架空输电线路覆冰检测预警装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型一种架空输电线路覆冰检测预警装置，涉及输电线路检测领域。
【背景技术】
[0002]输电线路就是输送电能，联络各发电厂、变电站使之并列运行，实现电力系统联网的电力线路，高压输电线路是电力工业的大动脉，是电力系统的重要组成部分。随着电网建设的加速和市场经济的推进，电力企业为避免由定期预防性试验及定期检修对设备检修“过度”或“漏失”而引起的运行可靠性降低和经济损失，迫切需要以输变电设备状态在线监测与诊断技术为基础的状态检修，以预防和减少事故的发生，提高电力系统的安全性、可靠性、稳定性。采用高压和超高压交、直流架空输电线路是长距离输送电能的主要方式。输电线路大多分布在野外，线路覆盖面广，所处的地理环境、气候条件恶劣，由于距离远、分散性大、气候恶劣、电磁干扰严重等因素，一直以来缺乏有效的安全防范措施，线路维护工作量大、危险性高。在电力系统中，输电线路的覆冰现象十分普遍。覆冰可以引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线、绝缘子闪络和通讯中断等事故，极大地威胁着电力系统的安全运行，给社会带来巨大的经济损失。因此，实时动态掌握输电线路的覆冰状况对于覆冰区域输电线路正常运行以及提高整个电力系统的安全可靠运行具有重要的实际意义和指导作用。
[0003]针对架空输电线路覆冰检测问题，近年来，电力系统为了防止发生冰害事故，常用的防冰、除冰技术有:1)、设计输电线路时尽量避开重冰区；2)、在导线上涂憎水性的涂料来减少覆冰量，降低冰与积覆物体表面的附着力，使冻雨或雪等在冻结或粘接到导线之前就可在自然力，如风或导线摆动时的力的作用下即能滑落；3)、利用热力除冰，即利用导线自身热源或附加热源加热，使附着在导线上的冰雪融化，如利用短路电流融化导线覆冰或利用缠绕在导线周围的低居里磁线产生的热量来达到防冰和除冰的目的；4)、机械除冰，即利用机械外力手动或自动强制使导线上的覆冰脱落，如现有的滑落铲刮除冰法以及通过外部振动器使覆冰导线振动以达到除冰目的的强力振动法等。
[0004]现有的防冰、除冰方法虽然多种多样，但普遍能耗大、安全性低，到目前为止，尚无一成熟、有效而经济的方法应用于工程实践。而且，最主要的一个问题就是，当输电线路覆冰时，何时进行除冰操作是一个最重要的问题。要解决此问题，就要求电力工作人员能动态地、实时地、准确地掌握输电线路的覆冰情况。传统的方法是在重覆冰区域设置观测哨所或设置更先进的覆冰气象观测站，通过测量实际运行导线的覆冰厚度或是测量站内模拟导线的覆冰厚度来为电力运行部门决策提供依据。但是该方法主要缺点就是成本太高，危险性大。同时，直接测量运行导线的覆冰难度非常大，而且测量的数据也不具有代表性。因此，架空输电线路覆冰的在线检测预警就显得尤为重要。
【发明内容】
[0005]基于上述问题，本实用新型提供一种架空输电线路覆冰检测预警装置，利用温湿度检测模块、三维超声波风速风向检测模块对输电线路塔线进行实时监测，从而获得环境的温度和湿度、风速以及风向信息；同时通过红外摄像头摄取现场覆冰图像，将获取的环境信息，以及覆冰信息经过无线ZigBee技术输送给检测终端，覆冰检测终端通过内部微控制器对所有检测到的信息进行汇总，储存并且通过初步计算后由GSM通信模块通过无线通信方式传送给微处理器系统中心，系统中心经过分析之后就会得出输电线路的覆冰情况，之后通过手机发送短信的方式，通知相关工作人员对输电线路覆冰情况进行处理，维护输电线路运行安全。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:
[0007]—种架空输电线路覆冰检测预警装置，安装在杆塔上的太阳能供电模块；
[0008]安装在横担上的温湿度检测模块、风速风向检测模块，所述温湿度检测模块、风速风向检测模块通过无线ZigBee连接微处理器模块；
[0009]安装在杆塔上的GSM通信模块，所述GSM通信模块连接微处理器模块；
[0010]安装在塔线上的上的摄像头，所述摄像头连接微处理器模块；
[0011 ] 所述微处理器模块连接语音提示模块。
[0012]所述微处理器模块、温湿度检测模块、风速风向检测模块均连接直流稳压电源模块。
[0013]所述温湿度检测模块、风速风向检测模块通过仪表放大器MAX4196连接微处理器丰旲块。
[0014]所述温湿度检测模块包括多个DHTll型温湿度传感器，多个DHTll型温湿度传感器连接微处理器模块。
[0015]所述风速风向检测模块包括多个CSAT3型风速风向传感器，多个CSAT3型风速风向传感器通过信号驱动电路、发射电路、接收电路连接微处理器模块。
[0016]所述语音提示模块包括WT588D型语音芯片，所述WT588D型语音芯片连接微处理器模块，所述WT588D型语音芯片连接存储器、喇叭P6。
[0017]所述GSM通信模块为TC53i模块，所述TC53i模块通过RS-485总线与微处理器模块连接。
[0018]所述微处理器模块连接串口通信模块，所述串口通信模块包括MAXM芯片。
