輸電線路導線應力與弧垂監測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型輸電線路導線應力與弧垂監測裝置，屬于輸電線路導線應力與弧垂監測裝置【技術領域】；所要解決的技術問題是：提供一種能夠精確測量輸電線路導線應力與弧垂的監測裝置；采用的技術方案是：輸電線路導線應力與弧垂監測裝置，包括：光纖拉力傳感器、超聲波發生器、第一超聲波接收器、第二超聲波接收器、傾角傳感器、溫度傳感器、風速傳感器、監測控制器、輸電線路基站服務器和監控中心計算機；本實用新型適用于電力部門。
【專利說明】輸電線路導線應力與弧垂監測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型輸電線路導線應力與弧垂監測裝置，屬于輸電線路導線應力與弧垂監測裝置【技術領域】。
【背景技術】
[0002]架空輸電線路設計、施工、運行中所要面對的主要問題就是對輸電導線應力與弧垂的監測問題，導線和避雷線長度的微小變化，會引起導線和避雷線相應弧垂和應力的較大變化，外界環境如溫度、外部荷載(結冰、風刮等)的變化，均能引起導線和避雷線伸長或縮短；這些條件導致導線伸長或縮短的長度與導線的實際長度相比微乎其微，但是它所引起的導線弧垂和應力的變化卻相當明顯，這在施工緊線調整弧垂時能明顯地反映出來，所以監視和測量導線的應力與弧垂很有意義。
[0003]目前測應力所采用的方法主要為在導線上貼裝應變片，而應變片易受高壓輸電線所產生的強磁場的干擾，此種方法測量的精度不高，其他方法有使用溫度傾角傳感器，配合圖像識別技術測量，但此方法測量數據為瞬時值，存在測量精度不高，與真實值相差較大，以及不能從整體上反映所測架空線所在線路的運行狀況，此外其測量成本也過于昂貴。
實用新型內容
[0004]本實用新型克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題是:提供一種能夠精確測量輸電線路導線應力與弧垂的監測裝置。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:輸電線路導線應力與弧垂監測裝置，包括:光纖拉力傳感器、超聲波發生器、第一超聲波接收器、第二超聲波接收器、傾角傳感器、溫度傳感器、風速傳感器、監測控制器、輸電線路基站服務器和監控中心計算機；
[0006]所述光纖拉力傳感器和超聲波發生器安裝在輸電線路導線上，所述超聲波發生器為可移動式超聲波發生器；所述第一超聲波接收器和第二超聲波接收器分別安裝在輸電線路導線兩端的桿塔上；所述傾角傳感器、溫度傳感器、風速傳感器和監測控制器一起安裝在輸電線路導線的桿塔上；
[0007]所述光纖拉力傳感器、超聲波發生器、第一超聲波接收器和第二超聲波接收器均通過無線網絡與監測控制器相連進行通訊，所述傾角傳感器、溫度傳感器和風速傳感器均與監測控制器相連；所述監測控制器還連接有第一無線傳輸模塊和電源，所述輸電線路基站服務器連接有第二無線傳輸模塊，上述第一無線傳輸模塊通過無線通訊方式與第二無線傳輸模塊相連；所述輸電線路基站服務器與安裝在電力監控中心的監控中心計算機相連。
[0008]所述輸電線路導線應力與弧垂監測裝置還包括有監測攝像頭，所述監測攝像頭安裝在輸電線路導線的桿塔上與監測控制器相連。
[0009]所述輸電線路基站服務器和監控中心計算機分別連接有第一 GPRS通訊模塊和第
二GPRS通訊模塊，輸電線路基站服務器和監控中心計算機通過GPRS無線通訊網絡相連。[0010]本實用新型與現有技術相比具有的有益效果是:
[0011]一、本實用新型通過光纖拉力傳感器和超聲波收發裝置，依靠計算機通過兩種不同的方式，從整體上精確反應輸電線路導線的應力與弧垂，實現輸電線路導線的應力與弧垂的精確監控；
[0012]二、本實用新型利用光纖拉力傳感器監測輸電線路導線應力可以減小電磁干擾，測量的輸電線路導線的應力數據精確；利用超聲波收發裝置，通過測得多組數據計算其算術平均數可得到一個更加精確，更加接近真實值的導線弧垂數值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明:
