专利名称：一种次档距振荡监测系统的制作方法
技术领域：
实用新型关于电力系统的架空输电线路监测技术，特别是关于架空输电线路的次 档距振荡监测技术，具体的讲是一种次档距振荡监测系统。
背景技术：
次档距振荡是指风的尾流效应引起的分裂导线子导线在次档距内(分裂导线两 个间隔棒间)的水平振动(频率为1 5HZ、振幅为导线直径的4 20倍)。次档距振荡 随时可能发生，开阔地带、近海、近湖、近水库的线路次振荡现象可能更为严重。次档距振荡是发生在风速4 18m/s情况下，当分裂导线束中的背风侧子导线落 到迎风侧子导线周围所形成的涡旋气流的空气动力尾流中时，分裂导线束就会产生次档距 振荡，这种振荡主要在水平方向并沿椭圆形轨迹运动。在现有技术中，输电线路的在线监测技术包括微风振动在线监测、微气象在线监 测、线路风偏在线监测、绝缘子在线监测等技术，但次档距振荡在线监测技术因其技术复杂 而尚未发展起来。

实用新型内容本实用新型实施例提供了一种次档距振荡监测系统，以解决高压输电线路的次档 距振荡监测问题。本实用新型的目的是，提供一种次档距振荡监测系统，该系统包括导线和间隔 棒、水平振荡监测装置、监测基站和监测服务器；水平振荡监测装置设置在两个间隔棒之间 的导线上；水平振荡监测装置通过无线通信网络与监测基站相连接；监测基站与监测服务 器相连接；水平振荡监测装置包括水平向振动传感器，包括振动传感元件和一应变梁，应变 梁的一端与振动传感元件相连接，应变梁的另一端设有小轮，小轮与导线的水平方向的一 侧相耦合用于从导线上采集水平方向振动信号；信号调理单元，与振动传感器的振动传感 元件相连接，用于接收水平方向振动信号，并对接收到的水平方向振动信号进行过滤、放大 和调理，生成水平方向振动标准信号；信号控制与无线收发单元，与信号调理单元相连接， 用于接收水平方向振动标准信号，并对接收到的水平方向振动标准信号进行无线发射；电 源，用于为水平振荡监测装置提供电能；壳体，用于容纳振动传感元件、信号调理单元、信号 控制与无线收发单元和电源，并固定应变梁；夹具，用于将壳体和应变梁固定于所述导线水 平方向的一侧；监测基站接收水平振荡监测装置发射的水平方向振动标准信号；监测服务器包 括振动信号接收单元，用于接收水平方向振动标准信号；水平振幅计算单元，与振动信号 接收单元相连接，用于根据水平方向振动标准信号计算两个间隔棒之间导线振荡的振幅。水平振荡监测装置包括存储器，与信号控制与无线收发单元相连接，用于对水平 方向振动标准信号进行存储。[0010]夹具包括卡箍，用于箍住所述的导线；卡箍的内壁上设有齿形花纹，用于增加与 导线的摩擦力。卡箍的内壁上也可设置非金属层，用于增加与导线的摩擦力。次档距振荡监测系统还包括气象监测装置，该气象监测装置包括风速传感器、 风向传感器、气温传感器和湿度传感器，气象监测装置通过监测基站与监测服务器无线连 接，或与监测服务器有线连接。本实用新型的有益效果在于，通过在导线的多个次档距内安装多个水平振荡监测 装置，实现了对次档距振荡的幅值、频率的实时采集，完成了对高压输电线路的次档距振荡 的监测。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前 提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例次档距振荡监测系统连接示意图；图2为本实用新型实施例导线振荡方向及壳体安装位置示意图；图3为本实用新型实施例次档距振荡监测系统结构框图；图4为本实用新型实施例导线弯曲振幅法示意图；图5为本实用新型实施例振幅峰值曲线图；图6为本实用新型实施例水平振荡监测装置结构示意图；图7、图8为本实用新型实施例水平振荡监测装置夹具示意图；图9为本实用新型实施例水平振荡监测装置安装在导线时的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图1所示，本实施例的次档距振荡监测系统包括导线400、间隔棒500、水平振 荡监测装置100、监测基站200和监测服务器300 ；水平振荡监测装置100设置在两个间隔 棒之间的导线上(例如水平振荡监测装置(100a 100c)设置在间隔棒(500a 500d) 之间的中部位置。