TWI612314B - 感測裝置及應用該感測裝置之輸電線路監測系統 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種感測裝置及應用該感測裝置之輸電線路監測系統，所述之感測裝置為一輸電線感測裝置，用以監控架設於戶外超高壓電塔上輸電線之線段所使用之狀態。所述之輸電線感測裝置包括有一感應線圈裝置、一感應電路裝置以及一殼體，所述之感應線圈裝置，內部設置有複數個鐵心及複數個繞線，該些繞線纏繞於該些鐵心上，且設置有一輸電線穿孔，用以產生複數個感應電源；其中複數個鐵心係包括有至少一第一鐵心以及至少一第二鐵心，該第一鐵心成筆直狀；該第二鐵心包括有一第一段、一第二段及一第三段，其中該第一段平行於該第三段，該第二段係連接介於該第一段與該第三段之同一側的端點之間；所述之複數個繞線個別纏繞於該第一鐵心以及該第二鐵心上。

Description

感測裝置及應用該感測裝置之輸電線路監測系統
本發明係一種感測裝置及應用該感測裝置之輸電線路監測系統，尤指一種可即時影像監控且電源供應自主之一輸電線感測裝置及其輸電線路監測系統。
現有超高壓輸電線路之電力傳輸線，使用複數個超高壓的電塔作為傳輸電力線的電力輸送至遠方之中繼承載端，一般而言這些超高壓電塔大都是設置在地形落差大或是複雜的郊區、山區、沿海區或山坡地等，這些複雜地形有時因氣候因素造成電塔之塔基發生土壤流失，如颱風所造成之土石流，使塔基傾斜甚或倒塌進而造成斷電、停電發生。另由於這些電塔所設置之地勢較高，會有強風吹拂造成輸電線晃動，嚴重者若發生共振現象，輸電線之晃動會導致安全性有問題或斷裂之危險。再者，戶外山區或沿海區會有高濕度、高鹽度的之氣候環境，容易造成輸電線產生老化或電塔本身加速老化之現象，容易是超高壓輸電線所形成之網路之安全性不足。電塔所傳輸超高壓的輸電線，另有可能因傳輸高能量而有過熱之現象，會有垂降之現象發生，此輸電線之垂降容易因碰觸其它戶外之物而發生短路故障。
上述之種種缺失，現有解決之道係以人力巡邏之方式，於固定時間至戶外察看各電塔是否有上述之缺失發生。另一方面，現有相關專利申請案件所述之遠端監控裝置或方法，則有未臻完善 之不便，有待加以改善。
本發明係一種感測裝置及應用該感測裝置之輸電線路監測系統，所述之感測裝置為一輸電線感測裝置，用以監控架設於戶外超高壓電塔上輸電線之線段所使用之狀態，不僅具有無線傳輸資料之功能，同時具有自我感應電能、充電且儲存電能之作用，並且具有即時攝影，能產生影像訊號傳輸給遠方監控之人員，大幅減少人力維修之次數，以達到遠端監控之目的。
所述之輸電線感測裝置，係包括有：一感應線圈裝置，內部設置有複數個鐵心及複數個繞線，該些繞線纏繞於該些鐵心上，且設置有一輸電線穿孔，用以產生複數個感應電源；一感應電路裝置，用以感應一輸電線上之線路運作及環境狀態，係包括有一殼蓋以及一底板所組成，該底板上設置有複數個電路板，該殼蓋之上側裝設該感應線圈裝置；及一殼體，該殼體之兩端具有流線之弧形結構，該殼體之中間為一中空狀，用以容置該感應電路裝置。其中，所述之複數個鐵心係包括有至少一第一鐵心以及至少一第二鐵心，該第一鐵心成筆直狀；該第二鐵心包括有一第一段、一第二段及一第三段，其中該第一段平行於該第三段，該第二段係連接介於該第一段與該第三段之同一側的端點之間，其中，所述之複數個繞線個別纏繞於該第一鐵心以及該第二鐵心上。
1‧‧‧輸電線感測裝置
2‧‧‧感測裝置電路
10‧‧‧第一感應電源
12‧‧‧第二感應電源
14‧‧‧保護電路
16‧‧‧第一整流器
18‧‧‧第一充電器
20‧‧‧第一電池
22‧‧‧太陽光電模組
24‧‧‧第二整流器
26‧‧‧第二充電器
28‧‧‧第二電池
30‧‧‧電源控制單元
32‧‧‧LED單元
34‧‧‧中央處理器
36‧‧‧無線通訊模組
38‧‧‧天線
40‧‧‧攝影模組
42‧‧‧紫外線攝影模組
44‧‧‧紅外線攝影模組
50‧‧‧感測器
51‧‧‧照度感測器
52‧‧‧震動感測器
53‧‧‧溫度/濕度感測器
55‧‧‧輸電線溫度/濕度感測器
56‧‧‧裝置內溫度/濕度感測器
57‧‧‧裝置外溫度/濕度感測器
60‧‧‧閘道器
62‧‧‧遠端監控中心
64‧‧‧資料庫
70‧‧‧感應線圈裝置
71‧‧‧輸電線穿孔
