输电线路舞动检测器的制作方法

本发明涉及架空输电线路技术领域，尤其是涉及一种输电线路舞动检测器。

背景技术：

架空输电线路运行过程中会因自然条件的作用发生多种灾害事故，威胁线路的安全稳定运行，舞动是其中危害较为严重的一种。输电线路舞动是一种由于空气动力不稳定而产生的现象。输电线路舞动的发生主要是在特殊气象条件下发生了大面积雨凇天气，使得架空输电线路表面覆冰，输电线路在风的作用下产生低频率(0.1～3.0)Hz、大振幅(约为导线直径的20～300倍)的自激振动。舞动产生多方面的危害，轻者发生闪络、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、脱落，甚至倒塔，导致重大电网事故。

公开号CN201134152 的中国专利提供一种架空输电线路舞动监测装置及系统，包括：加速度传感器、信号调理单元、无线收发单元以及电源；加速度传感器与信号调理单元相耦合，信号调理单元与无线收发单元相耦合；加速度传感器对架空输电线路导线上的舞动监测点的舞动加速度信号进行监测，并将监测的加速度信号传送给信号调理单元；信号调理单元对加速度信号进行信号调理，并将生成的加速度标准信号传送给无线收发单元；无线收发单元将接收的加速度标准信号进行无线发射；电源用于提供工作电能。

公开号CN201233275的中国专利公开了一种精确测量高压线路舞动幅值及频率的检测装置，包括密封壳体及壳体内设置的供电感应电路和数据处理电路；数据处理电路包括低功耗单片机、振动幅值检测电路、振动频率检测电路、信号放大电路、采样保持电路、A/D 转换电路及信号长距离发射电路。

上述装置采用电子电路实现高压线路舞动的检测，由于高压线路、尤其是超高压线路的电磁干扰较严重，会影响电子电路的正常工作，而且监测装置的实现比较复杂，整条线路需要大量的监测单元，成本较高，同时需要考虑绝缘问题，安装较为困难。我国各电压等级特别是特高压线路具有分裂数多、导线截面大、离地高度大、电压等级高等特点，对应用于特高压线路的防舞设计方法及防舞装置也应与较低电压等级输电线路的防舞有所不同。针对舞动情况，进行科学调研和数据统计是必须的一个环节。目前，亟需一种全天候、便于安装、可靠精准的输电线路舞动检测仪，来进行舞动情况的科学统计。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种输电线路舞动检测器，用以实现输电线路，尤其是高压、超高压线路舞动的精确检测。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种输电线路舞动检测器，其中，输电线路舞动检测器包括光伏蓄电池系统、激光发射单元、激光接收单元和统计记录单元；所述统计记录单元包括第一统计记录单元和第二统计记录单元；所述光伏蓄电池系统包括第一光伏单元和第二光伏单元，所述激光发射单元设置在所述第一光伏单元上，第一光伏单元为激光发射单元、第一统计记录单元供电，所述激光发射单元连接所述第一统计记录单元；所述激光接收单元和第二统计记录单元设置在第二光伏单元上，第二光伏单元为激光接收单元和第二统计记录单元供电，所述激光接收单元连接所述第二统计记录单元；所述激光发射单元和激光接收单元分别设置两根杆塔上，所述激光发射单元和所述激光接收单元相对设置。

优选的，所述第一光伏单元上设置有光伏面板，所述光伏面板上设置防水层。

优选的，所述第二光伏单元上设置有光伏面板，所述光伏面板上设置防水层。

优选的，所述两根杆塔为相邻杆塔。

优选的，所述激光发射单元在预设时间内发出N束激光，N为自然数，N>1，由第一统计记录单元记录激光发出的时间和次数；所述激光接收单元在所述预设时间内接收到M束激光，M为自然数，M≦N，由第二统计单元记录激光接收的时间和次数。

优选的，所述输电线路舞动检测器还包括无线通讯单元和报警单元，所述无线通讯单元和报警单元分别连接所述第二统计记录单元，当所述M、N的差值超出预设范围时，所述报警单元将报警信息经无线通讯单元发送监控中心。

