专利名称：一种利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力监测技术领域，特别涉及一种送电线路微风振动在线监测装置，具体的讲涉及一种利用太阳能供电的架空送电线路微风振动监测装置。
背景技术：
架空送电线路特别是超高压、远距离、大容量的送电线路，在运行过程中受气象条件和外界环境等的影响经常发生超过允许幅值的微风振动，往往导致某些线路部件的疲劳损坏，如导地线的疲劳断股，金具、间隔棒及杆塔构件的疲劳损坏或磨损等，这些故障通过传统的人工定期巡线手段很难得到有效的预防。目前迫切需要使用智能装置对送电线路状态进行在线监测以提高线路运行的可靠性；另外，对线路温度的在线监测对提高导线的输送容量，减少线路投资，缓解我国供电形势紧张的局面也有着很大的参考意义。
高压线路在线监测装置一般都安装在导线上，要达到在线监测的目的，信号传输必须用无线的方式，而且装置工作在高压电场，强磁场和高低温甚至冰雪雷雹等恶劣环境中，特殊的工作环境决定了其面临着诸多的技术问题，包括长期电源问题、抗干扰问题、信号传输方式等等，其中最主要的是电源问题，目前国内有少量装置采用从高压线路上感应取能的方法来获取电源，相关的专利如下公开号为CN 2704150Y的中国专利“高压线路感应取能装置”公开了一种电力线路高压带电作业设备的电能补给装置，该装置采用环状铁芯和绕在铁芯上的线圈做成类似于穿芯式电流互感器的结构，用感应取能的方法从高压线路上获取电能，解决了高压线路上带电作业设备的供电问题。
公开号为CN 2625909Y的中国专利“高压线路绝缘子污秽在线检测装置”用上下两部分铁芯、铁芯上的线包绕组及电源电路组成电源变换器，将高压电力线上的电磁场能转为电能给在线检测装置供电。
以上两种装置解决了高压线路上检测和带电作业装置的自供电问题，但是在输电线路的地线和直流输电的电力线上，周围没有交变的电磁场，感应取能的方法并不适用。
此外，在高压环境中的传感信号的输入干扰也是一个必须考虑的问题，如果输入信号线过长，势必加剧对输入信号的干扰，影响测量的准确性。
线上装置为了达到无线传输的目的，必须采用发射天线向外发射信号，现有的装置大多将天线做成杆状，暴露于空气中，这样导致在碰到雨雪冰雹大风等气候时，天线受损坏的可能性会大大的增强。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置。该装置为一种安装使用方便、体积小、重量轻、节能、效率高，抗干扰能力强，能够自供电的无线监测装置，用于对高压线路振动、温度等参数的在线监测。该装置不仅适用于交流送电线路，而且适用于直流送电线路，还可用于地线、架空地线复合光缆(OPGW)上。
为实现上述目的，本实用新型提供一种利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置。该装置包括本体、太阳能供电装置、固定块、卡具和振动测量装置；其中，太阳能供电装置置于本体上；卡具通过固定块与本体连接，所述振动测量装置固定于所述固定块上；所述本体包括壳体，该壳体内设置有电路板和与电路板相连的充电电池；太阳能供电装置置于壳体上，与所述电路板连接；壳体上设有与电路板连接的天线；所述振动测量装置通过振动信号线与所述电路板连接；所述卡具具有环行结构，该环形结构与固定块底部连接。
所述振动测量装置包括一应变梁及置于其末端的可转动的小轮，所述应变梁的根部固定于固定块上，并且根部附近设有振动传感元件，该振动传感元件通过振动信号线与所述电路板连接。
所述应变梁为一悬臂梁式弹性体，在弹性体与小轮之间采用绝缘材料连接。
所述太阳能供电装置为太阳能电池板，其上设有电磁屏蔽金属网。
所述卡具环形结构的内壁设置有温度传感器，该温度传感器通过温度信号线与所述电路板连接。
所述壳体内壁设置屏蔽筒。
于所述屏蔽筒内表面贴设中空的支撑块，所述电路板和充电电池置于该支撑块内。
所述支撑块的内壁下侧贴设压板，其上有螺栓孔，用于固定壳体、支撑块和固定块。
所述固定块中间设有通孔，用于将所述振动信号线和温度信号线引入壳体内与电路板连接。
所述环形结构的内壁开有一个或多个小孔，用于安装温度传感器，该一个或多个温度传感器的信号线通过所述固定块的通孔与本体内的电路板连接。
所述天线为一贴片式片状天线。
所述壳体至少一侧设置有端盖，所述天线固设于端盖内，并由非屏蔽材料封装在该端盖内。
所述环形结构是由两个半圆形构成，其一端通过铰链连接，另一端通过螺栓固定，构成环形结构。
所述卡具环形结构的侧面设有多个小孔，用于减轻重量和连接保护绳。
本实用新型的有益之处在于1.太阳能装置采用一组太阳能电池板在不同的方向吸收太阳能的的结构方式，能最大限度的吸收不同方向的太阳能量，解决了线上监测装置供电不足的问题；