72‧‧‧前裝置
73‧‧‧後裝置
75‧‧‧感應電路裝置
76‧‧‧殼蓋
77‧‧‧底板
78‧‧‧電路板
80‧‧‧殼體
81‧‧‧前蓋體
82‧‧‧後蓋體
83‧‧‧圓桶殼
84‧‧‧導軌
91‧‧‧第一鐵心
92‧‧‧第二鐵心
93‧‧‧第一繞線
94‧‧‧第二繞線
95‧‧‧第三鐵心
96‧‧‧第四鐵心
97‧‧‧第三繞線
98‧‧‧第四繞線
圖1為本發明實施例中感測裝置電路之示意圖。
圖2為本發明實施例之輸電線感應裝置設於輸電線上之示意圖。
圖3為本發明實施例之輸電線感測裝置之透視圖。
圖4A為本發明實施例相對於圖3之分解示意圖。
圖4B為本發明組合感應線圈裝置與感應電路裝置之示意圖。
圖4C為本發明組合感應電路裝置於殼體中之示意圖。
圖5A為本發明之單組鐵心並設有繞線之結構示意圖。
圖5B為本發明採用兩組鐵心並設有繞線之結構示意圖。
圖6A為本發明之鐵心容置於感應線圈裝置中之示意圖。
圖6B為本發明感應線圈裝置中拉開前裝置之示意圖。
圖7為本發明另一實施例具有感測裝置之輸電線路監測系統示意圖。
本發明係一種感測裝置及應用該感測裝置之輸電線路監測系統，其中所述之感測裝置為一輸電線感測裝置，主要係用以監控架設於戶外電塔上輸電線所使用之狀態，不僅具有即時無線傳輸資料之功能，同時具有自我感應電能、充電以及儲存電能之作用，所偵測之項目除了一般的輸電線端的電擊突波、電擊電壓、過電壓、電流過載、短路、斷路、震動(含晃動、垂降與位移)、環境照度與溫度/濕度外，更能以影像傳送之方式，將輸電線間故障所產生的電弧現象傳送給遠端的監控中心，亦可以偵測電塔滑移或倒塌等事故，能大幅減少人力維修之次數，並達到遠端即時監控之目的。另外，所述之輸電線感測裝置本身具有流線造型之殼體，設置符合流體力學之結構形狀的外殼，於戶外強風吹襲時，可減低風阻，有效減少該輸電線感測裝置本身之晃動與震動，進而減少輸電線之晃動與震動。
圖1為本發明實施例輸電線感測裝置1(圖3所示)內所設置之感測裝置電路2之電路方塊連接示意圖，係包括有一第一感應電源10、一第二感應電源12、一保護電路14、一第一整流器16、一第一充電器18、一第一電池20、一太陽光電模組22、一第二整流器24、一第二充電器26、一第二電池28以及一電源控制單元30，所述之電源控制單元30連接有一中央處理器34以及一LED 單元32；感測裝置電路2係再包括有一無線通訊模組36、一天線38、一攝影模組40以及一感測器50。
所述第一感應電源10以及第二感應電源12主要是藉由感應線圈的設置感應通過輸電線之電流以產生電力來源的感應電源。本發明實施例雖舉第一與第二感應電源10、12為例，然而感應電源設置之數量於實施上當不能以之限定本發明實際上所能擴充之數量。第一感應電源10以及第二感應電源12用以提供感測裝置電路2所需之電源，係耦接於保護電路14，所述保護電路14係用以保護感測裝置電路2避免雷擊突波、電擊電壓或是電流過載時所造成之損害，保護電路14之輸出係耦接於第一整流器16，用以對感應電源加以整流；第一整流器16之輸出耦接於第一充電器18與電源控制單元30。
所述之第一充電器18係耦接於第一電池20，用以對第一電池20進行充電。所述之第一電池20係可作為供應感測裝置電路2之電路運作之備用電力來源；當輸電線發生即時性的故障，使第一、第二感應電源10、12無法感應電源輸出時，第一電池20可提供感測裝置電路2所需之電源。
感測裝置電路2中所設置之太陽光電模組22係作為另一備用電力供應的來源，太陽光電模組22之輸出係耦接於第二整流器24，第二整流器24的輸出係耦接於電源控制單元30以及第二充電器26，第二充電器26則耦接於第二電池28，用以對第二電池28充電；意即，太陽光電模組22所產生之電源，除了耦接於電源控制單元30中作為感測裝置電路2電源供應來源之一，另一方面，也對第二電池28執行充電，第二電池28之輸出係再耦接於電源控制單元30。第二電池28係作為感測裝置電路2之備用電源之一，當第一、第二感應電源10、12無感應電源時，且第一電池20之電量耗盡，此時即由第二電池28作為備用電源供應感測裝置電路2所需之電源。
