专利名称：输电线路舞动在线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在线监测装置，特别是用于输电线路上的一种监测输电线路舞动状态的系统。
背景技术：
我国是架空输电线路舞动多发的国家，近年来，随着电网建设的发展，架空输电线路向着大截面、多分裂的方向发展，线路舞动事故更趋频繁，所造成的损失更严重，严重威胁电网的安全稳定运行。输电线路所述的舞动是输电线路受到水平方向的风吹动时，产生一定的空气升力，诱发导线产生一种大振幅(可达IOm以上)、低频率(0.1 3. OHz)的自激振动。输电线路的异常舞动会发生诸如导线电弧烧伤、金具损坏、导线断股、断线、倒塔等事故，严重影响电网的安全运行。输电线路舞动在线监测装置能够对输电线路的舞动情况进行实时监测，当发现输电线路舞动异常时，及时预报给监控中心，以便立即采取措施，防止意外事故的发生，从而提高输电线安全运行的可靠性。目前常见的输电线路舞动在线监测装置主要有以下两种1)基于摄像头和图像处理技术通过安装在输电线路现场的监测终端采集摄像头画面，应用数字图像处理技术处理对现场图像数据进行分析，勾画出导线的边界，然后根据导线边界的变化得出舞动的特征参数，判定输电线的舞动级别。这种监测方法通常是对舞动进行定性监测，实现定量监测还需进一步提高图像处理的精度。2)加速度传感器该检测装置是将加速度传感器固定在导线表面，使用加速度传感器测量导线舞动时的加速度变化，根据加速度计算导线的移动距离。加速度传感器使用内置的电池供电，测量结果通过无线方式发送出去。使用这种监测装置，虽然可以对输电线路的舞动实现定量检测，但是当导线发生扭转而非舞动时，加速度传感器仍会有测量结果输出，利用这种数据计算得到的导线舞动情况必将发生偏差，影响测量精度。

实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题是提供一种应用于输电线路上的、测量精度高， 并且不会产生测量结果偏差的舞动在线监测装置。为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是输电线路舞动在线监测装置，包括安装在输电线路上的加速度传感器、与加速度传感器输出端连接的GPRS通信模块、以及与GPRS通信模块输出端连接的用于计算舞动状态的专家系统；输电线路上还设置有输出端与GPRS通信模块输入端连接的双轴角度传感器，所述加速度传感器、双轴角度传感器以及GPRS通信模块的输入端均与设置在输电线路上的导线取能模块连接。[0012]本实用新型的工作原理如下所述首先导线取能模块利用输电线路本身流过的电流产生的磁场获得电能，为加速度传感器、双轴角度传感器以及GPRS通信模块提供电源；加速度传感器测量输电线路由于舞动和扭转引发的总体加速度，并将测量结果传输给GPRS通信模块；双轴角度传感器对输电线路的姿态进行测量，即测量输电线路的扭转情况，并将测量结果传输给GPRS通信模块； GPRS通信模块经过无线网络将加速度传感器和双轴角度传感器的测量结果发送到设置在变电站内的专家系统中；专家系统接收到输电线路的总体加速度和扭转角度后，根据输电线路的扭转角度计算得出扭转产生的加速度变化量，然后从测量的总体加速度中减去扭转产生的加速度变化量，获得输电线路由于舞动产生的加速度变化量，最后根据这一加速度变化值计算得出输电线路的舞动情况。本实用新型所述导线取能模块的具体结构为所述导线取能模块包括套装在输电线路上的取能线圈、与取能线圈输出端连接的整流滤波模块、与整流滤波模块的输出端连接DC-DC转换模块。取能线圈用于将输电线路中电流产生的磁场转换为交流电压；整流滤波模块将交流电压转换为直流电压，并对该直流电压进行滤波处理，以减少电压中的谐波； DC-DC转换模块用于将滤波后的直流电压转换为本实用新型所需要的低压直流电，并输送给加速度传感器、双轴角度传感器和GPRS通信模块。上述导线取能模块的改进在于所述取能线圈与整流滤波模块之间还设置有防冲击保护模块，防冲击保护模块用于防止输电线路故障、短路或电力系统操作时形成的过电压对本实用新型产生冲击。所述导线取能模块的进一步改进在于所述整流滤波模块与DC-DC转换模块之间设置有充电回路，以及与充电回路并联设置的锂离子充电电池。充电回路用于对锂离子充电电池进行充电，最为本装置电源的备用电源。所述导线取能模块的改进还在于所述防冲击保护模块的输入端与整流滤波模块的输出端之间并联设置有电压监控模块。电压监控模块用于对取能线圈产生的电压进行实时监控，当电压过低时取能模块开启锂离子电池对装置进行供电。由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步在于本实用新型通过在输电导线上设置双轴角度传感器，能够通过专家系统计算出由于输电线路扭转产生的加速度，再从加速度传感器测得的总体加速度中减去由于输电线路扭转产生的加速度即可得到输电线路单独由于舞动而产生的加速度，从而大大提高了测量的精确度。本实用新型中导线取能模块的设置，可以方便地利用输电线路中流过的电流产生装置所需要的电压，改变了现有技术的监测装置中使用其他供电装置，减小了装置的体积和重量，从而可以减轻输电线路的负荷。导线取能模块中防冲击保护模块的设置，可以有效防止当输电线路故障、短路或电力系统操作时形成的过电压对本实用新型产生冲击，更好地保护装置的安全运行。充电回路以及锂离子电池的设置，能够在电压过低时开启锂离子电池对装置进行供电，有效保证了装置的连续运行。电压监控模块的设置，能够实现对取能线圈产生的电压进行实时监控，当电压过低时取能模块开启锂离子电池对装置进行供电。

