专利名称：架空导线弯曲幅度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高压输电线路的检测仪器，具体的是一种检测架空导线上被指定 的两点之间的相对位移，从而得出导线在某一点的弯曲幅度的一种传感器。
背景技术：
架空导线上的风振测量的基础理论由IEEE委员会在1965年给出，他们定义弯 曲幅度这个物理量，用以反映架空导线因风振疲劳弯曲的大小程度。弯曲幅度被定义为 距夹紧导线的某种夹具(如悬垂线夹)与导线的最后一个接触点(又称该夹具的出口 处)89mm (或3. 5英寸)之处对夹具出口处的相对位移的峰-峰值。目前在导线弯曲应变的测量中，大多采用应变片作为传感器件，这种传感器件在 应变量较小时不够灵敏，加之有高压大电流强大的电磁干扰，信号噪声比较小。专利号为ZL200520130572. 8的专利，公布了一种风振监测装置，其采用的传感器 的结构与市面常见的PAVICA输电线路测振仪的传感器非常类似，它通过弹性的悬臂应变 梁传递导线振荡信号至根部的感知器件。这种形式的传感器消耗的电功率较大，装置的整 体质量较重，所产生的电信号较小，同样无法获得较大的信号噪声比。

发明内容
为了解决现有技术中存在的种种问题，本发明提供一种架空导线弯曲幅度传感 器，通过设置机械力信号的放大机构，以达到减少仪器重量、缩小壳体体积、增大输出电信 号、获得较大信噪比的目的。为此，本发明采用以下技术方案架空导线弯曲幅度传感器，包括固定于导线上的壳体，其特征在于所述的壳体内 设有输出电信号的压力_电信号转换器件，所述的传感器还包括一条贯穿壳体内外的传动 杠杆，该传动杠杆以与壳体的贯穿点为支点，传动杠杆位于壳体外的长臂，具有与架空导线 相接触的弯曲幅度信号输入端，位于壳体内的短臂，具有与压力_电信号转换器件相接触 的弯曲幅度信号输出端，弯曲幅度信号输入端到杠杆支点的距离大于弯曲幅度信号输出端 到传动杠杆支点的距离。在压力-电信号转换器件感受到压力并把它转换成电信号之前，传动杠杆先把 导线的振动力放大，然后通过传动杠杆的弯曲幅度信号输出端把放大了的振动力输给压 力_电信号转换器件，由于信号在进入电子器件之前先进行了力的放大，就有效地增大了 给压力_电信号转换器件的压力信号，因此提高了信噪比。即便导线的振动振幅较小，本发 明还是能感受到导线的振动并输出一定的电信号。作为对上述技术方案的完善和补充，本发明进一步采取如下技术措施或是这些措 施的任意组合所述的传动杠杆端部设有一个小圆柱体作为弯曲幅度信号输入端，该圆柱体的轴 与导线的轴互相垂直。小圆柱体具有一定的长度，当导线在振动时出现微小的横向位移时，弯曲幅度信号的输入端也能保证与导线紧密接触，获得比较准确的信号。所述小圆柱体的长度大于单股导线直径的2倍。所述的传动杠杆呈L形，包括两个垂直相交的直条部，较长的直条部贯穿壳体内 外并与的压力_电信号转换器件接触，较短直条部的末端连接所述圆柱体。较长直线部长 度与需要测量相对位移的两点间的距离对应，较短直条部长度根据压力_电信号转换器件 与电缆的距离确定。L形便于准确定位，加工也比较方便。所述的弯曲幅度信号输入端到传动杠杆支点的距离为弯曲幅度信号输出端到传 动杠杆支点的距离的5倍以上。所述的压力_电信号转换器件为压电晶体或其他合适的器件。压电晶体体积小、 重量轻、能可靠地将压力信号转换成电信号。所述的壳体通过线夹紧紧固定于导线之上，安装方便。另一种情况下，所述的传动杠杆长臂的端部也可连接一个可转动小轮作为弯曲幅 度信号的输入端，该可转动小轮的轴垂直于架空导线的轴。所述可转动小轮的厚度大于架空导线中单股导线直径的2倍。所述的传动杠杆呈直线形，其一端贯穿壳体内外并与的压力_电信号转换器件接 触，另一端连接所述可转动小轮的轴。有益效果1)、本发明通过设置传动杠杆对导线的振动力进行预先放大，有效增大了传感器 输出的电信号，由于机械力的放大不会引入电子噪声，因此就大大提高了传感器的信号噪 声比，就有可能监测到更加微弱的风振信号；整个传感器结构简单、重量轻，对导线振动的 影响极小。2)、本发明由于所用的元器件少，结构简单，十分明显地减少了仪器的重量，缩小 了仪器的体积，这就大大减少了测振仪器对振动的影响，能够测到比份量重体积大的仪器 更加真实的振动参数。


图1为本发明的一种结构示意图。图2为本发明的另一种结构示意图。1为压力-电信号转换器件，21、22为传动杠杆，31为小圆柱体，32为可转动小轮， 4为壳体，5为把传感器固定到导线上去的固定线夹，6为被检测的导线。A为小圆柱体与导线的接触点，B为固定线夹5的出口点，A、B两点之间的距离为 89mm, C为传动杠杆的支点，D为传动杠杆对压电晶体施加压力的中心点。传动杠杆的力放 大系数为AB/⑶。
