专利名称：输电线路舞动监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉 及输电线路的监测领域，尤其是涉及输电线路舞动监测系统。
背景技术：
覆盖在输电线路上的冰雪，在中等或较大的风力下，会导致输电线路较大幅度的 机械振动，这种低频、大振幅、风引起一根或多根输电线路的振动，称为舞动。形成舞动的条 件除覆冰因素外，还需有稳定的层流风对导线起激励作用，舞动的风速范围一般在4-20m/ s，当线路走向与风向夹角大于45度时，导线易产生舞动。舞动产生的危害是多方面的，轻 者产生闪烙、跳闸，重者发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，杆塔螺栓松动，甚至倒塔 导致重大电网事故。目前对线路舞动的监测多集中在杆塔处监测风向、风力、温湿度等，还通过在线路 最大振幅点安装倾角传感器和加速度传感器来监测线路的振动幅值和频率，从而结合判断 线路舞动情况。由于安装点难以精确导致该舞动监测系统存在使用不够方便、监测不够准 确的情况。

实用新型内容本实用新型的目的就是为了克服舞动监测不够准确、使用不够方便而提供一种舞 动监测更加准确和可靠、使用方便的输电线路舞动监测系统。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现输电线路舞动监测系统，包括 舞动监测装置、供电装置、无线传输模块和监控中心，所述供电装置与所述舞动监测装置连 接并给其供电，所述舞动监测装置采集、处理后的信息经所述无线传输模块传送到所述监 控中心，所述监控中心发出的指令也经所述无线传输模块传送到所述舞动监测装置；所述 舞动监测装置包括风速风向监测模块、拉力监测模块、铁塔倾斜监测模块、GPS姿态测量模 块、单片机及外围线路、通讯接口电路模块和控制输出电路模块，其中，所述风速风向监测 模块、拉力监测模块、铁塔倾斜监测模块采集处理后的风速风向、拉力、倾斜量电信号输出 至所述单片机的数模A/D接口进行量化数值处理，处理过的实时风速风向、拉力、倾斜量数 据编码传输至所述单片机；所述GPS姿态测量模块包括GPS天线，通过所述的GPS天线将采 集的实时定位信号数据经过算法转换成铁塔输电线姿态角度测量数据，将处理过的实时角 度测量数据编码传输至所述单片机；所述通讯接口电路模块将所述单片机传输到的数据综 合处理后通过所述无线传输模块，把数据送到所述监控中心；所述控制输出电路模块可通 过所述无线传输模块与所述监控中心进行交互访问。所述风速风向监测模块包括风速风向传感器和运算放大电路，所述拉力监测模块 包括拉力传感器和运算放大电路，所述铁塔倾斜监测模块包括倾斜探测器和运算放大电 路；所述的风速风向监测模块、拉力监测模块、铁塔倾斜监测模块分别通过所述的风速风 向传感器、拉力传感器、倾斜探测器把现场的风速、风向、缘子和输电线对铁塔的拉力、铁塔 倾斜量连续变化的模拟量，经过所述的各相应运算放大电路后分别转换成0-5伏之间的风速、风向、拉力、倾斜量电信号。所述舞动监测装 置还包括视频传感器，该视频传感器对视频信号进行采集，采集 到的信号经处理成为实时视频数据编码传输至所述单片机，经所述通讯接口电路模块通过 所述无线传输模块传输至所述监控中心。所述视频传感器为红外摄像机或云台摄像机。所述供电装置为太阳能电源和蓄电池的组合。所述无线传输模块为基于机会的3G、GSM、GPRS或CDMA协议数据传输模块，该传输 模块包括基站，在无线网络暂时不可用时将所述基站安置在移动的工程车上，所述舞动监 测装置在监测到有网络可用时，将监测的数据传输至所述基站，再由所述基站将数据通过 3G、GSM、GPRS或CDMA无线网络传输至所述监控中心。所述输电线路舞动监测系统还包括塔基盗窃监测及报警装置，该装置包括铁塔预 警探测模块、震动语音探测模块，其中，所述铁塔预警探测模块包括双鉴红外防水探测器和 运算放大电路，所述震动语音探测模块包括数字震动语音探测器和运算放大电路，所述双 鉴红外防水探测器和所述数字震动语音探测器测得的信息分别经所述的各相应运算放大 电路处理成为实时数据编码传输至所述单片机，再经所述通讯接口电路模块通过所述无线 传输模块传输至所属监控中心。