[0014]圖1是本實用新型的電路結構示意圖；
[0015]圖中:1為光纖拉力傳感器、2為超聲波發生器、3為第一超聲波接收器、4為第二超聲波接收器、5為傾角傳感器、6為溫度傳感器、7為風速傳感器、8為監測控制器、9為輸電線路基站服務器、10為監控中心計算機、11為第一無線傳輸模塊、12為電源、13為第二無線傳輸模塊、14為第一 GPRS通訊模塊、15為第二 GPRS通訊模塊。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本實用新型輸電線路導線應力與弧垂監測裝置，包括:光纖拉力傳感器1、超聲波發生器2、第一超聲波接收器3、第二超聲波接收器4、傾角傳感器5、溫度傳感器
6、風速傳感器7、監測控制器8、輸電線路基站服務器9和監控中心計算機10。
[0017]所述光纖拉力傳感器I和超聲波發生器2安裝在輸電線路導線上，光纖拉力傳感器I可以安裝在輸電線路導線的桿塔導線懸掛點處，測量懸掛點處輸電線路導線的拉力；所述超聲波發生器2為可移動式超聲波發生器，超聲波發生器2可以依靠重力移動到輸電線路導線的最低點，即弧垂最大的點；所述第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4分別安裝在輸電線路導線兩端的桿塔上，第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4可以接收超聲波發生器2發出的聲納信號；所述傾角傳感器5、溫度傳感器6、風速傳感器7和監測控制器8 —起安裝在輸電線路導線的桿塔上，傾角傳感器5也可以安裝在輸電線路導線的桿塔導線懸掛點處，測量懸掛點處輸電線路導線的傾角。
[0018]所述光纖拉力傳感器1、超聲波發生器2、第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4均通過無線網絡與監測控制器8相連進行通訊，所述傾角傳感器5、溫度傳感器6和風速傳感器7均與監測控制器8相連，所述監測控制器8還連接有第一無線傳輸模塊11和電源12，所述電源12可以采用鋰電池也可以采用線上取點裝置，供整個裝置供電；所述輸電線路導線應力與弧垂監測裝置還包括有監測攝像頭，所述監測攝像頭安裝在輸電線路導線的桿塔上與監測控制器8相連，通過監測攝像頭可以觀察輸電線路導線的覆冰情況；上述測量裝置均將各自檢測的數據發送至監測控制器8。
[0019]所述輸電線路基站服務器9連接有第二無線傳輸模塊13，上述第一無線傳輸模塊11通過無線通訊方式與第二無線傳輸模塊13相連；所述輸電線路基站服務器9與安裝在電力監控中心的監控中心計算機10通過有線或者無線方式相連；所述輸電線路基站服務器9和監控中心計算機10可以通過光纖相連，所述輸電線路基站服務器9和監控中心計算機10也可以分別連接有第一 GPRS通訊模塊14和第二 GPRS通訊模塊15，輸電線路基站服務器9和監控中心計算機10通過GPRS無線通訊網絡相連；所述監測控制器8將采集的信息發送至監控中心計算機10，監控中心計算機10通過預先設定的計算方法，計算輸電線路導線的應力與弧垂。
[0020]本實用新型可以通過輸電線路導線應力與弧垂監測方法計算輸電線路導線的應力與弧垂，所述方法包括以下步驟:
[0021]步驟一:在輸電線路導線上安裝光纖拉力傳感器1，通過光纖拉力傳感器I測得輸電線路導線的拉力&;
[0022]步驟二:通過步驟一中測得的輸電線路導線的拉力&計算輸電線路導線的應力&，并通過輸電線路導線的應力％計算輸電線路導線的弧垂厶；
