一種超高壓輸電線路的監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超高壓輸電線路的監(jiān)測(cè)裝置，該監(jiān)測(cè)裝置主要包括絕緣子泄漏電流檢測(cè)單元、環(huán)境監(jiān)測(cè)單元、雷擊監(jiān)測(cè)單元以及覆冰參數(shù)檢測(cè)單元以及電源單元。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的獲取各段線路的當(dāng)前情況，通過無線通信與遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行信息的交互，使控制中心人員能夠及時(shí)了解情況，并采用了常規(guī)與應(yīng)急供電兩種供電方式，使得能夠在發(fā)生事故時(shí)，仍然能夠給出故障點(diǎn)與故障問題，能夠及時(shí)尋找到故障點(diǎn)，同時(shí)本發(fā)明的電源裝置也能夠抵抗一定的過壓與雷擊。
【專利說明】一種超高壓輸電線路的監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超高壓供配電領(lǐng)域，具體的說是一種超高壓輸電線路的監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路途經(jīng)各種各樣不同地域、不同污染、不同冷暖氣流影響的環(huán)境，不停地受到它們的影響或侵害。許多電氣參數(shù)受到的影響、多種運(yùn)行性能受潛移默化的影響，靠人工巡視觀察是發(fā)現(xiàn)不了的，且架空線路較高，很多問題無法發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題后，事故點(diǎn)也很難確定，因此需要一種系統(tǒng)且全面的監(jiān)測(cè)裝置來監(jiān)測(cè)超高壓輸電的情況，以便管理人員能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并解決問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種超高壓輸電線路的監(jiān)測(cè)裝置，該監(jiān)測(cè)裝置主要包括絕緣子泄漏電流檢測(cè)單元、環(huán)境監(jiān)測(cè)單元、雷擊監(jiān)測(cè)單元以及覆冰參數(shù)檢測(cè)單元以及電源單元。
[0004]為了能夠真實(shí)準(zhǔn)確的獲取線絕緣子泄漏電流信號(hào)，電流傳感器的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，對(duì)于泄漏電流傳感器，要求其具有較高的精確度，有良好的抗電磁干擾能力和長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性和線性度。由于超高壓輸電線路污穢絕緣子泄漏電流變化范圍很大(幾微安-幾百安)，因此，還要求傳感器有較大的動(dòng)態(tài)范圍。同時(shí)由于絕緣子局部放電脈沖信號(hào)包含的頻譜很寬，因此要求傳感器具有較寬的頻帶，良好的瞬態(tài)響應(yīng)和線性度，因此選用超微晶合金作為電流傳感器的鐵芯材料。
[0005]由于超高壓輸電線路一般分布野外，其工作穩(wěn)定性受周圍氣候環(huán)境的影響較大，及時(shí)了解線路周圍環(huán)境氣候信息，對(duì)線路的維護(hù)和檢修有著重要意義；氣象檢測(cè)包括溫度、濕度、風(fēng)力、風(fēng)速，傳統(tǒng)的氣象檢測(cè)不能實(shí)時(shí)反映線路的氣象信息，并且無法確定每段線路的具體氣象狀況，無法準(zhǔn)確地完成對(duì)災(zāi)難天氣預(yù)警以及小氣候環(huán)境對(duì)線路的影響，無法完成線路的主動(dòng)維護(hù)，增大了安全隱患。
[0006]通常架空線路具有高于普通建筑的高度，且雷電和閃絡(luò)具有不可預(yù)知性、不確定性，當(dāng)線路遭到雷擊或發(fā)生閃絡(luò)會(huì)造成供電線路故障甚至供電中斷，傳統(tǒng)方式要快速、準(zhǔn)確地查找，判定并清除故障，采用的輸電線路故障測(cè)距方法主要有三類:故障錄波分析法、阻抗法和行波法，三種方法的誤差較大，均在10千米以上，往往需要花費(fèi)大量人力、物力；現(xiàn)在輸電線路雖然加強(qiáng)了防雷保護(hù)，但其依然不能完全避免雷擊輸電線路導(dǎo)致供電中斷，即使未導(dǎo)致供電中斷，當(dāng)雷擊在架空地線上時(shí)，架空地線也可能受到重大傷害，一旦工人在巡檢過程不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。
