一种导线舞动监测装置的制作方法

本实用新型涉及电力系统输电线路导线测量技术领域，尤其涉及一种导线舞动监测装置。

背景技术：

统计资料表明, 我国是舞动灾害最严重的国家之一,我国共发生有文字记录的舞动事故约起，随着我国电网规模的发展和恶劣气象的频繁出现,电网发生舞动事故的频率和危害程度呈明显增加的趋势, 几乎每年都发生大范围的舞动事故，并带来了严重的经济损失和社会影响 。2015年11月到 2016年3月，河南、山西、湖南 、江西 、浙江、湖北、辽宁、河北、山东等省相继出现7次输电线路大面积覆冰舞动现象 , 造成多条不同电压等级线路发生机械和电气故障, 给电网运行带来巨大威胁,其中山西 、浙江 、江西、湖南、河北、山东等六省区首次出现大规模的舞动现象。电网安全运行面临新的形势和挑战, 现有的技术水平表现出认识滞后 、知识储备不足和应对能力欠缺等问题。输电线路覆冰舞动具有发生机理复杂、防治难度大和破坏力强的特点，是架空输电线路领域国际公认的难题。存在的问题主要有:缺乏统一的舞动机理 ,每种机理只适用于某些特定情况;现有舞动分析技术多基于简化模型 ,计算精度有限;现有防舞方法及防舞装置应用仍有不足, 防舞效果不理想;缺乏防舞设计规范和标准 ,缺少统一的舞动防治指导原则 。为建设统一、坚强 、智能电网,有必要开展输电线路覆冰舞动相关关键技术问题研究，本实用新型旨在设计一种导线舞动监测装置，为后台科学研究和现场治理提供一定依据。

现在市面上的舞动监测装置存在以下问题：

缺乏统一的舞动机理 ,每种机理只适用于某些特定情况；

缺乏防舞设计规范和标准 ,缺少统一的舞动防治指导原则。

目前导线舞动监测装置低温运行稳定性差，在线率低。

目前的导线舞动监测装置功能单一，扩展性差。

综上所述，现在市面上亟需一种实际线路多点实时监测，分阶段监测，反应实际的导线舞动情况，精度高的舞动监测装置。

技术实现要素：

为克服现有技术中缺乏统一的舞动机理 ,每种机理只适用于某些特定情况；缺乏防舞设计规范和标准 ,缺少统一的舞动防治指导原则；导线舞动监测装置低温运行稳定性差，在线率低；导线舞动监测装置功能单一，扩展性差的问题，本实用新型提供了一种导线舞动监测装置。

本实用新型为达到上述技术目的所采用的技术方案是：一种导线舞动监测装置，所述导线舞动监测装置包括：

数据采集器，其设置在导线上，用于导线舞动数据的采集；

数据处理单元，其与数据采集器相连接，用于接收和处理所述数据采集器采集的数据；

无线传输单元，其与所述数据处理单元相连接，用于所述数据处理单元输出数据的无线传输；

监测后台，其与所述无线传输单元相连接，用于与所述无线传输单元之间信息的接收和发送；

显示器，其与所述数据处理单元相连接，用于所述数据处理单元处理后数据的显示；

键盘，其与所述数据处理单元相连接，用于指令的输入；以及

供电单元，其为整个装置工作提供电能；

所述数据采集器包括：

第一传感器，其设置在整档导线距大号侧档端的1/4处，用于向所述数据处理单元直接输出该位置的水平位置和高程；

第二传感器，其设置在整档导线的中间位置，用于向所述数据处理单元直接输出该位置的水平位置和高程；以及

第三传感器，其设置在整档导线距大号侧档端的3/4处，用于向所述数据处理单元直接输出该位置的水平位置和高程。

在一些实施例中，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器为SKG12A型GPS位置传感器。

在一些实施例中，所述供电单元包括：

蓄电池，其用于电能的储存；以及

太阳能板，其与所述蓄电池相连接，用于将太阳能转化成电能。

在一些实施例中，所述蓄电池外设有双层结构的机箱。

在一些实施例中，所述机箱双层结构之间填充保温棉。

在一些实施例中，所述太阳能板与水平面相互垂直。

在一些实施例中，所述太阳能板正面朝向为南偏西12度。

在一些实施例中，所述导线舞动监测装置还包括：

外扩接口，其与所述数据处理单元相连接，用于传感器信号的输入。

本实用新型的有益效果是：本实用新型相较于现有技术，其实际线路多点实时监测，分阶段监测，反应实际的导线舞动情况，精度高；为输电线路覆冰舞动相关关键技术问题研究提供大量真实有效的数据；监测装置耐低温，通过双层保温机箱对蓄电池进行保护，提高供电单元的稳定性和寿命；充电单元从结构的创新设计上解决了太阳能板被覆雪、覆冰、风沙遮挡，丧失充电的问题；后台设置报警阈值，超出相应阈值通过短信报警；解绑工作人员的时间强度；一体化设计，功能模块化。

附图说明

图1是本实用新型一种导线舞动监测装置的原理框图；

图2是本实用新型一种导线舞动监测装置中数据采集器的安装结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参照图1、图2所示，本实用新型提供了一种导线舞动监测装置，所述导线舞动监测装置包括：