[0023]步驟三:在輸電線路導線上安裝可移動式超聲波發生器2，在輸電線路導線兩端的桿塔上分別安裝第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4，測得第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4接收超聲波發生器2聲納信號的接收時間^和乃，并通過接收時間％和I計算出各自與超聲波發生器2的距離!^和!^ ;輸電線路導線兩端的桿塔上還安裝有傾角傳感器5，通過傾角傳感器5測得輸電線路導線的方位角& ；
[0024]步驟四:通過雙基地超聲波定位法依靠步驟三中測得的第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4接收超聲波發生器2的接收時間S和各自與超聲波發生器2的距離h、r2還有傾角傳感器5測得的方位角4計算輸電線路導線的弧垂/s ,并通過輸電線路導線的弧垂/s計算輸電線路導線的應力O5 ;
[0025]步驟五:通過步驟二中得出的應力值％和步驟四中得出的應力值％，計算二者的算術平均數應力值0c ；
[0026]步驟六:通過步驟二中得出的弧垂值厶和步驟三中得出的弧垂值/s ,計算二者的算術平均數弧垂值fc ;
[0027]步驟七:重復上述步驟一至步驟五，得出多組應力值％和弧垂值fc, 一般選擇20
組到30組數據，通過應力值Oc利用最小二乘法得出應力擬合曲線，通過弧垂值fc利用最小二乘法得出弧垂擬合曲線。
[0028]所述步驟二中通過輸電線路導線的拉力‘計算輸電線路導線的應力4的計算公式為:
[0029]
CJ,=—
Λ S
[0030]其中:s為輸電線路導線的橫截面積。
[0031]所述步驟二中通過輸電線路導線的應力O4計算輸電線路導線的弧垂厶的計算公式為:[0032]
【權利要求】
1.輸電線路導線應力與弧垂監測裝置，其特征在于:包括:光纖拉力傳感器(I)、超聲波發生器(2)、第一超聲波接收器(3)、第二超聲波接收器(4)、傾角傳感器(5)、溫度傳感器(6)、風速傳感器(7)、監測控制器(8)、輸電線路基站服務器(9)和監控中心計算機(10)； 所述光纖拉力傳感器(I)和超聲波發生器(2)安裝在輸電線路導線上，所述超聲波發生器(2)為可移動式超聲波發生器；所述第一超聲波接收器(3)和第二超聲波接收器(4)分別安裝在輸電線路導線兩端的桿塔上；所述傾角傳感器(5)、溫度傳感器(6)、風速傳感器(7 )和監測控制器(8 ) 一起安裝在輸電線路導線的桿塔上； 所述光纖拉力傳感器(I)、超聲波發生器(2)、第一超聲波接收器(3)和第二超聲波接收器(4)均通過無線網絡與監測控制器(8)相連進行通訊，所述傾角傳感器(5)、溫度傳感器(6 )和風速傳感器(7 )均與監測控制器(8 )相連；所述監測控制器(8 )還連接有第一無線傳輸模塊(11)和電源(12)，所述輸電線路基站服務器(9)連接有第二無線傳輸模塊(13)，上述第一無線傳輸模塊(11)通過無線通訊方式與第二無線傳輸模塊(13)相連；所述輸電線路基站服務器(9)與安裝在電力監控中心的監控中心計算機(10)相連。
2.根據權利要求1所述的輸電線路導線應力與弧垂監測裝置，其特征在于:所述輸電線路導線應力與弧垂監測裝置還包括有監測攝像頭，所述監測攝像頭安裝在輸電線路導線的桿塔上與監測控制器(8)相連。
3.根據權利要求1或2所述的輸電線路導線應力與弧垂監測裝置，其特征在于:所述輸電線路基站服務器(9)和監控中心計算機(10)分別連接有第一 GPRS通訊模塊(14)和第二 GPRS通訊模塊(15)，輸電線路基站服務器(9)和監控中心計算機(10)通過GPRS無線通訊網絡相連。
【文檔編號】G01L1/24GK203376088SQ201320409116
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月10日 優先權日:2013年7月10日
【發明者】馬維青, 呂玉祥, 趙曉龍, 丁龍 申請人:國家電網公司, 山西省電力公司陽泉供電分公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