所述采用基于机会的3G、GSM、GPRS或CDMA协议数据传输模块的输电线路舞动 监测系统还包括塔基盗窃监测及报警装置，该装置包括铁塔预警探测模块、震动语音探测 模块，其中，所述铁塔预警探测模块包括双鉴红外防水探测器和运算放大电路，所述震动语 音探测模块包括数字震动语音探测器和运算放大电路，所述双鉴红外防水探测器和所述数 字震动语音探测器测得的信息分别经所述的各相应运算放大电路处理成为实时数据编码 传输至所述单片机，再经所述通讯接口电路模块通过所述无线传输模块传输至所述监控中 心。与现有技术相比，本实用新型有益效果如下1、采集监测点实时风速、风向、倾斜量、拉力以及输电线姿态角度等数据，采用基 于数据挖掘的规则提取和抽象技术，对舞动历史数据进行建模，寻找输电线舞动的规则，从 而判断是否输电线路有舞动情况。这种监测模式比较直观、监测点容易确定，增强了舞动监 测的准确性、可靠性和方便性。2、结合使用视频传感器(红外摄像机或云台摄像机)来完成视频的采集，用视频 图像识别技术处理视频传感器测得的图片，来进一步判断监测情况，进一步了增强舞动监 测的准确性和可靠性。

图1为输电线路舞动监测系统的结构示意图；图2为舞动监测装置的原理框架图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。实施例[0020]如图1所示，输电线路舞动监测系统，包括舞动监测装置、供电装置、无线传输模 块和监控中心，所述供电装置与所述舞动监测装置连接并给其供电，所述舞动监测装置采 集、处理后的信息经所述无线传输模块传送到所述监控中心，所述监控中心发出的指令也 经所述无线传输模块传送到所述舞动监测装置，所述舞动监测装置如图2所示，包括风速 风向监测模块、拉力监测模块、铁塔倾斜监测模块、GPS姿态测量模块、单片机及外围线路、 通讯接口电路模块和控制输出电路模块，其中，所述风速风向监测模块包括风速风向传感 器和运算放大电路，通过风速风向传感器把现场的风速风向连续变化的模拟量，经过运算 放大电路后，将转换成0-5伏之间的电信号输出至单片机的数模A/D接口进行量化数值处 理，将处理过的实时风速风向数据编码传输至所述单片机；所述拉力监测模块包括拉力传 感器和运算放大电路，通过拉力传感器把现场的缘子和输电线对铁塔的拉力连续变化的模 拟量，经过运算放大电路后，将转换成0-5伏之间的电信号输出至单片机的数 模A/D接口 进行量化数值处理，将处理过的实时拉力数据编码传输至所述单片机；所述铁塔倾斜监测 模块包括倾斜探测器和运算放大电路，通过倾斜探测器把现场铁塔倾斜量连续变化的模拟 量，经过运算放大电路后，将转换成0-5伏之间的电信号输出至单片机的数模A/D接口进行 量化数值处理，将处理过的实时铁塔倾斜数据编码传输至所述单片机；所述GPS姿态测量 模块包括GPS天线，通过所述的GPS天线将采集的实时定位信号数据经过算法转换成铁塔 输电线姿态角度测量数据，将处理过的实时角度测量数据编码传输至所述单片机；所述通 讯接口电路模块把现场监测的数据综合处理后通过无线传输模块，把数据送到监控中心； 所述控制输出电路模块可通过无线传输模块与监控中心进行交互访问，解析监控中心指令 进行设备参数设置等。所述舞动监测装置还包括视频传感器，该视频传感器对视频信号进行采集，采集 到的信号经处理成为实时视频数据编码传输至所述单片机，经所述通讯接口电路模块通过 所述无线传输模块传输至所述监控中心。所述视频传感器为红外摄像机或云台摄像机。所 述视频传感器安置在一个温箱中，始终监测着输电线路。所述供电装置为由太阳能电池板、太阳能电池组、蓄电池组等组成，也可以包括感 应电源。此系统可根据需求选用合适的电源。所述无线传输模块为基于机会的3G、GSM、GPRS或CDMA协议数据传输模块，当3G、 GSM,GPRS或CDMA无线网络可用时，舞动监测装置得到的信息通过3G、GSM、GPRS或CDMA无 线网络传输至监控中心，在中心可以通过电脑及电子地图实时显示出来，随时了解现场的 情况。当3G、GSM、GPRS或CDMA无线网络暂时不可用时，可以将基站安置在移动的工程车 上。舞动监测装置在监测到有网络可用时，可将监测的数据传输至该基站，再由该基站将数 据通过3G、GSM、GPRS或CDMA无线网络传输至监控中心。也就是，通过机会的方式，传输无 线数据信号。控制中心也可将报警信息利用机会的方式无线分发至输电线路的巡视人员。