[0007]輸電線路覆冰參數(shù)檢測(cè)，冰雪作為一種特殊的氣象條件，曾給世界各地許多架空線路的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響；覆冰引起的導(dǎo)線舞動(dòng)還可能導(dǎo)致相間閃絡(luò)、金具損壞、跳閘停電、倒桿(塔)、導(dǎo)線折斷等嚴(yán)重事故；我國很多地區(qū)都具備發(fā)生導(dǎo)線舞動(dòng)的條件，并發(fā)生過多次舞動(dòng)事故，對(duì)輸電線路的安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
[0008]具體來說，絕緣子泄漏電流檢測(cè)單元采用電流傳感器進(jìn)行檢測(cè)，將電流傳感器檢測(cè)到的參數(shù)送入控制器中進(jìn)行處理，超過限值則發(fā)送報(bào)警信號(hào)。
[0009]雷擊監(jiān)測(cè)單元包括羅氏線圈電流傳感器、信號(hào)放大和處理部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器和數(shù)據(jù)接口。雷擊監(jiān)測(cè)單元通過傳感器檢測(cè)流經(jīng)線路電流的大小，如電流超過設(shè)定的電流上限，立即發(fā)出報(bào)警信息，控制器通過信號(hào)處理得到檢測(cè)電流大小和方向，判斷雷擊和閃絡(luò)的類型，向中心控制器輸出檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息。
[0010]環(huán)境檢測(cè)單元包括風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、信號(hào)放大和處理部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器和數(shù)據(jù)接口。其中，環(huán)境檢測(cè)單元中通過四個(gè)傳感器采集環(huán)境的氣象參數(shù)，并將參數(shù)送到控制器中處理，然后通過數(shù)據(jù)接口向上位機(jī)輸出氣象參數(shù)數(shù)據(jù)，如果采集數(shù)據(jù)超過設(shè)定限制參數(shù)，立即向上位機(jī)報(bào)警，否則繼續(xù)監(jiān)控。
[0011]其中，具有風(fēng)力檢測(cè)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括風(fēng)葉、風(fēng)標(biāo)、發(fā)電機(jī)、風(fēng)力檢測(cè)單元和電量采集單元，其中風(fēng)力檢測(cè)單元由角度傳感器、電流傳感器、信號(hào)放大和處理部分、信號(hào)輸出部分組成，電量采集部分由整流、濾波、變壓、直流調(diào)制、蓄電池組成；角度傳感器通過檢測(cè)風(fēng)標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度從而檢測(cè)風(fēng)力的方向；電流傳感器是檢測(cè)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)所發(fā)電量的大小，從而間接計(jì)算出風(fēng)速的大小；采集部分是發(fā)電機(jī)電量采集部分，將產(chǎn)生的電量經(jīng)過整理存儲(chǔ)在蓄電池中，供整個(gè)系統(tǒng)供電。
[0012]其中，輸電線路覆冰參數(shù)檢測(cè)單元包括傾角傳感器、拉力傳感器、信號(hào)放大和處理部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器和數(shù)據(jù)接口 ；其中傾角傳感器是安裝在輸電線路絕緣子上測(cè)絕緣子串與垂直方向的夾角的，拉力傳感器是測(cè)量絕緣子串作用在輸電塔上拉力大小。輸電線路覆冰參數(shù)檢測(cè)單元經(jīng)過采樣時(shí)間η秒采集一次傾角和拉力數(shù)據(jù)，η為大于等于I的整數(shù)，并將采集的數(shù)據(jù)處理后通過數(shù)據(jù)接口傳給上位機(jī)，上位機(jī)再通過無線收發(fā)單元將數(shù)據(jù)傳給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心控制器將采集的拉力和傾角數(shù)據(jù)結(jié)合桿塔的氣象參數(shù)，綜合分析計(jì)算得出桿塔的覆冰重量和厚度，如果覆冰的重量或厚度超限立即報(bào)警。
