本實(shí)用新型涉及輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于4G/GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)輸電線路覆冰裝置。

背景技術(shù)：

輸電線路覆冰將嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，同時(shí)易造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失；傳統(tǒng)的輸電線路覆冰監(jiān)測(cè)主要依靠巡視人員定期巡檢實(shí)現(xiàn)，這種監(jiān)測(cè)方法不僅效率低下，而且精確度低、成本高昂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于4G/GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)輸電線路覆冰裝置，以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

基于4G/GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)輸電線路覆冰裝置，包括太陽(yáng)能供電池、系統(tǒng)電源、單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、壓力傳感器、傾角傳感器、泄露電流傳感器、溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、雨量傳感器及上位機(jī)；其中，上位機(jī)與多臺(tái)地市局分監(jiān)控主機(jī)連接，地市局分監(jiān)控主機(jī)設(shè)置在電網(wǎng)地市局監(jiān)控中心，地市局分監(jiān)控主機(jī)通過(guò)4G/GSM網(wǎng)絡(luò)通信模塊與安裝在桿塔上的單片機(jī)連接，單片機(jī)上設(shè)置有液晶顯示屏，單片機(jī)內(nèi)設(shè)置有4G/GSM網(wǎng)絡(luò)通信模塊、數(shù)據(jù)閃速存儲(chǔ)器及時(shí)鐘芯片，且A/D轉(zhuǎn)換器、系統(tǒng)電源分別與單片機(jī)連接，壓力傳感器、傾角傳感器、泄露電流傳感器、溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器及雨量傳感器安裝在桿塔輸電線上，并分別與A/D轉(zhuǎn)換器連接，太陽(yáng)能供電池與系統(tǒng)電源連接，當(dāng)輸電線路停電時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能為系統(tǒng)電源供電。

在本實(shí)用新型中，A/D轉(zhuǎn)換器用于處理壓力傳感器、傾角傳感器、泄露電流傳感器、溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、雨量傳感器采集的信號(hào)，并傳輸至單片機(jī)。

在本實(shí)用新型中，因桿塔結(jié)構(gòu)和絕緣子類型的差異、現(xiàn)場(chǎng)安裝方便及傳感器安裝結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等因素，壓力傳感器為掛環(huán)式安裝。

在本實(shí)用新型中，風(fēng)速傳感器包括風(fēng)杯、光纖布拉格光柵、光纖、風(fēng)向標(biāo)、等強(qiáng)度懸臂梁、中心軸、底座、轉(zhuǎn)輪及轉(zhuǎn)速凸輪，其中，風(fēng)向標(biāo)兩端分別安裝有風(fēng)杯，轉(zhuǎn)輪安裝在風(fēng)向標(biāo)上，轉(zhuǎn)速凸輪安裝在中心軸上部，并與轉(zhuǎn)輪連接，等強(qiáng)度懸臂梁位于轉(zhuǎn)速凸輪一側(cè)，且底部通過(guò)緊固螺絲固定在底座上，光纖布拉格光柵黏貼在等強(qiáng)度懸臂梁表面，同時(shí)與光纖連接，中心軸底部安裝在底座上；風(fēng)場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)對(duì)風(fēng)杯產(chǎn)生扭矩，帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)速越大轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速越快，轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)速凸輪連接，轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)速凸輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速凸輪每旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)速凸輪的突出部分將撞擊等強(qiáng)度懸臂梁使其產(chǎn)生撓度變化進(jìn)而導(dǎo)致黏貼在等強(qiáng)度懸臂梁表面得光纖布拉格光柵中心波長(zhǎng)位移，波長(zhǎng)變化通過(guò)光纖傳出，根據(jù)轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比關(guān)系，便可得到風(fēng)場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)速。

在本實(shí)用新型中，單片機(jī)為P89C58單片機(jī)，由于高壓線路附近的電磁場(chǎng)環(huán)境惡劣，4G/GSM網(wǎng)絡(luò)通信模塊抗電磁能力強(qiáng)，支持全透明及幀格式數(shù)據(jù)傳輸；溫濕度傳感器采用SHT1x系列單片集成傳感器，不需外圍元件直接輸出經(jīng)過(guò)標(biāo)定了的相對(duì)濕度、溫度的數(shù)字信號(hào)，可有效解決傳統(tǒng)溫、濕度傳感器的不足。

在本實(shí)用新型中，太陽(yáng)能供電池包括太陽(yáng)能電池板、控制器及蓄電池，太陽(yáng)能電池板、蓄電池分別與控制器連接，控制器與系統(tǒng)電源連接；且太陽(yáng)能電池板為單晶硅太陽(yáng)能電池板。

有益效果：本實(shí)用新型在桿塔上分別安裝有用于監(jiān)測(cè)輸電線路拉力、泄露電流、溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)向及雨量等的傳感器，且通過(guò)4G/GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將采集的輸電線路信號(hào)傳輸至上位機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)覆冰輸電線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有效提高監(jiān)測(cè)效率，且精確度高，人工勞動(dòng)強(qiáng)度小。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中的傳感器安裝在桿塔示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的系統(tǒng)拓?fù)鋱D。

圖3為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中的壓力傳感器安裝示意圖。

圖4為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中的風(fēng)速傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中的單片機(jī)電路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