数据采集器，其设置在导线上，用于导线舞动数据的采集；

数据处理单元，其与数据采集器相连接，用于接收和处理所述数据采集器采集的数据；

无线传输单元，其与所述数据处理单元相连接，用于所述数据处理单元输出数据的无线传输；

监测后台，其与所述无线传输单元相连接，用于与所述无线传输单元之间信息的接收和发送；

显示器，其与所述数据处理单元相连接，用于所述数据处理单元处理后数据的显示；

键盘，其与所述数据处理单元相连接，用于指令的输入；以及

供电单元，其为整个装置工作提供电能；

所述数据采集器包括：

第一传感器20，其设置在整档导线距大号侧10档端的1/4处，用于向所述数据处理单元直接输出该位置的水平位置和高程；

第二传感器30，其设置在整档导线的中间位置，用于向所述数据处理单元直接输出该位置的水平位置和高程；以及

第三传感器40，其设置在整档导线距大号侧10档端的3/4处，用于向所述数据处理单元直接输出该位置的水平位置和高程。

具体的，数据处理单元包括单片机芯片，设置在所述单片机芯片上的A/D转换器接口和数据采集器接口，所述单片机芯片还连接有键盘控制电路和LCD液晶显示驱动电路。在实际使用时，在A/D转换器接口上插接上A/D转换器，在数据采集器接口上插接上数据采集器，工作时，通过数据采集器采集信号，这里的信号即为第一传感器20、第二传感器30和第三传感器40的水平位置和高程，通过A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，通过单片机将数字信号进行传输，通过其连接的LCD液晶显示驱动电路将信号显示在显示器上。

需要说明的是，大号侧10和小号侧是线路的一种编号方法，一般从电源端开始编号1、2、3一直到受电端。大号侧10就是指杆塔面向受电端的那档，小号侧则相反。

将第一传感器20设置在整档导线距大号侧10档端1/4处，第二传感器30设置在整档导线的中间位置，第三传感器40设置在整档导线距大号侧10档端的3/4处，设置完成后，通过第一传感器20、第二传感器30和第三传感器40对整档导线距大号侧10档端1/4处位置、中间位置和距大号侧10档端3/4处位置的水平位置和高程进行实时监测，其中水平位置为水平面，高程指的是某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离，称绝对高程，简称高程。某点沿铅垂线方向到某假定水准基面的距离，称假定高程。

在实际监测中，在线路跳闸的情况下，若第二传感器30在导线舞动中位移最大则为一阶舞动。由于整档导线在正常情况下，中间位置在重力的作用下，其位于最低点，当检测到该点的位移最大时，即最低点处的导线上下移动相当剧烈，判断其为一阶舞动。若第一传感器20与第三传感器40位移比第二传感器30位移较大则为二阶舞动。在线路未发生跳闸时监测到的舞动则为三阶以上舞动，此时舞动对线路影响较小，可暂时不用处理。

需要说明的是，该判断方式是在多次的试验以后得出的结论，在多次的试验中，对第一传感器20、第二传感器30和第三传感器40的位置进行了多次调整，同时，模拟导线的一阶舞动、二阶舞动和三阶舞动，对第一传感器20、第二传感器30和第三传感器40的位移位置进行了记录，最终得到本申请的方案。

在一些实施例中，所述第一传感器20、第二传感器30和第三传感器40为SKG12A型GPS位置传感器。

在一些实施例中，所述供电单元包括：

蓄电池，其用于电能的储存；以及

太阳能板，其与所述蓄电池相连接，用于将太阳能转化成电能。

在一些实施例中，所述蓄电池外设有双层结构的机箱。

在一些实施例中，所述机箱双层结构之间填充保温棉。

在一些实施例中，所述太阳能板与水平面相互垂直。

在一些实施例中，所述太阳能板正面朝向为南偏西12度。

具体的，造成输电线路在线监测装置低温环境下在线率低的主要原因是供电系统在覆冰低温环境下使用效果的大幅下降。通常户外输电线路在线监测装置的供电方式为太阳能板+蓄电池，而在低温环境下，蓄电池的容量大幅下降，再加上如果太阳能板覆雪而造成不能充电，供电系统基本就处于瘫痪状态，也就直接造成了设备掉线。

为解决该问题，本项目拟通过对供电单元结构的改变来达到提高监测装置低温稳定性的目的。首先放置蓄电池的机箱采用双层结构，内部填充保温棉，也可以给蓄电池套上一个“棉外衣”；其次将太阳能板从传统的45°倾斜方式改为接近90°的倾斜方式，防止太阳能板上面积雪。

在一些实施例中，所述导线舞动监测装置还包括：

外扩接口，其与所述数据处理单元相连接，用于传感器信号的输入。

具体的，导线舞动监测装置采用一体化设计，预留多个外扩接口，根据使用环境还可增添视频、杆塔倾斜、导线覆冰、微气象监测功能，只需进行传感器的插拔即可。

综上所述，本实用新型采用实际线路多点实时监测，分阶段监测，反应实际的导线舞动情况，精度高；为输电线路覆冰舞动相关关键技术问题研究提供大量真实有效的数据；监测装置耐低温，通过双层保温机箱对蓄电池进行保护，提高供电单元的稳定性和寿命；充电单元从结构的创新设计上解决了太阳能板被覆雪、覆冰、风沙遮挡，丧失充电的问题；后台设置报警阈值，超出相应阈值通过短信报警；解绑工作人员的时间强度；一体化设计，功能模块化。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。