输电线路微风振动传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种输电线路微风振动传感器，包括依次连接的电源模块、主控模块和位移测量模块；主控模块还与Zigbee通信模块连接；电源模块中包括相互连接的互感器、电源控制器和锂电池；电源控制器和锂电池均与主控模块连接，为主控模块供电；主控模块包括相互连接的CPU和AD采样模块；位移测量模块包括调理电路和与之相连的悬臂梁位移计；调理电路与主控模块中的AD采样模块连接。本实用新型的目的是提供一种输电线路微风振动传感器，解决了现有技术中存在的解决现有输电线路微风振动传感器供电不可靠、测量误差大，受现场自然环境和电磁环境影响较大的问题。
【专利说明】输电线路微风振动传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于输变电设备状态监测【技术领域】，涉及一种输电线路微风振动传感器。
【背景技术】
[0002]近年来，我国特高压输电工程的迅速开展，随着电压等级的升高和大跨越线路不断增加，输电线路微风振动造成的断股断线事故发生的频率显增加，严重影响了电网的安全运行，造成了巨大的经济损失。微风振动在线监测技术的出现，为微风振动事故的预防与控制提供了重要的参考价值，因而在近几年得到了快速的发展。目前，国内外已经设计出了多种导地线微风振动监测装置，大部分是采用悬臂梁式位移测量结构作为微风振动传感器的采集元件，获取导线或地线的弯曲幅度，经过微风振动传感器内的处理单元计算后，得到导线或地线振动幅度和频率。
[0003]而现有的输电线路微风振动传感器供电不可靠、测量误差大，受现场自然环境和电磁环境影响较大的问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种输电线路微风振动传感器，解决了现有技术中存在的解决现有输电线路微风振动传感器供电不可靠、测量误差大，受现场自然环境和电磁环境影响较大的问题。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是，输电线路微风振动传感器，包括依次连接的电源模块、主控模块和位移测量模块；主控模块还与Zigbee通信模块连接；电源模块中包括相互连接的互感器、电源控制器和锂电池；电源控制器和锂电池均与主控模块连接，为主控模块供电；主控模块包括相互连接的CPU和AD采样模块；位移测量模块包括调理电路和与之相连的悬臂梁位移计；调理电路与主控模块中的AD采样模块连接。
[0006]本实用新型的特点还在于，
[0007]其中，电源模块、主控模块、Zigbee通信模块和位移测量模块中的调理电路设置在监测单元中。
[0008]其中，监测单元和悬臂梁式位移计均固定在输电线上，悬臂梁式位移计为双控式悬臂梁位移计，其滚轮压在悬垂线夹的出口处。
[0009]其中，悬臂梁式位移计与监测单元之间通过四芯屏蔽线连接。
[0010]其中，监测单元通过安装线夹安装在输电线上距离悬垂线夹出口 180mm处，悬臂梁式位移计安装于距离悬垂线夹出口 89mm处，且滚轮与悬垂线夹出口处良好接触。
[0011]本实用新型的有益效果是，采用互感取电与锂电池结合的供电方式，实现了传感器的不间断供电，并能在线路停电、融冰等情况下持续供电。此外，采用双控式的悬臂梁测量振动，提高了测量精度，减小了自然环境和电磁环境对传感器的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的输电线路微风振动传感器的模块结构示意图；
[0013]图2是本实用新型的输电线路微风振动传感器的外部结构示意图；
[0014]图3是本实用新型的输电线路微风振动传感器的监测单元结构示意图。
[0015]图中，1.电源模块，1-1.互感器，1-2.电源控制器，1-3.锂电池，2.主控模块，2-1.CPU，2-2.AD采样模块，3.位移测量模块，3-1.悬臂梁式位移计，3-2.调理电路，3-3.四芯屏蔽线，3-4.滚轮，4.Zigbee通信模块，5.监测单元，6.悬垂线夹，7.输电线，8.安装线夹。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0017]本实用新型的输电线路微风振动传感器，如图1所示，包括依次连接的电源模块1、主控模块2和位移测量模块3 ;主控模块2还与Zigbee通信模块4连接；
[0018]电源模块I中包括相互连接的互感器1-1、电源控制器1-2和锂电池1-3 ;电源控制器1-2和锂电池1-3均与主控模块2连接，为主控模块2供电；