所述之電源控制單元30耦接有第一整流器16、第一電池20、第二整流器24以及第二電池28，其作用係依據中央處理器34所接收之各種輸電線感測裝置1所感測得到之參數或障礙狀況發生所運算之結果，進行控制不同電源供應的切換來源。例如前述第一電池20與第二電池28的備用電源作用；或者當輸電線之第一、第二感應電源10、12以及第一、第二電池20、28等都無法供應電源時，若在白天，則可由太陽光電模組22供應感測裝置電路2所需的電源。
中央處理器34耦接於電源控制單元30，為整個感測裝置電路2的控制操作及運算中心，中央處理器34係耦接有無線通訊模組36、攝影模組40以及感測器50。無線通訊模組36執行將中央處理器34所接收之各種感測訊號、影像與輸電線相關的數據與資料，以無線傳輸的方式傳送至遠端；無線通訊模組36係再與連接於天線38，藉由天線38將相關數位訊號傳送至遠端的閘道器60。
所述之攝影模組40，用以產生複數個影像訊號，係包括有一紫外線攝影模組42以及一紅外線攝影模組44，可用以偵測輸電線之埃子間發生電弧、雷擊或突擊電波等故障時所產生之光現象，所述之光現象包括但不限制為不可見光的紫外線與及紅外線的光，即時將影像訊號傳送給遠方負責監控的人，可立即瞭解輸電線或是電塔所發生的狀況。
所述之感測器50，是用以產生各種輸電線感測裝置1所感應的環境狀況以及輸電線傳輸運作之相關參數。其中包括有一照度感測器51、一震動感測器52以及一溫度/濕度感測器53。照度感測器51係用以偵測目前環境光之照度，例如可以是太陽光目前之照度，提供監測人員作參考。所述的震動感測器52係用以偵測輸電線或是輸電線感測裝置1的晃動程度、輸電線垂降程度或者是電塔位移之情形等等。於實際實施上震動感測器52係可包括但不限定採用三軸加速度感測器、陀螺儀，重力感測器等等。溫度/濕 度感測器53中包括有一輸電線溫度/濕度感測器55，用以偵測輸電線之溫度或濕度；有一裝置內溫度/濕度感測器56以及一裝置外溫度/濕度感測器57，用以偵測輸電線感測裝置1的內部以及外部的溫度與濕度，供監測人員掌握目前輸電線及輸電線感測裝置1內外的溫濕度。
圖2所示係將輸電線感測裝置1裝置於輸電線上，於相鄰兩電塔之間的每一條輸電線上各別裝置所述之輸電線感測裝置1，作為感測且監控每一線段之輸電線各種狀態參數或影像。
參閱圖3、圖4A所示，圖3為輸電線感測裝置1實施例之透視圖，圖4A為相對於圖3實施例之分解示意圖，包括有一感應線圈裝置70、一輸電線穿孔71、一前裝置72、一後裝置73、一感應電路裝置75、一殼蓋76、一底板77、複數個電路板78以及一殼體80。於殼體中80包括有一前蓋體81、一後蓋體82、一圓桶殼83以及複數個導軌84。
所述感應線圈裝置70中設置有至少一組感應線圈，其進一步說明於圖5A、圖5B中再予以敘述。感應線圈裝置70之中形成有所述之輸電線穿孔71，用以容置電力傳輸之輸電線於其中，使輸電線之電流穿過該輸電線穿孔71，再藉由感應線圈感應流過該輸電線穿孔71中的電流進而產生感應電源。感應線圈裝置70係包括有前裝置72與後裝置73所組成，且前裝置72於實際實施時，是可與後裝置73分離；當輸電線感測裝置1進行裝置於輸電線上時，將前裝置72拉開(如圖6A、圖6B所示)，即可將輸電線容置於該輸電線穿孔71中，使該輸電線感測裝置1可掛在該輸電線上。
感應電路裝置75係設置於該殼體80之中，係由殼蓋76以及底板77組成一盒狀體，所述之複數個電路板78平行地裝設於該底板77上，再由該殼蓋76蓋上，使複數個電路板78容置於感應電路裝置75之中。其中所述之複數個電路板78的電路內容係對 應於圖1所示之感測裝置電路2之各個電路方塊，意即所述感測裝置電路2之中，所描述之各個電路方塊，皆有相對應的實體電路元件可裝置於不同的電路板78上。有關於攝影模組40的紫外線攝影模組42以及紅外線攝影模組44，係可以裝置於感應線圈裝置70之外部，例如包括但不限定為前裝置72、後裝置73之外部或是另裝置於殼體80外觀上之任一位置，以進行影像之攝影操作，再將所攝影的訊號電性耦接地傳送至電路板78中的中央處理器34進行控制處理。
殼體80中的前蓋體81以及後蓋體82係為半圓球之弧形結構，藉由半圓球之流線造型結構所具有流體力學之導流作用，使得輸電線感應裝置1放置於輸電線上遭遇強風時，可以有效地降低風阻，並且可以減少輸電線感應裝置1所發生的擺動現象進而減少輸電線的晃動與震動。殼體80中間為一圓桶殼83，為一中空狀之近似圓桶結構，於圓桶殼83中設置有複數個導軌84，圖4A所示的實施例係以四個導軌84之實施方式，用以擺置所述之感應電路裝置75。