[0019]所述摄像头通过继电器驱动器ULN2803、继电器连接微处理器模块。
[0020]所述微处理器模块包括芯片CC2530，芯片CC2530连接LED指示灯。
[0021]本实用新型一种架空输电线路覆冰检测预警装置，通过温湿度传感器和风速风向传感器对架空输电线路覆冰情况进行自动检测，并且通过摄像头对现场情况进行拍照，实现对输电线路塔线的保护。
[0022]本实用新型一种架空输电线路覆冰检测预警装置，通过温湿度传感器和风速风向传感器自动监测输电线路杆塔运行状况，并且通过红外摄像头对现场覆冰情况进行拍照，并且将温度、湿度、风速、风向以及现场覆冰图片信息通过ZigBee无线网络传输给检测终端，并且统计分析后由GSM通信模块通过无线通信发送给系统中心，经过系统中心分析之判断后并以短信形式发送给相关工作人员，实现对输电线路塔线全方位保护。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型装置的模块连接框图；
[0024]图2为本实用新型装置的主控制电路图；
[0025]图3为本实用新型装置的温湿度检测电路图；
[0026]图4为本实用新型装置的风速风向检测检测电路图；
[0027]图5为本实用新型装置的语音提示模块电路图；
[0028]图6为本实用新型装置的GSM通信模块的接口电路；
[0029]图7为本实用新型装置的直流稳压电源模块电路原理图；
[0030]图8为本实用新型装置的串口通信模块电路图；
[0031]图9为本实用新型装置的摄像头开关电路原理图；
[0032]图10为本实用新型装置的传感器信号放大电路图。
【具体实施方式】
[0033]—种架空输电线路覆冰检测预警装置，安装在杆塔上的太阳能供电模块；
[0034]安装在横担上的温湿度检测模块、风速风向检测模块，所述温湿度检测模块、风速风向检测模块通过无线ZigBee连接微处理器模块；
[0035]安装在杆塔上的GSM通信模块，所述GSM通信模块连接微处理器模块；
[0036]安装在塔线上的上的摄像头，所述摄像头连接微处理器模块；
[0037]所述微处理器模块连接语音提示模块。
[0038]所述微处理器模块、温湿度检测模块、风速风向检测模块均连接直流稳压电源模块。
[0039]所述温湿度检测模块包括多个DHTll型温湿度传感器。
[0040]所述风速风向检测模块包括多个CSAT3型风速风向传感器。
[0041 ] 所述微处理器模块包括芯片CC2530。
[0042]本实用新型一种架空输电线路覆冰检测预警装置，采用太阳能供电模块集中供电，太阳能供电模块包括太阳能蓄电池，太阳能蓄电池集中供电部分安装在杆塔上。另外本实用新型装置中所述的温湿度传感器和三维超声波风速风向传感器均安装在经常发生覆冰严重的架空输电线路上面的横担上。
[0043]本实用新型装置所采用的温湿度传感器型号DHT11，该温湿度传感器具有品质良好、响应超快、抗干扰能力强、性价比高等优点，是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用了专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，以确保产品具有极高的可靠性与长期稳定性。该温湿度传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件。
[0044]三维超声波风速风向传感器的型号为CSAT3，采用声光脉冲测量模式，可以抵御恶劣天气环境的影响。仪器测量三个正交风(Ux，Uy，Uz)，声速(C)，最大输出频率为60Hz。该传感器可以提供模拟输出和两种类型的数字输出。CSAT3通过的其内部时钟、计算机发出的RS-485命令或Campbell公司数据采集器上的SDM命令三种方式进行测量、控制，利用SDM协议的群触发功能可同步测量多个CSAT3，这样，多个CSAT3就可以进行大范围组网测量。
[0045]本实用新型装置中的GSM通信模块安装在杆塔上，并且与微处理器模块相连接，能够与远程系统中心进行数据通信。GSM通信模块通过RS-485总线与微处理器模块连接，用于和外部系统通讯，向外部系统发出各种报警信息。采用无线通信方式实现监测终端与远程系统中心的数据通信。
[0046]本实用新型装置中使用的摄像头为SAT系列，该红外摄像头采用多晶硅材料制备的单片机电阻型微测辐射热计技术，具有76800个探测器单元同时测量全画面中76800个像素点的温度数据，并把温度分布图像转化为标准视频信号显示在监视器上，也可传至系统中心。摄像头安装在塔线上，并且与微处理器模块连接。
[0047]本实用新型装置中，检测模块和检测终端之间的传输是利用无线ZigBee技术来实现。ZigBee协议规范自公布以来，多家公司纷纷推出自己的ZigBee芯片解决方案，主要厂家有 Freescale、TI/Chipcon、Ember、Jennie 等。其中，ΤΙ/Chipcon 公司在 ZigBee 技术的推广方面做了大量的工作，为广大用户免费提供了 ZigBee联盟认证的全面兼容IEEE802.1