[0013]電源模塊由兩部分提供電力，一個(gè)為自供電電路，另一個(gè)為由風(fēng)力發(fā)電機(jī)存儲(chǔ)在蓄電池的電力，其中自供電電路為正常使用的電源，當(dāng)線路檢修或故障時(shí)，采用存儲(chǔ)在蓄電池中的電力進(jìn)行應(yīng)急輸出。
[0014]自供電電路由電流互感器感應(yīng)出的交流電壓先經(jīng)過全橋整流轉(zhuǎn)換，得到具有一定變化范圍的直流電壓，再經(jīng)過電源變換電路將其轉(zhuǎn)變成一個(gè)穩(wěn)定的5V直流電壓，供高壓監(jiān)測(cè)設(shè)備使用，而為了防止突增的母線電流和由于開關(guān)切換和自然界雷擊所引起的高能量瞬變干擾，設(shè)置了泄放電路和瞬態(tài)抑制二極管TVS，當(dāng)整流電壓超過一定大小以后，控制雙向可控硅導(dǎo)通泄流，并加入LC濾波電路進(jìn)行濾波。
[0015]電池存儲(chǔ)電路輸入端通過濾波、整流、電壓變換電路連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)，輸出端通過帶有常閉觸點(diǎn)的繼電器連接監(jiān)控電路，繼電器的線圈接在自供電電路中，當(dāng)自供電電路有電時(shí)，常閉觸點(diǎn)打開，電池不輸出，當(dāng)自供電電路斷電時(shí)，常閉觸點(diǎn)閉合，由電池進(jìn)行應(yīng)急供電。
[0016]采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的獲取各段線路的當(dāng)前情況，通過無線通信與遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行信息的交互，使控制中心人員能夠及時(shí)了解情況，并采用了常規(guī)與應(yīng)急供電兩種供電方式，使得能夠在發(fā)生事故時(shí)，仍然能夠給出故障點(diǎn)與故障問題，能夠及時(shí)尋找到故障點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的監(jiān)測(cè)裝置的組成部分。
[0018]圖2是本發(fā)明的電源模塊的構(gòu)造。

【具體實(shí)施方式】
[0019]絕緣子泄漏電流檢測(cè)單元采用電流傳感器進(jìn)行檢測(cè)，將電流傳感器檢測(cè)到的參數(shù)送入控制器中進(jìn)行處理，超過限值則發(fā)送報(bào)警信號(hào)。
[0020]雷擊監(jiān)測(cè)單元包括羅氏線圈電流傳感器、信號(hào)放大和處理部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器和數(shù)據(jù)接口。雷擊監(jiān)測(cè)單元通過傳感器檢測(cè)流經(jīng)線路電流的大小，如電流超過設(shè)定的電流上限，立即發(fā)出報(bào)警信息，控制器通過信號(hào)處理得到檢測(cè)電流大小和方向，判斷雷擊和閃絡(luò)的類型，向中心控制器輸出檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息。
[0021]環(huán)境檢測(cè)單元包括風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、信號(hào)放大和處理部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器和數(shù)據(jù)接口。其中，環(huán)境檢測(cè)單元中通過四個(gè)傳感器采集環(huán)境的氣象參數(shù)，并將參數(shù)送到控制器中處理，然后通過數(shù)據(jù)接口向上位機(jī)輸出氣象參數(shù)數(shù)據(jù)，如果采集數(shù)據(jù)超過設(shè)定限制參數(shù)，立即向上位機(jī)報(bào)警，否則繼續(xù)監(jiān)控。
[0022]其中，具有風(fēng)力檢測(cè)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括風(fēng)葉、風(fēng)標(biāo)、發(fā)電機(jī)、風(fēng)力檢測(cè)單元和電量采集單元，其中風(fēng)力檢測(cè)單元由角度傳感器、電流傳感器、信號(hào)放大和處理部分、信號(hào)輸出部分組成，電量采集部分由整流、濾波、變壓、直流調(diào)制、蓄電池組成；角度傳感器通過檢測(cè)風(fēng)標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度從而檢測(cè)風(fēng)力的方向；電流傳感器是檢測(cè)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)所發(fā)電量的大小，從而間接計(jì)算出風(fēng)速的大?。徊杉糠质前l(fā)電機(jī)電量采集部分，將產(chǎn)生的電量經(jīng)過整理存儲(chǔ)在蓄電池中，供整個(gè)系統(tǒng)供電。