圖4B所示，係先將殼蓋76與底板77相組合，將複數個電路板78容置於感應電路裝置75中，再將感應線圈裝置70裝置於感應電路裝置75之上表面；重要地，除了所述之感應線圈裝置70裝在感應電路裝置75上，該感應線圈裝置70內所設置的感應線圈(圖5A、5B所示)更包括電性耦接於感應電路裝置75中之電路板78(圖中未示)，用以將感應線圈所感應的電源提供給電路板78，使電路板78運作。圖4C所示，再將感應電路裝置75插入上下對稱設置的導軌84之中，接者將前蓋體81與後蓋體82鎖合於圓桶殼83的前後兩端，組合成如圖3所示之輸電線感測裝置1。
圖5A係揭示所述感應線圈裝置70中有關感應線圈之設置，包括有一第一鐵心91以及一第二鐵心92，兩者可形成一磁力線迴路，輸電線的電流方向與該磁力線迴路的中心即呈正交垂直。其 中，第一鐵心91成一筆直狀；第二鐵心92包括有一第一段、一第二段及一第三段，其中該第一段平行於該第三段，該第二段係連接介於該第一段與該第三段之同一側的端點之間，意即如圖5A之所示。
第一鐵心91上設有第一繞線93，第二鐵心92上設有第二繞線94，藉由輸電線的電流方向作用該磁力線迴路，並使第一繞線93與第二繞線94相對該磁力線迴路產生感應電流，形成感應電源。其中第一繞線93與第二繞線94係包括纏繞有複數個線圈匝數，包括但不限定為例如1000匝數、3000匝數等。
圖5B相對於圖5A所示，係將第一鐵心91以及第二鐵心92設置為兩組，包括有第三鐵心95以及第四鐵心96，第三鐵心95之形狀同於第一鐵心91；第四鐵心的形狀同於第二鐵心92。相對應第三鐵心95以及第四鐵心96設置有第三繞線97以及第四繞線98，同樣的，第三繞線97與第四繞線98相對第三鐵心95以及第四鐵心96所形成之磁力線迴路產生感應電流。同樣地，第三繞線997與第四繞線98係包括纏繞有複數個線圈匝數，包括但不限定為例如1000匝數、3000匝數等。
圖6A所示，係將圖5B所述的第一、第三鐵心91、95與第二、第四鐵心92、96，以及第一~第四繞線93、94、97、98等元件裝設於感應線圈裝置70之中。第一、第三鐵心91、95連同依附在鐵心上的第一繞線93、第三繞線97係設置於前裝置72之中，於前裝置72中係設有一對筆直狀的容置空間，可以容置第一、第三鐵心91、95於其中。相對的，後裝置73內容設有一對相對應於第二、第四型鐵心92、96的容置空間，藉以容置所述之第二、第四鐵心92、96。所述之輸電線穿孔71即為設置後裝置73對應於第二、第死鐵心92、96容置空間的一缺口上，用以放置輸電線，使電流穿過第一、第三鐵心91、95與第二、第四鐵心92、96所形成兩組磁力線之中心，藉以產生複數個感應電源。
圖6B所示，是當欲將輸電線感測裝置1裝設於輸電線上時，可將前裝置72從後裝置73前方向外拉開，意即分離前裝置72與後裝置73，其所拉開之間隔恰可以擺入輸電線，使輸電線能進一步放置於該輸電線穿孔71之中。
圖7顯示整個具有輸電線感測裝置1之輸電線路監測系統，主要係包括有複數個輸電線感測裝置1、複數個閘道器60以及一遠端監控中心62。其中每一輸電線感測裝置1係包括有圖2所述之感測裝置電路2的電路架構，且設置於兩電塔間之一輸電線上，每一輸電線感測裝置1並且產生有複數個參數資料與複數個影像訊號。所述之複數個閘道器60中，每一閘道器60係個別接收複數個輸電線感測裝置1中之一部分輸電線感測裝置1所傳送之無線訊號，意即每一橫向串列的電塔之一端連接有一閘道器60，再將複數個閘道器60的輸出一併連接至遠端監控中心62之中。所述之遠端監控中心62，係與複數個閘道器60間可進行無線通訊，並以複數個無線訊號傳輸於複數個閘道器60與遠端監控中心62之間。另一實施例中，亦可以有線方式執行複數個閘道器60與遠端監控中心62訊號連線。於遠端監控中心62內係包括設置有一資料庫64，用以儲存該些輸電線感測裝置1所感測之複數個參數資料與複數個影像訊號，並且記錄各個輸電線感測裝置1所感應、偵測與感測輸電線即時的現況。