所述输电线路舞动监测系统可以包括塔基盗窃监测及报警装置，该装置包括铁塔 预警探测模块、震动语音探测模块，其中，所述铁塔预警探测模块包括双鉴红外防水探测器 和运算放大电路，所述震动语音探测模块包括数字震动语音探测器和运算放大电路，所述 双鉴红外防水探测器和所述数字震动语音探测器测得的信息分别经所述的各相应运算放 大电路处理成为实时数据编码传输至所述单片机，再经所述通讯接口电路模块通过所述无 线传输模块传输至所属监控中心。所述双鉴红外防水探测器可探测不明物体的侵入，数字震动语音探测器可测得非正常震动信息。当有不法分子进入塔下，并停留一定时间(此时 间可自定义)，系统便启动语音报警进行恐吓；如果不法分子无视语音警告继续进行破坏， 数字震动语音探测器可测得不法分子拆、锯塔钢结构或攀爬铁塔时对塔体造成的震动等信 息，系统用摄像机自动拍摄现场信息，并及时传至监控中心，实施盗窃破坏者的一切行为均 可记录在系统中。同时，视频传感器可将监测的图像经过视频压缩处理后，通过无线传输模 块传输至监控中心。[0025]所述监控中心由中心服务器、手机、远程控制计算机、大屏幕及平台管理软件组 成。安装在现场的舞动监测装置通过无线传输模块传送至中心服务器，在装有平台管理软 件的电脑或手机上即可看到现场的视频图像、各种环境数据和报警数据等信息。控制中心 管理软件具有信息的采集、管理、远程控制和系统维护等功能。软件根据接收到的风速、风 向、拉力、倾斜度、姿态角度测量和视频等数据以及对单座铁塔险情的判断数据、防盗报警 信息、摄像监控数据和巡检信息等不同的信息自动地进行综合分析判断单级或几级铁塔 倾斜是否会对其他铁塔造成影响，单级或几级铁塔绝缘子脱落是否会对其他铁塔造成影响 和对视频资料的处理判断等等。软件还需根据不同的信息自动地进行分类分存到十几个不 同的数据库表中，以备随时查询调用，并立即将报警信息显示在主界面上，以便值班员进行 相应的处理，以确保高压线路的安全运行。软件可以使用集中式存储或分布式存储，以计 划、联动、手动等多种录像方式，并对录像进行检索和回放。采用上述的输电线路舞动监测系统采集监测点实时风速、风向、倾斜量、拉力以及 输电线姿态角度等数据，采用基于数据挖掘的规则提取和抽象技术，对舞动历史数据进行 建模，寻找输电线舞动的规则，从而判断是否输电线路有舞动情况。这种监测模式比较直 观、监测点容易确定，增强了舞动监测的准确性、可靠性和方便性。在此基础上，结合使用视 频传感器(红外摄像机或云台摄像机)来完成视频的采集，用视频图像识别技术处理视频 传感器测得的图片，来进一步判断监测情况，进一步了增强舞动监测的准确性和可靠性。在上述输电线路舞动监测系统增加温湿度传感器、雨量测量传感器等，通过各对 应传感器监测实时风速、风向、雨量、温湿度等数据；将这些数据经过基于数据挖掘的规则 提取，可以对可能发生的自然灾害(譬如水灾)给予预警。可用微型气象站来实现风速、风 向、温湿度传感器的功能。同时，通过视频传感器监测输电线路周围的树木生长情况以及火 星等，可以更好地对可能发生的灾害(譬如火灾)、树木阻碍输电线路给予预警。报警信号 可经过无线传输模块传输至监控中心。通过倾斜探测器可以检测铁塔或其它可能倾斜物体的角度变化。如果角度变化超 过预定值，就给予报警，报警信号可经过无线传输模块传输至监控中心。
权利要求1.输电线路舞动监测系统，包括舞动监测装置、供电装置、无线传输模块和监控中心， 所述供电装置与所述舞动监测装置连接并给其供电，所述舞动监测装置采集、处理后的信 息经所述无线传输模块传送到所述监控中心，所述监控中心发出的指令也经所述无线传输 模块传送到所述舞动监测装置，其特征在于所述舞动监测装置包括风速风向监测模块、拉 力监测模块、铁塔倾斜监测模块、GPS姿态测量模块、单片机及外围线路、通讯接口电路模块 和控制输出电路模块，其中，所述风速风向监测模块采集处理后的风速风向电信号输出至所述单片机的数模A/D 接口进行量化数值处理，处理过的实时风速风向数据编码传输至所述单片机；所述拉力监测模块采集处理后的拉力电信号输出至所述单片机的数模A/D接口进行 量化数值处理，处理过的实时拉力数据编码传输至所述单片机；所述铁塔倾斜监测模块采集处理后的倾斜量电信号输出至所述单片机的数模A/D接 口进行量化数值处理，处理过的实时倾斜量数据编码传输至所述单片机；所述GPS姿态测量模块包括GPS天线，通过所述GPS天线将采集的实时定位信号数据 经过算法转换成铁塔输电线姿态角度测量数据，处理过的实时角度测量数据编码传输至所 述单片机；所述通讯接口电路模块将所述单片机传输到的数据综合处理后通过所述无线传输模 块，把数据送到所述监控中心；所述控制输出电路模块通过所述无线传输模块与所述监控中心进行交互访问。