2.利用太阳能给高压线路在线监测装置供电的方式使监测装置应用的范围更加广泛；3.无线监测装置的天线采用贴片的形式密封安装于天线盖内，不仅缩小了装置的体积，而且能有效的防止恶劣的气候对天线造成损坏，提高了系统信号发射的可靠性；4.在卡具上开有安装温度传感器的小孔，温度传感信号通过固定于装置底部的固定块的小孔引入，该信号输入方式一方面便于温度传感器与高压电力线良好的接触，另一方面大大的缩短了信号引线的长度，减轻了高压线周围的电磁场对信号的影响，而且在很大程度上避免了风吹雨淋等外界环境对信号输入带来的影响；5.卡具和连接卡具的固定块做成分体式的结构，便于根据不同的电力线直径选择不同规格的卡具。
图1为本实用新型的结构剖面示意图；图2为本实用新型优选实施例的侧视图；图3为本实用新型优选实施例的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例详细说明本实用新型。
如图1所示，本实施例中的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，该装置包括本体，太阳能供电装置，固定块14、15，卡具16，温度传感器，振动测量装置13；其中，太阳能供电装置置于本体上；卡具16通过固定块14、15与本体连接，所述振动测量装置13固定于固定块14、15上；本实施例中太阳能供电装置采用3块太阳能电池板4，其上设有电磁屏蔽金属网。
本体外表面装有太阳能电池板用来吸收太阳能给整个无线监测装置供电，同时本体还对输入的温度和振动信号进行处理，并将处理后的温度振动信号通过天线发射出去，振动测量装置感测出振动信号送给本体，卡具则用于将整个装置固定在电力线上，当卡具锁紧时，装在其内表面小孔上的温度传感器与电力线紧密接触，将电力线的温度信号传送给本体进行处理。
在本实施例中，本体包括壳体2、端盖1和天线盖7，天线盖7形成该装置的另一个端盖；其中，壳体2采用长方体结构，中间开有方孔，被掏空的两面上带有圆筒外沿用以连接端盖，端盖1和天线盖7采用圆弧结构，两端盖分别与壳体2的圆筒外沿用螺纹连接固定。
壳体2其余四面一面与固定块14相接，另外三面放置太阳能电池板，其中太阳能电池板4通过电源线与壳体内的电路板连接，每一面在放置好太阳能电池板后，本实施例采用电池板压板3和螺丝将太阳能电池板4固定在壳体2上。
壳体2的方孔内表面贴装有屏蔽筒5，与太阳能电池板4上的屏蔽金属网一起完成对高压电力线周围电磁场的屏蔽功能。
于屏蔽筒5内设置支撑块6，其外表面与屏蔽筒5的内表面紧密相接在一起，本实施例中其材质采用绝缘材料，中间钻有方孔，在方孔的两侧开有小槽，起绝缘和固定电路板、电池的作用。
在支撑块6的方孔中从上到下依次排列充电电池和电路板，其中有充电电池，电源调理板，信号调理板和信号控制与收发电路板，该种将装置电路板分开上下排列的方式有利于缩小装置内部空间的体积。
在本实施例中，太阳能电池板4引出6根电源线与电源调理板相接，由电源调理板的充放电电路给电池充电；在支撑块6的方孔底部贴装有压板10，压板10上开有螺栓孔，固定块14，15分别通过螺栓接入压板10上的螺栓孔从而与本体连接在一起。
本实施例中，上下固定块14、15之间开有小槽，将振动测量装置卡装在其中，固定块14、15的中心开有小通孔，用于将外部的温度信号线和振动信号线引入本体内，与电路板连接；固定块14、15和卡具16之间用螺栓连接，使卡具16的上表面与固定块15的下表面紧密贴在一起。
该装置区别于其他类似装置的一个特殊之处在于用于无线传输信号的天线采用贴片天线的形式安装于本体内部。在本例中片状天线8用螺栓固定于天线盖靠近本体的一侧，另一侧用非屏蔽材料9将天线密封起来，既不影响信号的有效传输，又能对天线起到防雨防风的作用。
本例中的振动测量装置13是监测装置的传感器，为一条扁平的悬臂梁式弹性体，其末端装有可转动的小轮12，在小轮12与弹性体之间采用绝缘材料连接。该弹性体的根部固定在固定块14，15的上下两部分之间，在根部附近粘贴有振动传感元件。
本例中的卡具由两个半金属环通过铰链连接相互拼接成环形结构，两个半金属环的一端可以绕铰链柱相对自由转动，另一端可用螺栓将金属环锁紧。
在上半金属环的顶部留有小孔，用于安装温度传感器。
在两金属环的侧面各留有若干小孔，用于减轻金属环的重量，同时便于在高空安装作业时用小孔来连接保护绳。
将无线监测装置固定在高空电力线上时，首先根据电力线的直径选择大小合适的卡具16，将卡具16绕一例的铰链打开，使电力线穿过环行的金属卡具，然后闭合和用螺栓锁紧卡具的两半金属环，这时卡具的环行内表面将紧紧的圈住电力线外表面从而可将无线监测装置固定在电力线上。
本装置用于高压电力线温度监测和微风振动监测的原理如下将卡具16固定在高压电力线上以后，安装于卡具金属环上小孔的温度传感器将与电力线压接在一起感测电力线温度，温度的变化引起热电阻的阻值变化，位于本体内的电路通过检测热电阻的阻值来判断电力线温度的大小；当发生导线微风振动时，振动监测装置上的小轮受电力线的挤压引起振动监测装置上弹性体内部的形变，通过振动传感器感测出弹性体内形变的大小，并送入本体的电路进行判断从而可监测出微风振动的水平。