參見(jiàn)圖1～圖5的基于4G/GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)輸電線路覆冰裝置，包括太陽(yáng)能電池板、控制器、蓄電池、系統(tǒng)電源、單片機(jī)（MCU）、數(shù)據(jù)閃速存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換器、壓力傳感器、傾角傳感器、泄露電流傳感器、溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、雨量傳感器及上位機(jī)；其中，上位機(jī)與多臺(tái)地市局分監(jiān)控主機(jī)通過(guò)LAN傳輸連接，地市局分監(jiān)控主機(jī)設(shè)置在電網(wǎng)地市局監(jiān)控中心，地市局分監(jiān)控主機(jī)通過(guò)4G/GSM網(wǎng)絡(luò)通信模塊與安裝在桿塔上的單片機(jī)連接，單片機(jī)上設(shè)置有液晶顯示屏，單片機(jī)內(nèi)設(shè)置有4G/GSM網(wǎng)絡(luò)通信模塊、數(shù)據(jù)閃速存儲(chǔ)器及時(shí)鐘芯片，且A/D轉(zhuǎn)換器、系統(tǒng)電源分別與單片機(jī)連接，壓力傳感器、傾角傳感器、泄露電流傳感器、溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器及雨量傳感器安裝在桿塔輸電線上，并分別與A/D轉(zhuǎn)換器連接，太陽(yáng)能電池板、系統(tǒng)電源及蓄電池分別與控制器連接，通過(guò)太陽(yáng)能為系統(tǒng)電源供電。

在本實(shí)施例中，液晶顯示屏用于顯示4G/GSM手機(jī)卡號(hào)、桿塔號(hào)、區(qū)監(jiān)控分機(jī)時(shí)間、泄露電流、溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)向及雨量。

在本實(shí)施例中，根據(jù)覆冰地區(qū)氣候狀況選擇監(jiān)測(cè)參量，因此需對(duì)導(dǎo)線覆冰重力變化（力傳感器）、傾斜角度、風(fēng)偏角度、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、大氣壓力、雨量等參量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在本實(shí)施例中，A/D轉(zhuǎn)換器用于處理壓力傳感器、傾角傳感器、泄露電流傳感器、溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、雨量傳感器采集的信號(hào)，并傳輸至單片機(jī)。

在本實(shí)施例中，因桿塔結(jié)構(gòu)和絕緣子類型的差異、現(xiàn)場(chǎng)安裝方便及傳感器安裝結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等因素，采用一種掛環(huán)式結(jié)構(gòu)安裝，將壓力傳感器設(shè)計(jì)為非標(biāo)準(zhǔn)的絕緣子串結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，風(fēng)速傳感器包括風(fēng)杯、光纖布拉格光柵、光纖、風(fēng)向標(biāo)、等強(qiáng)度懸臂梁、中心軸、底座、轉(zhuǎn)輪及轉(zhuǎn)速凸輪，其中，風(fēng)向標(biāo)兩端分別安裝有風(fēng)杯，轉(zhuǎn)輪安裝在風(fēng)向標(biāo)上，轉(zhuǎn)速凸輪安裝在中心軸上部，并與轉(zhuǎn)輪連接，等強(qiáng)度懸臂梁位于轉(zhuǎn)速凸輪一側(cè)，且底部通過(guò)緊固螺絲固定在底座上，光纖布拉格光柵黏貼在等強(qiáng)度懸臂梁表面，同時(shí)與光纖連接，中心軸底部安裝在底座上；風(fēng)場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)對(duì)風(fēng)杯產(chǎn)生扭矩，帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)速越大轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速越快，轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)速凸輪連接，轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)速凸輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速凸輪每旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)速凸輪的突出部分將撞擊等強(qiáng)度懸臂梁使其產(chǎn)生撓度變化進(jìn)而導(dǎo)致黏貼在等強(qiáng)度懸臂梁表面得光纖布拉格光柵中心波長(zhǎng)位移，波長(zhǎng)變化通過(guò)光纖傳出，根據(jù)轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比關(guān)系，便可得到風(fēng)場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)速。

在本實(shí)施例中，單片機(jī)為P89C58單片機(jī)，由于高壓線路附近的電磁場(chǎng)環(huán)境惡劣，4G/GSM網(wǎng)絡(luò)通信模塊抗電磁能力強(qiáng)，支持全透明及幀格式數(shù)據(jù)傳輸；溫濕度傳感器采用SHT1x系列單片集成傳感器，不需外圍元件直接輸出經(jīng)過(guò)標(biāo)定了的相對(duì)濕度、溫度的數(shù)字信號(hào)，可有效解決傳統(tǒng)溫、濕度傳感器的不足，其與P89C58單片機(jī)的電路連接如圖5所示。

在本實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池板采用單晶硅太陽(yáng)能電池板，正常情況下采用導(dǎo)線取電供電方式，當(dāng)輸電線路停電時(shí)，采用蓄電池維持72小時(shí)的正常工作，系統(tǒng)電源滿足在無(wú)陽(yáng)光下工作30天；太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率大小與安裝正確與否有關(guān)，太陽(yáng)能電池板與水平方向有一傾角，該角度的大小與設(shè)備安裝所在地地理位置有關(guān)，即以太陽(yáng)能作為獨(dú)立供電系統(tǒng)時(shí)，為使太陽(yáng)能電池板在冬天接受較大陽(yáng)光，通常以維度加上10°-15°作為傾斜角，如深圳的維度為22°，則需傾斜32°-37°。