[0021]图1 本实用新型的结构示意图；图2 本实用新型所示导线取能模块的结构示意图。其中1.加速度传感器，2. GPRS通信模块，3.专家系统，4.双轴角度传感器，5.导线取能模块，51.取能线圈，52.整流滤波模块，53. DC-DC转换模块，54.防冲击保护模块， 55.充电回路，56.锂离子充电电池，57.电压监控模块，6.输电线路。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式
对本实用新型作更进一步详细说明图1为一种输电线路舞动在线监测装置的结构示意图，包括加速度传感器1、双轴角度传感器4、GPRS通信模块2、导线取能模块5以及专家系统3。加速度传感器、双轴角度传感器以及导线取能模块5均安装在输电线路上；导线取能模块的输出端连接加速度传感器、双轴角度传感器以及GPRS通信模块的输入端，为其供电；加速度传感器、双轴角度传感器的输出端连接GPRS通信模块的输入端，为GPRS通信模块提供所测量的总体加速度和由于扭转产生的加速度；专家系统设置在变电站内，用于计算输电线路的舞动状态；GPRS通信模块与专家系统之间通过无线网络进行数据的传输。导线取能模块如图2所示，主要包括取能线圈51、防冲击保护模块M、整流滤波模块52、DC-DC转换模块53、电压监控模块57、以及锂电池充电回路。取能线圈套装在输电线路6上，取能线圈的输出端经防冲击保护模块连接整流滤波模块，整流滤波模块的输出端连接DC-DC转换模块，对高电压进行低电压转换。电压监控模块并联设置在防冲击保护模块M和整流滤波模块52的两端，用于监测取能线圈产生的电压情况。锂电池充电回路包括锂离子充电电池56和充电回路55，锂电池充电回路并联设置在整流滤波模块52和DC-DC转换模块53之间。锂离子充电电池用于当取能模块输出的电压较低时，对装置进行供电。输电线路舞动在线监测装置的工作原理如下所述首先，导线取能模块利用输电线路本身电流产生的磁场获得电能，为加速度传感器、双轴角度传感器以及GPRS通信模块提供电源；加速度传感器测量输电线路由于舞动和扭转引发的总体加速度，并将测量结果传输给GPRS通信模块；双轴角度传感器对输电线路的姿态进行测量，即测量输电线路的扭转情况，并将测量结果传输给GPRS通信模块；GPRS 通信模块经过无线网络将加速度传感器和双轴角度传感器的测量结果发送到设置在变电站内的专家系统中；专家系统接收到输电线路的总体加速度和扭转角度后，根据输电线路的扭转角度计算得出扭转产生的扭转加速度变化量，然后从测量的总体加速度中减去扭转加速度变化量，获得输电线路由于舞动产生的舞动加速度，最后根据舞动加速度计算得出输电线路的舞动位移，根据输电线路的舞动位移随时间的变化情况计算得出输电线路舞动频率和幅值。
权利要求1.输电线路舞动在线监测装置，包括安装在输电线路(6)上的加速度传感器(1)、与加速度传感器⑴输出端连接的GPRS通信模块O)、以及与GPRS通信模块⑵输出端连接的用于计算舞动状态的专家系统(3)，其特征在于输电线路上还设置有输出端与GPRS通信模块( 输入端连接的双轴角度传感器G)，所述加速度传感器、双轴角度传感器以及GPRS 通信模块的输入端均与设置在输电线路上的导线取能模块( 连接。
2.根据权利要求1所述的输电线路舞动在线监测装置，其特征在于所述导线取能模块(5)包括套装在输电线路(6)上的取能线圈(51)、与取能线圈(51)输出端连接的整流滤波模块(52)、与整流滤波模块(52)的输出端连接DC-DC转换模块(53)。
3.根据权利要求2所述的输电线路舞动在线监测装置，其特征在于所述取能线圈 (51)与整流滤波模块(5 之间还设置有防冲击保护模块(54)。
4.根据权利要求2所述的输电线路舞动在线监测装置，其特征在于所述整流滤波模块(52)与DC-DC转换模块(53)之间设置有充电回路(55)，以及与充电回路并联设置的锂离子充电电池(56)。
5.根据权利要求3所述的输电线路舞动在线监测装置，其特征在于所述防冲击保护模块(54)的输入端与整流滤波模块(5 的输出端之间并联设置有电压监控模块(57)。
专利摘要本实用新型涉及一种输电线路舞动在线监测装置，包括加速度传感器、双轴角度传感器、GPRS通信模块、导线取能模块以及专家系统，加速度传感器、双轴角度传感器以及导线取能模块均安装在输电线路上，导线取能模块的输出端连接加速度传感器、双轴角度传感器以及GPRS通信模块的输入端，加速度传感器、双轴角度传感器的输出端连接GPRS通信模块的输入端，GPRS通信模块与专家系统之间通过无线网络进行数据的传输。本实用新型体积较小、能够减去输电线路的扭转加速度，单独计算由于舞动产生的加速度，大大提高了测量的精确度。
文档编号G01H17/00GK202057416SQ20112004920
公开日2011年11月30日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者刘哲 申请人:河北省电力勘测设计研究院