綜上所述，本發明提出一種感測裝置及應用該感測裝置之輸電線路監測系統，係設置獨立供應電源之輸電線感測裝置1，輸電線感測裝置1可以簡易地裝置於輸電線的線段之上，且亦可以簡易地自輸電線上卸下，以及可藉由無線傳輸方式，即時地將影像傳輸至遠方，由遠方的監控人員進行監控。並且設有不同的備用電源，如太陽光電模組22、第一、第二電池20、28；並設有攝影模組40、照度感測器51、震動感測器52以及溫度/濕度感測器53 等，以達成由遠端進行監控與管理，減少人力至現場勘查之不便。顯見本發明案具備申請專利之要件。然，本發明說明內容所述，僅為較佳實施例之舉例說明，當不能以之限定本發明所保護之範圍，任何局部變動、修正或增加之技術，仍不脫離本發明所保護之範圍中。
1‧‧‧輸電線感測裝置
70‧‧‧感應線圈裝置
71‧‧‧輸電線穿孔
80‧‧‧殼體

Claims (10)

  1. 一種輸電線感測裝置，係包括：一感應線圈裝置，內部設置有複數個鐵心及複數個繞線，該些繞線纏繞於該些鐵心上，且設置有一輸電線穿孔，用以產生複數個感應電源；一感應電路裝置，用以感應一輸電線上之線路運作及環境狀態，係包括有一殼蓋以及一底板所組成，該底板上設置有複數個電路板，該殼蓋之上側裝設該感應線圈裝置；及一殼體，該殼體之兩端具有流線之弧形結構，該殼體之中間為一中空狀，用以容置該感應電路裝置；其中，所述之複數個鐵心係包括有至少一第一鐵心以及至少一第二鐵心，該第一鐵心成筆直狀；該第二鐵心包括有一第一段、一第二段及一第三段，其中該第一段平行於該第三段，該第二段係連接介於該第一段與該第三段之同一側的端點之間，其中，所述之複數個繞線個別纏繞於該第一鐵心以及該第二鐵心上。
  2. 如請求項第1項所述之輸電線感測裝置，其中該感應線圈裝置包括有一前裝置以及一後裝置，該前裝置用以容置該第一鐵心，該後裝置用以容置該第二鐵心；該輸電線穿孔設置於該後裝置之一側；該前裝置可與該後裝置分開，以容置一輸電線置放於該輸電線穿孔中，使該輸電線感測裝置設置於該輸電線上。
  3. 如請求項第1項所述之輸電線感測裝置，其中該殼體之兩端具有流線之弧形結構，係為半球狀之弧形結構。
  4. 如請求項第1項所述之輸電線感測裝置，其中該殼體之中間包括設置有複數個導軌，用以容置該感應電路裝置。
  5. 一種感測裝置電路，係設置於如請求項第1項所述之輸電線感測裝置中，包括有： 複數個感應電源；一太陽光電模組；一保護電路，電性耦接於該複數個感應電源，用以使該感測裝置電路免於電擊突波、電擊電壓集電流過載之損害；一第一整流器，電性耦接於該保護電路，將該複數個感應電源之輸出加以整流；一第二整流器，電性耦接於該太陽光電模組，將該太陽光電模組之一輸出電源加以整流；一電源控制單元，電性耦接於該第一整流器與該第二整流器，係控制提供給該感測裝置電路所需之電源；一第一電池，電性耦接於該電源控制單元，作為備用電源；一第二電池，電性耦接於該電源控制單元，作為備用電源；一第一充電器，電性耦接於該第一整流器與該第一電池，係對該第一電池進行充電；一第二充電器，電性耦接於該第二整流器與該第二電池，係對該第二電池進行充電；一中央處理器，電性耦接於該電源控制單元，係執行該感測裝置電路之運算操作與控制；一攝影模組，電性耦接於該中央處理器，用以產生複數個影像訊號傳送至該中央處理器；一感測器，電性耦接於該中央處理器，用以產生複數感測訊號與參數，傳送至該中央處理器；一無線通訊模組，電性耦接於該中央處理器，用以將該中央處理器所輸出之各種訊號，轉成一無線訊號；及一天線，電性耦接於該無線通訊模組，將該無線訊號發送出去。
  6. 如請求項第5項所述之感測裝置電路，其中該攝影模組係包括有： 一紫外線攝影模組，用以產生一紫外線的影像訊號，並傳輸至該中央處理器；及一紅外線攝影模組，用以產生一紅外線的影像訊號，並傳輸至該中央處理器。
  7. 如請求項第5項所述之感測裝置電路，其中該感測器係包括有：一照度感測器，用以感測環境光之狀態；一震動感測器，用以感測一輸電線之晃動、垂降與位移；及一溫度/濕度感測器，用以感測溫度以及濕度之狀態。
  8. 如請求項第7項所述之感測裝置電路，其中該溫度/濕度感測器係包括有：一輸電線溫度/濕度感測器，用以感測一輸電線本身的溫度以及濕度的狀態；一裝置內溫度/濕度感測器，用以感測該輸電線感測裝置之裝置內的溫度與濕度狀態；及一裝置外溫度/濕度感測器，用以感測該輸電線感測裝置之裝置外的溫度與濕度狀態。