优选的，所述报警单元将报警信息经无线通讯单元发送至检修人员的移动终端。

本发明的有益效果是：

鉴于输电线路舞动造成的危害，本发明在杆塔上设置采用光伏单元、激光发射单元、激光接收单元，光伏单元采用太阳能发电，为激光发射单元提供激光接收单元电源，无需连接专门的外接电源。在光伏单元的光伏面板上进行防腐防水处理，设置防腐层和防水层，降低了光伏面板的故障率，提高了光伏单元的使用寿命。激光发射单元、激光接收单元相对设置在两根杆塔上，激光发射单元发出的激光束是沿直接传播，当输电线路发生舞动时，线路为有一定的垂度，激光发射单元发出的激光束由于被输电线路遮挡，激光接收单元无法接收到激光发射单元发出的激光束，从而判断输电线路是否发生舞动情况，本发明简单易行、精确度高，尤其适用于超高压、特高压输电线路的舞动检测。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1、图2所示，输电线路舞动检测器包括光伏蓄电池系统、激光发射单元A2、激光接收单元B2和统计记录单元。统计记录单元包括第一统计记录单元和第二统计记录单元；光伏蓄电池系统包括第一光伏单元和第二光伏单元，激光发射单元A2设置在第一光伏单元上，第一光伏单元为激光发射单元A2、第一统计记录单元供电，激光发射单元A2连接第一统计记录单元；激光接收单元B2和第二统计记录单元设置在第二光伏单元上，第二光伏单元为激光接收单元B2和第二统计记录单元供电，激光接收单元B2连接所述第二统计记录单元；激光发射单元A2和激光接收单元B2分别设置两根杆塔上，激光发射单元A2和所述激光接收单元B2相对设置。

在第一光伏单元上设置有连接件A3，第二光伏单元上设置连接件B3，连接件A3、B3用于固定光伏蓄电池系统，连接件A3、B3可根据光伏面板A1、光伏面板B1的大小进行定制。光伏蓄电池系统，其蓄电容量保证仪器能在恶略天气情况下工作满足当地长时间工作需求。

激光发射单元A2在预设时间内发出N束激光，N为自然数，N>1，由第一统计记录单元记录激光发出的时间和次数；激光接收单元B2在所述预设时间内接收到M束激光，M为自然数，M≦N，由第二统计单元记录激光接收的时间和次数。通过对激光接收单元B2接收时间和次数的导出、统计，通过数学模型公式，推导出舞动的频次、时间。

在一个实施例中，如图2所示，输电线路舞动检测器还包括无线通讯单元和报警单元，无线通讯单元和报警单元分别连接第二统计记录单元，当M、N的差值超出预设范围时，报警单元将报警信息经无线通讯单元发送监控中心，也可同时将报警信息发送至检修人员的手机上。M、N的差值越小，说明输电线路舞动的幅值越小，当M-N=0时，说明输电线路无舞动。当M、N的差值超出预设范围时，说明输电线路舞动情况严重，为避免发生电网事故，需要检修人员现场检修，此时由报警单元将报警信息经无线通讯单元发送监控中心和手机上，通知检修人员到现场检修。例如，激光发射单元A2以6次/分钟的频次发射激光，3分钟后，激光发射单元A2共发出18束激光，当线路无舞动时，激光接收单元B2在3分钟内也接收到18束激光，当线路舞动严重时（例如恶劣天气或灾害性天气），激光接收单元B2仅接收到5－10次，此时判断线路舞动严重，需要发送报警信息。该预设范围可根据实际情况设定。