水平振荡监测装置100通过无线通信网络与监测基站200相连接；监测 基站200与监测服务器300相连接；监测服务器300还可用过互联网与远端IE浏览器600 和远端监测服务器700相连接。次档距振荡监测系统还包括气象监测装置800，气象监测装置800可包括风速 传感器、风向传感器、气温传感器和湿度传感器等气象传感器，用于检测现场的气象数据， 气象监测装置800通过监测基站200与监测服务器300无线连接，或直接与监测服务器300 有线连接。监测基站200接收无线通信装置发射的水平向加速度信号和竖直向加速度信号 以及气象监测装置800采集的气象数据；监测服务器接收监测基站传来的水平向加速度信号和竖直向加速度信号并进行处理，也接收现场的气象数据以对次档距振荡进行与风速、 风向等气象数据相关的分析处理。如图2所示，采用若干个水平振荡监测装置100，安装于一个观测档距中次档距导 线的中部位置，且固定在导线的水平方向的一侧，用于从导线上采集水平方向振动信号；采 集两个方向的加速度信息，即垂直于线路的水平方向Y和竖直方向Z的加速度，由后台进 行积分计算，获取次档距振荡的振荡频率及幅值。本实施例通过在导线的多个次档距内安装多个内置加速度传感器的次档距振荡 监测仪100解决次档距振荡的幅值、频率的采集。如图3所示，水平振荡监测装置100包括水平向振动传感器1011，包括振动传感 元件和一应变梁，应变梁的一端与振动传感元件相连接，应变梁的另一端设有小轮，小轮与 导线的水平方向的一侧相耦合用于从导线上采集水平方向振动信号；信号调理单元1012， 与振动传感器的振动传感元件相连接，用于接收水平方向振动信号，并对接收到的水平方 向振动信号进行过滤、放大和调理，生成水平方向振动标准信号；信号控制与无线收发单元 102，与信号调理单元1012相连接，用于接收水平方向振动标准信号，并由控制器1021控制 无线发射模块1022对接收到的水平方向振动标准信号进行无线发射；电源103，用于通过 电源处理模块1013为水平振荡监测装置100提供电能；壳体，用于容纳振动传感元件、信号 调理单元、信号控制与无线收发单元和电源，并固定应变梁；夹具，用于将壳体和应变梁固 定于所述导线水平方向的一侧；监测基站200接收水平振荡监测装置100发射的水平方向振动标准信号；监测服 务器300包括振动信号接收单元301，用于接收水平方向振动标准信号；水平振幅计算单 元302，与振动信号接收单元相连接，用于根据水平方向振动标准信号计算两个间隔棒之间 导线振荡的振幅。水平振荡监测装置100包括存储器，与信号控制与无线收发单元相连接，用于对 水平方向振动标准信号进行存储。夹具包括卡箍，用于箍住所述的导线；卡箍的内壁上设有齿形花纹，用于增加与 导线的摩擦力。卡箍的内壁上也可设置非金属层，用于增加与导线的摩擦力。次档距振荡监测系统还包括气象监测装置，该气象监测装置包括风速传感器、 风向传感器、气温传感器和湿度传感器，气象监测装置通过监测基站与监测服务器无线连 接，或与监测服务器有线连接。如图6所示，本实施例中的水平振荡监测装置包括壳体2、端盖1和天线盖7，天 线盖7形成该装置的另一个端盖；其中，壳体2采用长方体结构，中间开有方孔，被掏空的两 面上带有圆筒外沿用以连接端盖，端盖1和天线盖7采用圆弧结构，两端盖分别与壳体2的 圆筒外沿用螺纹连接固定。振动监测装置13是水平振荡监测装置的传感器，振动监测装置 13包括一条扁平的悬臂梁式弹性体，其末端装有可转动的小轮12，在小轮12与弹性体之间 采用绝缘材料连接。该弹性体的根部固定在固定块14，15的上下两部分之间，在根部附近 粘贴有振动传感元件。固定块14、15和卡具16之间用螺栓连接，使卡具16的上表面与固 定块15的下表面紧密贴在一起。现场一个档距内选定若干个次档距，在每一个选定的次档距内安装一个水平振荡 监测装置，采集的数据通过基站发送到后端监测服务器。