2.按照权利要求1所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于所述风速风向监测模 块包括风速风向传感器和运算放大电路，通过所述风速风向传感器把现场的风速、风向连 续变化的模拟量，经过所述运算放大电路后转换成0-5伏之间的电信号；所述拉力监测模 块包括拉力传感器和运算放大电路，通过所述拉力传感器把现场的缘子和输电线对铁塔的 拉力连续变化的模拟量，经过所述运算放大电路后转换成0-5伏之间的电信号；所述铁塔 倾斜监测模块包括倾斜探测器和运算放大电路，通过所述倾斜探测器把现场的铁塔倾斜量 连续变化的模拟量，经过所述运算放大电路后转换成0-5伏之间的电信号。
3.按照权利要求2所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于所述舞动监测装置还 包括视频传感器，该视频传感器对视频信号进行采集，采集到的信号经处理成为实时视频 数据编码传输至所述单片机，经所述通讯接口电路模块通过所述无线传输模块传输至所述 监控中心。
4.按照权利要求3所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于所述视频传感器为红 外摄像机或云台摄像机。
5.按照权利要求1、2或3所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于所述供电装置 为太阳能电源和蓄电池的组合。
6.按照权利要求1、2或3所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于所述无线传输 模块为基于机会的3G、GSM、GPRS或CDMA协议数据传输模块，该传输模块包括基站，在无线 网络暂时不可用时将所述基站安置在移动的工程车上，所述舞动监测装置在监测到有网络 可用时，将监测的数据传输至所述基站，再由所述基站将数据通过3G、GSM、GPRS或CDMA无 线网络传输至所述监控中心。
7.按照权利要求1、2或3所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于还包括塔基盗窃监测及报警装置，该装置包括铁塔预警探测模块、震动语音探测模块，其中，所述铁塔预 警探测模块包括双鉴红外防水探测器和运算放大电路，所述震动语音探测模块包括数字震 动语音探测器和运算放大电路，所述双鉴红外防水探测器和所述数字震动语音探测器测得 的信息分别经所述的各相应运算放大电路处理成为实时数据编码传输至所述单片机，再经 所述通讯接口电路模块通过所述无线传输模块传输至所属监控中心。
8.按照权利要求6所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于还包括塔基盗窃监测 及报警装置，该装置包括铁塔预警探测模块、震动语音探测模块，其中，所述铁塔预警探测 模块包括双鉴红外防水探测器和运算放大电路，所述震动语音探测模块包括数字震动语音 探测器和运算放大电路，所述双鉴红外防水探测器和所述数字震动语音探测器测得的信息 分别经所述的各相应运算放大电路处理成为实时数据编码传输至所述单片机，再经所述通 讯接口电路模块通过所述无线传输模块传输至所述监控中心。
专利摘要本实用新型涉及输电线路舞动监测系统，包括舞动监测及其供电装置、无线传输模块和监控中心；舞动监测装置包括风速风向、拉力和铁塔倾斜监测模块，GPS姿态测量模块，单片机及外围线路，通讯接口和控制输出电路模块；各监测模块采集处理后的风速风向、拉力、倾斜量电信号输出至单片机数模A/D接口经量化数值处理，处理过的各数据编码传输至单片机，GPS姿态测量模块采集实时定位信号数据经算法转换成输电线姿态角度测量数据也传至单片机，再经通讯接口电路模块通过无线传输模块传输到监控中心；控制输出电路模块通过无线传输模块与监控中心交互。本系统增强了舞动监测准确性。舞动监测装置包括视频传感器的方案使监测更加准确。
文档编号G01D21/02GK201885753SQ201020551598
公开日2011年6月29日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者张春生, 扈庆林, 朱立, 盛运苟 申请人:安徽鸿宇电气技术有限公司