  9. 如請求項第5項所述之感測裝置電路，更包括設置有一LED單元，係電性耦接於該電源控制單元。
  10. 一種輸電線路監測系統，係包括有：複數個輸電線感測裝置，每一該輸電線感測裝置係包括有如請求項5所述之感測裝置電路，且設置於兩電塔間之一輸電線上，每一該輸電線感測裝置產生有複數個參數資料與複數個影像訊號；複數個閘道器，每一該閘道器係個別接收該複數個輸電線感測裝置中之一部分輸電線感測裝置所傳送之無線訊號；一遠端監控中心，係與該複數個閘道器間進行無線通訊，以複數個無線訊號傳輸於該複數個閘道器與該遠端監控中心之間； 一資料庫，係設置於該遠端監控中心內，用以儲存該些輸電線感測裝置所感測之複數個參數資料與複數個影像訊號，且記錄各該輸電線感測裝置所感測輸電線之即時現況。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108490245A (zh) * 2018-04-11 2018-09-04 国网河南省电力公司检修公司 一种基于无人机搭载的输电线路验电装置
CN108519507A (zh) * 2018-04-11 2018-09-11 国网河南省电力公司检修公司 一种基于双频双路无线触发输电线路验电装置
CN109142982B (zh) * 2018-09-28 2020-11-06 山东弘图电力科技有限公司 一种线路标准化设计的线缆测试装置
CN109283572A (zh) * 2018-10-10 2019-01-29 苏州合衡动电子科技有限公司 一种远程水平振动监控装置
CN109541411A (zh) * 2018-12-05 2019-03-29 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 架空输电线路隐患放电监测预警系统
CN109659859A (zh) * 2019-01-28 2019-04-19 广东科凯达智能机器人有限公司 输电线路智能巡检系统
CN110022000A (zh) * 2019-05-22 2019-07-16 上海拜安实业有限公司 变电站中实现多参量融合智能感知功能的终端装置
CN114651182A (zh) * 2019-09-05 2022-06-21 阿克拉技术公司 用于感测一条或多条电力线的系统和方法
DE102020212901B4 (de) * 2019-10-14 2023-03-23 Lg Electronics Inc. Drahtloser leistungssensor
KR102480555B1 (ko) * 2019-12-05 2022-12-26 한국철도기술연구원 철도 전력선 상태를 모니터링하는 무선 모니터링 센서 장치
CN113920438B (zh) * 2021-12-14 2022-03-04 武汉大学 联合ICESat-2和吉林一号影像的输电线附近树木隐患排查方法
CN114280424B (zh) * 2021-12-30 2024-07-23 山西恒运售电有限公司 一种电力抢修用断电定位系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW540203B (en) * 2000-07-10 2003-07-01 Powerdsine Ltd Improved structured cabling system
TW201042880A (en) * 2009-02-10 2010-12-01 Qualcomm Inc Wireless power transfer for furnishings and building elements
TW201347349A (zh) * 2012-03-21 2013-11-16 Mojo Mobility Inc 用於無線電力傳輸之系統及方法
TW201509051A (zh) * 2013-08-28 2015-03-01 Univ Nat Taiwan 感測裝置及應用該感測裝置之輸電線路監測系統