具体实施例方式如图1所示的架空导线弯曲幅度传感器，压力_电信号转换器件1固定在壳体4 内，壳体4的侧壁开有贯穿口，传动杠杆21从该贯穿口穿过壳体壁，贯穿口也作为杠杆的支 ；C 。传动杠杆的短臂的端部紧贴在压力_电信号转换器件1上，其长臂的端部连接小圆柱体31，该圆柱体的轴向与导线轴垂直，其长度至少为单股导线直径的二倍。小圆柱体与 导线的接触点A到支点C(B)的力臂远大于传动杠杆对压力_电信号转换器件的作用力中 心点D到支点C的力臂。壳体通过线夹5固定于导线之上，线夹与导线的卡紧点B和小圆柱体与导线的接 触点A，就是需要测量它们之间相对位移的两个点。本发明的传动杠杆可根据情况制成任意形状，如曲形、折角形等。线夹5、压力-电 信号转换器件1和壳体4等三器件之间的机械连接完全是刚性的，传动杠杆21与小圆柱体 31之间的连接、传动杠杆21与压力-电信号转换器件1之间的连接也是刚性的。本发明也可用图2所示的可转动小轮32来代替小圆柱体，传动杠杆22采用直线 形，其余结构同上。监测时，一旦导线发生振动，A、B两点之间就有相对位移发生，振动力从A处被小 圆柱体所感知，该力经过杠杆的放大，传递到压力_电信号转换器件上，压力_电信号转换 器件1受力之后就输出一个与力正相关的电信号，供分析使用。应当指出，本实施例仅列示性地说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。 任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。 因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
架空导线弯曲幅度传感器，包括固定于导线上的壳体，其特征在于所述的壳体内设有输出电信号的压力 电信号转换器件，所述的传感器还包括一条贯穿壳体内外的传动杠杆，该传动杠杆以与壳体的贯穿点为支点，传动杠杆位于壳体外的长臂，具有与架空导线相接触的弯曲幅度信号输入端，位于壳体内的短臂，具有与压力 电信号转换器件相接触的弯曲幅度信号输出端，弯曲幅度信号输入端到传动杠杆支点的距离大于弯曲幅度信号输出端到传动杠杆支点的距离。
2.根据权利要求1所述的架空导线弯曲幅度传感器，其特征在于所述的传动杠杆长 臂的端部连接一个小圆柱体作为弯曲幅度信号的输入端，该圆柱体的轴垂直于架空导线的 轴ο
3.根据权利要求2所述的架空导线弯曲幅度传感器，其特征在于所述小圆柱体的长 度大于架空导线中单股导线直径的2倍。
4.根据权利要求2所述的架空导线弯曲幅度传感器，其特征在于所述的传动杠杆呈 L形，包括两个垂直相交的直条部，较长的直条部贯穿壳体内外并与的压力_电信号转换器 件接触，较短直条部的末端连接所述圆柱体。
5.根据权利要求2所述的架空导线弯曲幅度传感器，其特征在于所述的弯曲幅度信 号输入端到传动杠杆支点的距离为弯曲幅度信号输出端到传动杠杆支点的距离的5倍以 上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的架空导线弯曲幅度传感器，其特征在于所述的弯 曲幅度信号输入端到传动杠杆支点的水平距离为89mm。
7.根据权利要求1-5任一项所述的架空导线弯曲幅度传感器，其特征在于所述的压 力_电信号转换器件为压电晶体。
8.根据权利要求1-5任一项所述的架空导线弯曲幅度传感器，其特征在于所述的壳 体通过线夹紧紧地固定于被监测的导线之上。
9.根据权利要求1所述的架空导线弯曲幅度传感器，其特征在于所述的传动杠杆长 臂的端部连接一个可转动小轮作为弯曲幅度信号的输入端，该可转动小轮的轴垂直于架空 导线的轴。
10.根据权利要求9所述的架空导线弯曲幅度传感器，其特征在于所述可转动小轮的 厚度大于架空导线中单股导线直径的2倍。
11.根据权利要求9所述的架空导线弯曲幅度传感器，其特征在于所述的传动杠杆呈 直线形，其一端贯穿壳体内外并与的压力_电信号转换器件接触，另一端连接所述可转动 小轮的轴。
全文摘要
架空导线弯曲幅度传感器，涉及一种高压输电线路检测仪器。现有技术存在仪器质量较重、壳体体积较大和信噪比较小等问题，本发明的壳体内设有输出传感电信号的压力-电信号转换器件，所述的传感器还包括一条贯穿壳体内外的传动杠杆，该杠杆以与壳体的接触点为支点，位于壳体外的部分杠杆具有与导线相接触的弯曲幅度信号输入端，位于壳体内的部分杠杆具有一个弯曲幅度信号的输出端，输出端直接压在压力-电信号转换器件的上方，使之输出与弯曲幅度正相关的电信号。弯曲幅度信号输入端到杠杆支点的距离远远大于弯曲幅度信号输出端到杠杆支点的距离。这样在放大电信号之前先有一个力幅的放大，提高了整机的噪声比，能监测到更加微弱的风振信号。
文档编号G01H11/06GK101995209SQ20101028401
公开日2011年3月30日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者刘斌, 季世泽, 张喜泽, 张大义, 蔡丹宙, 韩云武, 马瞻, 黄国飞 申请人:上海电缆研究所