[0023]其中，輸電線路覆冰參數(shù)檢測(cè)單元包括傾角傳感器、拉力傳感器、信號(hào)放大和處理部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器和數(shù)據(jù)接口 ；其中傾角傳感器是安裝在輸電線路絕緣子上測(cè)絕緣子串與垂直方向的夾角的，拉力傳感器是測(cè)量絕緣子串作用在輸電塔上拉力大小。輸電線路覆冰參數(shù)檢測(cè)單元經(jīng)過采樣時(shí)間η秒采集一次傾角和拉力數(shù)據(jù)，η為大于等于I的整數(shù)，并將采集的數(shù)據(jù)處理后通過數(shù)據(jù)接口傳給上位機(jī)，上位機(jī)再通過無線收發(fā)單元將數(shù)據(jù)傳給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心控制器將采集的拉力和傾角數(shù)據(jù)結(jié)合桿塔的氣象參數(shù)，綜合分析計(jì)算得出桿塔的覆冰重量和厚度，如果覆冰的重量或厚度超限立即報(bào)警。
[0024]電源模塊由兩部分提供電力，一個(gè)為自供電電路，另一個(gè)為由風(fēng)力發(fā)電機(jī)存儲(chǔ)在蓄電池的電力，其中自供電電路為正常使用的電源，當(dāng)線路檢修或故障時(shí)，采用存儲(chǔ)在蓄電池中的電力進(jìn)行應(yīng)急輸出。
[0025]自供電電路由電流互感器感應(yīng)出的交流電壓先經(jīng)過全橋整流轉(zhuǎn)換，得到具有一定變化范圍的直流電壓，再經(jīng)過電源變換電路將其轉(zhuǎn)變成一個(gè)穩(wěn)定的5V直流電壓，供高壓監(jiān)測(cè)設(shè)備使用，而為了防止突增的母線電流和由于開關(guān)切換和自然界雷擊所引起的高能量瞬變干擾，設(shè)置了泄放電路和瞬態(tài)抑制二極管TVS，當(dāng)整流電壓超過一定大小以后，控制雙向可控硅導(dǎo)通泄流，并加入LC濾波電路進(jìn)行濾波。
[0026]電池存儲(chǔ)電路輸入端通過濾波、整流、電壓變換電路連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)，輸出端通過帶有常閉觸點(diǎn)的繼電器連接監(jiān)控電路，繼電器的線圈接在自供電電路中，當(dāng)自供電電路有電時(shí)，常閉觸點(diǎn)打開，電池不輸出，當(dāng)自供電電路斷電時(shí)，常閉觸點(diǎn)閉合，由電池進(jìn)行應(yīng)急供電。
[0027]采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的獲取各段線路的當(dāng)前情況，通過無線通信與遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行信息的交互，使控制中心人員能夠及時(shí)了解情況，并采用了常規(guī)與應(yīng)急供電兩種供電方式，使得能夠在發(fā)生事故時(shí)，仍然能夠給出故障點(diǎn)與故障問題，能夠及時(shí)尋找到故障點(diǎn)，同時(shí)本發(fā)明的電源裝置也能夠抵抗一定的過壓與雷擊。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超高壓輸電線路的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:該監(jiān)測(cè)裝置主要包括絕緣子泄漏電流檢測(cè)單元、環(huán)境監(jiān)測(cè)單元、雷擊監(jiān)測(cè)單元、覆冰參數(shù)檢測(cè)單元以及電源單元。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述絕緣子泄漏電流檢測(cè)單元采用泄漏電流傳感器進(jìn)行檢測(cè)，將電流傳感器檢測(cè)到的參數(shù)送入控制器中進(jìn)行處理，超過限值則發(fā)送報(bào)警信號(hào)；所述雷擊監(jiān)測(cè)單元包括羅氏線圈電流傳感器、信號(hào)放大和處理部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器和數(shù)據(jù)接口 ；所述雷擊監(jiān)測(cè)單元通過羅氏線圈電流傳感器檢測(cè)流經(jīng)線路電流的大小，如電流超過設(shè)定的電流上限，立即發(fā)出報(bào)警信息，控制器通過信號(hào)處理得到檢測(cè)的電流大小和方向，判斷雷擊和閃絡(luò)的類型，向中心控制器輸出檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息；所述環(huán)境監(jiān)測(cè)單元包括風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、信號(hào)放大和處理部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器和數(shù)據(jù)接口，其中，環(huán)境監(jiān)測(cè)單元中通過四個(gè)傳感器采集環(huán)境的氣象參數(shù)，并將參數(shù)送到控制器中處理，然后通過數(shù)據(jù)接口向上位機(jī)輸出氣象參數(shù)數(shù)據(jù)，如果采集數(shù)據(jù)超過設(shè)定限制參數(shù)，立即向上位機(jī)報(bào)警，否則繼續(xù)監(jiān)控；其中，具有風(fēng)力檢測(cè)功能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括風(fēng)葉、風(fēng)標(biāo)、發(fā)電機(jī)、風(fēng)力檢測(cè)單元和電量采集單元，其中風(fēng)力檢測(cè)單元由角度傳感器、電流傳感器、信號(hào)放大和處理部分、信號(hào)輸出部分組成，電量采集部分由整流、濾波、變壓、直流調(diào)制、蓄電池組成；角度傳感器通過檢測(cè)風(fēng)標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度從而檢測(cè)風(fēng)力的方向；電流傳感器是檢測(cè)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)所發(fā)電量的大小，從而間接計(jì)算出風(fēng)速的大小；采集部分是發(fā)電機(jī)電量采集部分，將產(chǎn)生的電量經(jīng)過整理存儲(chǔ)在蓄電池中，供整個(gè)系統(tǒng)供電；覆冰參數(shù)檢測(cè)單元包括傾角傳感器、拉力傳感器、信號(hào)放大和處理部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器和數(shù)據(jù)接口 ；其中傾角傳感器是安裝在輸電線路絕緣子上測(cè)絕緣子串與垂直方向的夾角的，拉力傳感器是測(cè)量絕緣子串作用在輸電塔上拉力大小，輸電線路覆冰參數(shù)檢測(cè)單元經(jīng)過采樣時(shí)間η秒采集一次傾角和拉力數(shù)據(jù)，η為大于等于I的整數(shù)，并將采集的數(shù)據(jù)處理后通過數(shù)據(jù)接口傳給上位機(jī)，上位機(jī)再通過無線收發(fā)單元將數(shù)據(jù)傳給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心控制器將采集的拉力和傾角數(shù)據(jù)結(jié)合桿塔的氣象參數(shù)，綜合分析計(jì)算得出桿塔的覆冰重量和厚度，如果覆冰的重量或厚度超限立即報(bào)警。
3.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述電源單元由自供電電路與電池儲(chǔ)能電路構(gòu)成，自供電電路由取電電流互感器感應(yīng)出的交流電壓先經(jīng)過全橋整流轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過電源變換電路將其轉(zhuǎn)變成一個(gè)穩(wěn)定的5V直流電壓，設(shè)置了泄放電路和瞬態(tài)抑制二極管TVS，當(dāng)整流電壓超過閾值以后，控制雙向可控硅導(dǎo)通泄流，并加入LC濾波電路進(jìn)行濾波，電池存儲(chǔ)電路輸入端通過濾波、整流、電壓變換電路連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)，輸出端通過帶有常閉觸點(diǎn)的繼電器連接監(jiān)控電路，繼電器的線圈接在自供電電路中，當(dāng)自供電電路有電時(shí)，常閉觸點(diǎn)打開，電池不輸出，當(dāng)自供電電路斷電時(shí)，常閉觸點(diǎn)閉合，由電池進(jìn)行應(yīng)急供電。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK104266683SQ201410560368
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月18日
【發(fā)明者】王超, 齊國利, 蘇征, 曲曉, 華春明 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南省電力公司檢修公司