US20150061578A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Qualcomm Incorporated System and method for alignment and compatibility detection for a wireless power transfer system

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2474988A (en) * 1943-08-30 1949-07-05 Sargrove John Adolph Method of manufacturing electrical network circuits
US4268818A (en) * 1978-03-20 1981-05-19 Murray W. Davis Real-time parameter sensor-transmitter
US4258348A (en) * 1979-11-13 1981-03-24 Stb Transformer Company Current measuring transformer
US4709339A (en) * 1983-04-13 1987-11-24 Fernandes Roosevelt A Electrical power line parameter measurement apparatus and systems, including compact, line-mounted modules
US4689752A (en) * 1983-04-13 1987-08-25 Niagara Mohawk Power Corporation System and apparatus for monitoring and control of a bulk electric power delivery system
US4855671A (en) * 1983-04-13 1989-08-08 Fernandes Roosevelt A Electrical power line and substation monitoring apparatus
US4601765A (en) * 1983-05-05 1986-07-22 General Electric Company Powdered iron core magnetic devices
US4801937A (en) * 1986-06-16 1989-01-31 Fernandes Roosevelt A Line mounted apparatus for remote measurement of power system or environmental parameters beyond line-of-site distanc
US4847780A (en) * 1987-08-21 1989-07-11 Tennessee Valley Public Power Association Current measuring apparatus
DE4400418A1 (de) * 1993-01-14 1994-08-04 Schlumberger Ind Inc Luftgekoppelter Stromtransformator
US5502374A (en) * 1994-09-02 1996-03-26 Veris Industries, Inc. Current sensors
US7034645B2 (en) * 1999-03-16 2006-04-25 Vishay Dale Electronics, Inc. Inductor coil and method for making same
US5793272A (en) * 1996-08-23 1998-08-11 International Business Machines Corporation Integrated circuit toroidal inductor