[0019]主控模块包括相互连接的CPU2-1和AD采样模块2_2 ；
[0020]位移测量模块3包括调理电路3-2和与之相连的悬臂梁位移计3-1 ;调理电路3_2与主控模块2中的AD采样模块2-2连接。
[0021]电源模块1、主控模块2、Zigbee通信模块4和位移测量模块3中的调理电路3_2设置在监测单元5中；
[0022]如图2所示，监测单元5和悬臂梁式位移计3-1均固定在输电线7上，悬臂梁式位移计3-1为双控式悬臂梁位移计，其滚轮3-4压在悬垂线夹6的出口处；
[0023]监测单元5与悬臂梁位移计3-1通过四芯屏蔽线3-3连接，
[0024]如图3所示，监测单元5通过安装线夹8固定在输电线7上。监测单元5，安装于距离悬垂线夹6出口 180mm处，悬臂梁式位移计3_1安装于距离悬垂线夹6出口 89mm处，且滚轮与悬垂线夹6出口处良好接触，使得传感器随导线振动发生相应的形变，通过四芯屏蔽线3-3与球形的监测单元5连接。
[0025]其中，电源模块I中的互感器1-1的一次侧为高压输电线路，二次侧出的交流电作为电源控制器的输入，电源控制器1-2将互感器1-1输出的交流电经过单相全桥整流电路、电容滤波电路、开关稳压电路输出稳定的电压，一方面给锂电池充电，另一方面给其他模块供电。
[0026]电源控制器1-2中还包括了过电压保护和过电流保护部分，当导线短路或其他情况导致导线电流过大，互感线圈的输出电压超过正常电压的范围时，过电压保护启动，起到保护稳压电路的作用。当电压继续增大，流过过电压电路电流增大，过电流保护启动，起到保护过电压保护元件的作用。另外，线路停电或采用直流融冰时，导线电流为零或直流，互感线圈的磁通量变化率为零，互感器将停止输出，此时锂电池作为传感器的供电电源，保证传感器正常工作。
[0027]主控模块2包括依次连接的AD采样模块2-2和CPU2-1，且电源模块I中的电源控制器1-2和锂电池1-3均与主控模块2连接，为主控模块2供电。AD采样模块完成位移测量模块输出信号的采集，CPU进行数据整合和数据处理，然后经过通信模块输出。
[0028]双控式悬臂梁位移计的滚轮压在悬垂线夹出口处，另一端固定在导线上，当导线发生振动时，双控式悬臂梁位移计随之振动，位移计发生一定的形变，此时位移计输出的电压就会发生变化，变化的电压输出到调理电路中，调理电路一方面去除掉信号的零点漂移，另一方面通过差动放大器将信号放大，供主控模块中的AD采样模块采集。
[0029]通信模块4为传感器的输出接口，通过ZigBee的无线传输方式将传感器测量结果输出。
【权利要求】
1.输电线路微风振动传感器，其特征在于，包括依次连接的电源模块(I)、主控模块(2)和位移测量模块(3);所述的主控模块(2)还与Zigbee通信模块(4)连接； 所述的电源模块(I)中包括相互连接的互感器(1-1)、电源控制器(1-2)和锂电池(1-3);所述的电源控制器(1-2)和锂电池(1-3)均与主控模块(2)连接，为主控模块(2)供电； 所述的主控模块(2)包括相互连接的CPU (2-1)和AD采样模块(2-2)； 所述的位移测量模块(3)包括调理电路(3-2)和与之相连的悬臂梁位移计(3-1);所述的调理电路(3-2)与主控模块(2)中的AD采样模块(2-2)连接。
2.根据权利要求1所述的输电线路微风振动传感器，其特征在于，所述的电源模块(I)、主控模块(2)、Zigbee通信模块(4)和位移测量模块(3)中的调理电路(3_2)设置在监测单元(5)中。
3.根据权利要求2所述的输电线路微风振动传感器，其特征在于，所述的监测单元(5)和悬臂梁式位移计(3-1)均固定在输电线(7)上，所述的悬臂梁式位移计(3-1)为双控式悬臂梁位移计，其滚轮(3-4)压在悬垂线夹(6)的出口处。
4.根据权利要求3所述的输电线路微风振动传感器，其特征在于，所述的悬臂梁式位移计(3-1)与监测单元(5)之间通过四芯屏蔽线(3-3)连接。
5.根据权利要求4所述的输电线路微风振动传感器，其特征在于，所述的监测单元(5)通过安装线夹(8)安装在输电线(7)上距离悬垂线夹(6)出口 180mm处，所述的悬臂梁式位移计(3-1)安装于距离悬垂线夹(6)出口 89mm处，且滚轮与悬垂线夹(6)出口处良好接触。
【文档编号】G01H1/00GK204085682SQ201420564892
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】赵隆, 黄新波, 朱永灿 申请人:西安工程大学