上述实施例仅用于说明本实用新型，而并非用于限定本实用新型。
权利要求1.一种利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，包括本体、太阳能供电装置、固定块、卡具和振动测量装置；其中，太阳能供电装置置于本体上；卡具通过固定块与本体连接，所述振动测量装置固定于所述固定块上；所述本体包括壳体，该壳体内设置有电路板和与电路板相连的充电电池；太阳能供电装置置于壳体上，与所述电路板连接壳体上设有与电路板连接的天线；所述振动测量装置通过振动信号线与所述电路板连接；所述卡具具有环行结构，该环形结构与固定块底部连接。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述振动测量装置包括一应变梁及置于其末端的可转动的小轮，所述应变梁的根部固定于固定块上，并且根部附近设有振动传感元件，该振动传感元件通过振动信号线与所述电路板连接。
3.根据权利要求2所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述应变梁为一悬臂梁式弹性体，在弹性体与小轮之间采用绝缘材料连接。
4.根据权利要求1所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述太阳能供电装置为太阳能电池板，其上设有电磁屏蔽金属网。
5.根据权利要求1所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述卡具环形结构的内壁设置有温度传感器，该温度传感器通过温度信号线与所述电路板连接。
6.根据权利要求1所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述壳体内壁设置屏蔽筒。
7.根据权利要求6所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述屏蔽筒内表面贴设中空的支撑块，所述电路板和充电电池置于该支撑块内。
8.根据权利要求7所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述支撑块的内壁下侧贴设压板，其上有螺栓孔，用于固定壳体、支撑块和固定块。
9.根据权利要求1或5所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述固定块中间设有通孔，用于将所述振动信号线和温度信号线引入壳体内与电路板连接。
10.根据权利要求9所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述环行结构的内壁开有一个或多个小孔，用于安装温度传感器，该一个或多个温度传感器的信号线通过所述固定块的通孔与本体内的电路板连接。
11.根据权利要求1所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述天线为一贴片式片状天线。
12.根据权利要求11所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述壳体至少一侧设有端盖，所述天线固设于端盖内，并由非屏蔽材料封装在该端盖内。
13.根据权利要求1所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述环形结构是由两个半圆形构成，其一端通过铰链连接，另一端通过螺栓固定，构成环形结构。
14.根据权利要求1所述的利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，其特征在于，所述卡具环形结构的侧面设有多个小孔，用于减轻重量和连接保护绳。
专利摘要本实用新型提供一种利用太阳能供电的送电线路微风振动监测装置，该装置包括本体、太阳能供电装置、固定块、卡具和振动测量装置；其中，太阳能供电装置置于本体上；卡具通过固定块与本体连接，所述振动测量装置固定于所述固定块上；所述本体包括壳体，该壳体内设置有电路板和与电路板相连的充电电池；太阳能供电装置置于壳体上，与所述电路板连接；壳体上设有与电路板连接的天线；所述振动测量装置通过振动信号线与所述电路板连接；所述卡具具有环行结构，该环形结构与固定块底部连接。
文档编号G01R31/02GK2852146SQ20052013056
公开日2006年12月27日 申请日期2005年11月7日 优先权日2005年11月7日
发明者于钦刚, 李红云, 郭志广, 何红太, 于长海, 裴志伟, 桂亚骁 申请人:国网北京电力建设研究院