CA2432671C (en) * 2003-06-17 2008-11-04 Kinectrics Inc. Coreless current sensor
US7795877B2 (en) * 2006-11-02 2010-09-14 Current Technologies, Llc Power line communication and power distribution parameter measurement system and method
US8193803B2 (en) * 2009-03-23 2012-06-05 Consolidated Edison Company Of New York, Inc. Current measuring device
EP2603804A1 (en) * 2010-08-10 2013-06-19 Cooper Technologies Company Apparatus for mounting an overhead monitoring device
US9146259B2 (en) * 2011-04-19 2015-09-29 Schneider Electric It Corporation Smart current transformers
US8666685B2 (en) * 2011-04-19 2014-03-04 Schneider Electronic IT Corporation System of intelligent sensors in an electrical panelboard
GB201110825D0 (en) * 2011-06-27 2011-08-10 Sentec Ltd Sensors
TWI479766B (zh) * 2011-08-04 2015-04-01 Fu Da Tong Technology Co Ltd Electronic charging structure of electronic device
US9198500B2 (en) * 2012-12-21 2015-12-01 Murray W. Davis Portable self powered line mountable electric power line and environment parameter monitoring transmitting and receiving system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW540203B (en) * 2000-07-10 2003-07-01 Powerdsine Ltd Improved structured cabling system
TW201042880A (en) * 2009-02-10 2010-12-01 Qualcomm Inc Wireless power transfer for furnishings and building elements
TW201347349A (zh) * 2012-03-21 2013-11-16 Mojo Mobility Inc 用於無線電力傳輸之系統及方法
TW201509051A (zh) * 2013-08-28 2015-03-01 Univ Nat Taiwan 感測裝置及應用該感測裝置之輸電線路監測系統
US20150061578A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Qualcomm Incorporated System and method for alignment and compatibility detection for a wireless power transfer system

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US20170285091A1 (en) 2017-10-05
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