U RU166411U1 (ru) 2016-03-30 2016-03-30 Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU166411U1 true RU166411U1 (ru) 2016-11-27

Family

ID=57777038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016112004/28U RU166411U1 (ru) 2016-03-30 2016-03-30 Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU166411U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756975C1 (ru) * 2020-12-23 2021-10-07 Публичное акционерное общество "МРСК Центра и Приволжья" Устройство модуля дистанционного мониторинга проводов воздушных линий электропередач
RU211126U1 (ru) * 2020-07-21 2022-05-23 Общество с ограниченной ответственностью «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «ФАРАДА» Устройство оперативного онлайн-мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU211126U1 (ru) * 2020-07-21 2022-05-23 Общество с ограниченной ответственностью «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «ФАРАДА» Устройство оперативного онлайн-мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи
RU2756975C1 (ru) * 2020-12-23 2021-10-07 Публичное акционерное общество "МРСК Центра и Приволжья" Устройство модуля дистанционного мониторинга проводов воздушных линий электропередач

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9945960B2 (en) Luminaire associate
CN102288153B (zh) 基于振动发电的高压线风偏在线监测系统及其方法
KR101785987B1 (ko) 실시간 압력계측형 송전선 모니터링 시스템 및 실시간 압력계측형 송전선 모니터링 방법
CN108711271B (zh) 输电杆塔边坡和地基监测预警方法
TWM467684U (zh) 結構安全監控與光雕照明裝置及系統
RU2562910C2 (ru) Устройство, система и способ контроля провеса провода на линии электропередач
CN105867366A (zh) 一种变电站电力设备全自动智能巡检方法
RU185311U1 (ru) Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи
CN105953762B (zh) 一种用于净空距离测量的输电线路建模方法和测距装置
RU166411U1 (ru) Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи
CN205104033U (zh) 交通信号机
CN113903154A (zh) 一种防触碰输电线的报警方法及系统
KR102129419B1 (ko) 배전선로 자동 감지장치
CN106990746A (zh) 一种市政工程现场用粉尘噪音监控系统
CN207636042U (zh) 一种接触网补偿器位置信息采集装置
CN111469890A (zh) 一种铁路施工作业安全防护预警系统
CN108762305B (zh) 一种无人机避撞架空交流电力线路的预警装置
CN107856578A (zh) 一种锚段偏移识别方法及装置
RU206382U1 (ru) Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи
CN109472383A (zh) 一种保电检修车辆的调度优化方法
RU211126U1 (ru) Устройство оперативного онлайн-мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи
CN213209253U (zh) 一种适用于特高压导线的舞动检测仪
CN205786783U (zh) 一种反窃电用电检验装置
CN210005556U (zh) 索道风速风向监测报警装置
JPH11136823A (ja) 送電線の位置計測方法及びそのシステム

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20161230

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20180305

PD9K Change of name of utility model owner
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190331