在一个实施例中，第一光伏单元上设置有光伏面板A1，光伏面板A1上设置防水层。第二光伏单元上设置有光伏面板B1，光伏面板B1上设置防水层。该防水层采用以下重量份的组分：含氟丙烯酸树脂40份、氟化聚氨酯7份、纳米TiO₂ 4.5份、纳米SiO₂ 8份、羧甲基纤维素0.5份、壬基酚聚氧乙烯醚0.2份、POLYFLOWKL-403 0.3份、十溴二苯乙烷 1份、氨丙基三乙氧基硅烷 2份、抗氧剂168 0.025份、促进剂928 0.2份、N，N-二甲基乙酰胺 25份、弹性纤维1份、钛白粉0.1份。

防水层的制备方法包括如下步骤：

1）预处理：用8wt%的盐酸和9wt%硫酸的混合液对待涂覆的光伏面板表面进行酸洗30分钟；然后用3wt％的碳酸钠溶液中和；经中和处理后的金属表面，再用清水冲洗3次，干燥；其中，盐酸和硫酸的体积比为1: 0.8；清水水温为27℃；

2）含氟丙烯酸树脂、氟化聚氨酯、弹性纤维、钛白粉、纳米TiO₂、纳米SiO₂混合后球磨至粒径为30nm的纳米颗粒；

3）将步骤2）制得的纳米颗粒与剩余组分混合后高速分散机分散1.3h，既得防水涂层；

4）涂覆：将制得防水涂层涂覆于步骤1）预处理的光伏面板表面上，并于55℃干燥。

促进剂928为一种特殊聚酯类附着力促进剂，其在常温的稳定性比较好，当温度上升到一定程度时，其活性基团会与树脂及底材的活性基团发生交联反应。使涂料的附着力提高，同时涂料的耐热性、耐化学性、耐水性等物理性能都会提高，在防水涂层的组分中加入促进剂928使得涂层的附着力更强，有利于提高室内变电设备疏水性能的稳定性。

含氟丙烯酸树脂具有良好的降低材料表面的自由能的作用，成膜表面疏水性能优异，材料具有优良的斥水、斥油性能。含氟丙烯酸树脂是对丙烯酸树脂进行了改性，与其他合成高分子树脂相比，具有较好的耐酸、碱、盐、油脂和洗涤剂等化学品沾污和极好的柔韧性。以此为成膜物质，具有低表面能性能，结合氟化聚氨酯，具有良好的低温性能和高温稳定性。纳米SiO₂与含氟丙烯酸树脂具有良好的相容性，使用纳米SiO₂ 与含氟丙烯酸树脂混合研磨共溶，实现了对含氟丙烯酸树脂进行改性，能够在含氟丙烯酸树脂表面形成纳米或这亚微米的突起，这些突起互相连接，从而形成防水结构，能够减少在潮湿环境下与水的接触面积，有利于使滴落在涂层上的过冷却水滴迅速滚落，从而降低水的附着力，实现高的防水性。

纳米TiO₂在紫外光的照射下能产生自由基，对有机物具有很强的降解能力，因此在防水涂层中添加一定量的纳米TiO₂，可以赋予该防水涂层一定的自清洁能力，另外由于纳米TiO₂分子结构中存在大量的不饱和键和不同状态的羟基，可与含氟丙烯酸树脂的基团发生键合作用，从而改善材料的热稳定性和化学稳定性。

该防水涂层与水的接触角达到180°，滚动角为4，含氟丙烯酸树脂与超疏水高分子材料复合使用，其中添加的纳米SiO₂在树脂表面形成的类似于荷叶表面的粗糙结构，是防水涂层具有优良的斥水、斥油性能的主要影响因素。该涂层能够在含氟丙烯酸树脂表面形成大小合适的纳米或这亚微米的突起，这些突起互相连接性良好，从而形成优良的防水结构；该涂层的硬度值为4H，耐磨性为35，光吸收率0.95，发射率0.23。

本发明在安装时，首先考察该地区天气统计，计算所需恶略天气最大工作需求容量并以1.5倍容量配置光伏蓄电池系统。选择通过激光输出，保证在任何天气情况下，信号接收稳定排除其他干扰。通过此方式，无论在任何天气或短时变化气候时，都会准确、可靠统计、计算出线路舞动情况，便于科学研究和满足日常工作需求。

说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。