[0034]监测服务器的水平振幅计算单元采用弯曲振幅法进行数据处理。弯曲振幅法(如 图4所示)是测取电线距间隔棒出口 89mm处电线相对于间隔棒夹头的弯曲振幅，以此值大 小来测算次档距档中的振动情况。在图4中1为间隔棒夹头，2为导线，3为导线与间隔棒夹头的接触点，4为弯曲振 幅％ (相对于间隔棒夹头)。如图5所示，假定次档距的档距为L，A和B为次档距的两间隔棒处，通过监测仪测 得的89mm处的水平变曲振幅为％ (单峰值)，则可以根据抛物线拟合方法推算档中的任意
点的水平振幅(单峰值)为
权利要求1.一种次档距振荡监测系统，所述的系统包括导线和间隔棒；其特征是，所述的系统 还包括水平振荡监测装置、监测基站和监测服务器；所述的水平振荡监测装置设置在两个间隔棒之间的导线上；所述的水平振荡监测装 置通过无线通信网络与所述的监测基站相连接；所述的监测基站与所述的监测服务器相连 接；所述的水平振荡监测装置包括水平向振动传感器，包括振动传感元件和一应变梁，所述应变梁的一端与所述的振动 传感元件相连接，所述应变梁的另一端设有小轮，所述的小轮与所述导线的水平方向的一 侧相耦合用于从所述的导线上采集水平方向振动信号；信号调理单元，与所述振动传感器的振动传感元件相连接，用于接收所述的水平方向 振动信号，并对接收到的水平方向振动信号进行过滤、放大和调理，生成水平方向振动标准 信号；信号控制与无线收发单元，与所述的信号调理单元相连接，用于接收所述的水平方向 振动标准信号，并对接收到的水平方向振动标准信号进行无线发射；电源，用于为所述的水平振荡监测装置提供电能；壳体，用于容纳所述的振动传感元件、信号调理单元、信号控制与无线收发单元和电 源，并固定所述的应变梁；夹具，用于将所述的壳体和应变梁固定于所述导线水平方向的一侧；所述的监测基站接收所述的水平振荡监测装置发射的水平方向振动标准信号；所述的监测服务器包括振动信号接收单元，用于接收所述的水平方向振动标准信号；水平振幅计算单元，与所述的振动信号接收单元相连接，用于根据所述的水平方向振 动标准信号计算两个间隔棒之间导线振荡的振幅。
2.根据权利要求1所述的次档距振荡监测系统，其特征是，所述的水平振荡监测装置 包括存储器，与所述的信号控制与无线收发单元相连接，用于对所述的水平方向振动标准 信号进行存储。
3.根据权利要求1所述的次档距振荡监测系统，其特征是，所述的夹具包括卡箍，用 于箍住所述的导线；所述卡箍的内壁上设有齿形花纹，用于增加与导线的摩擦力。
4.根据权利要求1所述的次档距振荡监测系统，其特征是，所述的夹具包括卡箍，用 于箍住所述的导线；所述卡箍的内壁上设有非金属层，用于增加与导线的摩擦力。
5.根据权利要求1所述的次档距振荡监测系统，其特征是，所述的系统还包括气象监 测装置，所述的气象监测装置包括风速传感器、风向传感器、气温传感器和湿度传感器，所 述的气象监测装置通过所述的监测基站与所述的监测服务器无线连接，或与所述的监测服 务器有线连接。
专利摘要本实用新型实施例提供了一种次档距振荡监测系统，该系统包括导线和间隔棒、水平振荡监测装置、监测基站和监测服务器；水平振荡监测装置设置在两个间隔棒之间的导线上；水平振荡监测装置通过无线通信网络与监测基站相连接；监测基站与监测服务器相连接；监测基站接收水平振荡监测装置发射的水平方向振动标准信号；监测服务器包括振动信号接收单元，用于接收水平方向振动标准信号；水平振幅计算单元，与振动信号接收单元相连接，用于根据水平方向振动标准信号计算两个间隔棒之间导线振荡的振幅。以解决高压输电线路的次档距振荡监测问题。
文档编号G01W1/02GK201926494SQ201020684728
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者于钦刚, 倪康婷, 吴应国, 张志荣, 曹凯, 李红旗, 李翔, 王睿, 谢华锋, 郭志广 申请人:北京国网富达科技发展有限责任公司, 宁夏电力公司超高压分公司