专利名称：基于位移传感器的输电导线三维监测系统及其监测方法
基于位移传感器的输电导线三维监测系统及其监测方法技术领域
本发明属于电力运行维护领域，具体地指一种基于位移传感器的输电导线三维监 测系统及其监测方法。
背景技术：
输电线路广泛分布在偏远地区，导线架设于高山、峡谷、树林、河流等复杂地形，常 年受大自然的环境影响，输电线路的导线容易发生舞动、风偏、断线等，从而引起线路跳闸。 同时输电线路还有受人类生产、生活的影响，如公用事业基础建设中的土地平整、线路附件 风筝、广告气球飘带、农用薄膜、道路桥梁和弱电线路、管道建设、穿越架设等，危及到线路 的安全运行。
根据DL/T741-2001《架空送电线路运行规程》的要求，电力部门需定期组织人员 对输电线路进行线路巡视，耗费大量人力，效率不高。
现有的监测系统和方法均主要针对导线的电流、电压等电气参数，对偏远地区的 输电线路的导线位移参数缺乏有效的持续监测手段。发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足提供一种基于位移传感器的输电导线三维监 测系统及其监测方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是
—种基于位移传感器的输电导线三维监测系统，包括输电导线，还包括设在输电 导线上的多个位移传感器、多个设有无线通信装置的杆塔、监测中心服务器，所述输电导线 的固定端点设在杆塔上，所述多个位移传感器分别与无线通信装置相连接，所述无线通信 装置与监测中心服务器之间通过无线连接实现无线通讯。
本发明还提供一种基于位移传感器的输电导线三维监测系统的监测方法，其具体 步骤是
步骤1:每个位移传感器将采集到所述位移传感器所在点与相邻位移传感器之间 所述输电导线的实际长度和弧垂信号，通过所述无线通信装置将采集到的信号传至所述监 测中心服务器，监测中心服务器根据采集到的信号建立输电导线的三维模型，并在三维模 型上设定输电导线的初始位置；
步骤2 :所述输电导线在运行过程中受天气环境的影响，会发生位置偏移变化，分 布在导线上的多个位移传感器采集输电导线各点的实时位移偏量；
步骤3 :所述多个位移传感器通过无线通信装置将采集输电导线各点的实时位移 偏量传至监测中心服务器；
步骤4 :依据所述位移传感器所在点与相邻位移传感器之间所述输电导线的实际 长度、弧垂信号和杆塔之间的距离，通过所述监测中心服务器分别设第一位移偏量定值为 a、第二位移偏量定值为b和第三位移偏量定值为C，且a < b < c，判断采集的输电导线各点的实时位移偏量是否大于a，若大于a，则转下一步，若小于a，则返回步骤2 ；
步骤5 :通过监测中心服务器在所述三维模型的对应点上作出实时位移偏量标 记；
步骤6 :判断采集的输电导线各点的实时位移偏量是否大于b，若大于b，则转下一 步，若小于b，则返回步骤2 ;
步骤7 :通过监测中心服务器在所述三维模型的对应点上作出实时位移偏量黄色 标记；
步骤8 :判断采集的输电导线各点的实时位移偏量是否大于C，若大于C，则转下一 步，若小于c,则返回步骤2 ；
步骤9 :通过监测中心服务器在所述三维模型的对应点上作出实时位移偏量红色 标记，并发出预警信号；
本发明的有益效果是能采集输电导线的位置偏移信息，通过无线通信装置将采集 到的信息发送到监测中心服务器上，实现输电导线位移信息的远程实时在线监测。可以把 输电导线的位移信息实时地反映在三维模型画面上，从而更直观和生动。而且在输电导线 偏移太大时提前发出预警信号，有助于实现线路的状态检修，提高检修效率。
图1为本发明基于位移传感器的输电导线三维监测系统结构示意图。
图2为本发明监测方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本发明。
实施例本发明是一种基于位移传感器的输电导线三维监测系统，包括输电导线 1，还包括设在输电导线I上的五个位移传感器2、两个设有无线通信装置3的杆塔4、监测 中心服务器5，所述输电导线I的固定端点分别设在两个杆塔4上，所述五个位移传感器2 通过无线通信装置3与监测中心服务器5之间通过无线方式实现通讯。
位移传感器2用于采集输电导线的实际长度、弧垂和输电导线各点的实时位移偏 量信号；无线通信装置3用于实现位移传感器2和监测中心服务器5之间的远程通信；监测 中心服务器5用于接收、存储、计算和输出输电导线的各种数据量和发出预警信号，监测中 心服务器5还装有三维建模软件用于建立输电导线的三维模型。
一种基于位移传感器的输电导线三维监测系统的监测方法包括以下步骤
步骤1:每个位移传感器将采集到所述位移传感器所在点与相邻位移传感器之间 所述输电导线的实际长度和弧垂信号，通过所述无线通信装置将采集到的信号传至所述监 测中心服务器，监测中心服务器根据采集到的信号通过三维建模软件建立输电导线的三维 模型，并在三维模型上设定输电导线的初始位置；
步骤2 :所述输电导线在运行过程中受风、雨、雪、冰等环境的影响，会发生位置偏 移变化，分布在导线上的多个位移传感器采集输电导线各点的实时位移偏量；
步骤3 :所述多个位移传感器通过无线通信装置将采集输电导线各点的实时位移 偏量传至监测中心服务器；
步骤4 :依据所述位移传感器所在点与相邻位移传感器之间所述输电导线的实际 长度、弧垂信号和杆塔之间的距离，通过所述监测中心服务器分别设第一位移偏量定值为 a、第二位移偏量定值为b和第三位移偏量定值为C，且a < b < c，判断采集的输电导线各 点的实时位移偏量是否大于a，若大于a，则转下一步，若小于a，则返回步骤2 ；
步骤5 :通过监测中心服务器在所述三维模型的对应点上作出实时位移偏量标 记；
步骤6 :判断采集的输电导线各点的实时位移偏量是否大于b，若大于b，则转下一 步，若小于b，则返回步骤2 ;
步骤7 :通过监测中心服务器在所述三维模型的对应点上作出实时位移偏量黄色 标记，说明三维模型上黄色段输电导线位移偏量较大；
步骤8 :判断采集的输电导线各点的实时位移偏量是否大于C，若大于C，则转下一 步，若小于c,则返回步骤2 ；
步骤9 :通过监测中心服务器在所述三维模型的对应点上作出实时位移偏量红色 标记，并发出预警信号，说明三维模型上红色段输电导线位移偏量过大，容易因相间距离不 足引起线路故障，故作出了预警。
步骤2中所述的天气环境影响是指输电导线在运行过程中受到风、雨、雪、冰等环 境的影响，会发生位置偏移变化。步骤5中，通过监测中心服务器在所述三维模型的对应点 上作出标记，即在三维模型画面上，输电导线对应点在初始位置的基础上作出相应的位移 变化，实现了三维画面实时、动态地显示实际输电导线的位置情况。步骤7中，通过监测中 心服务器在所述三维模型的对应点上作出黄色标记，说明三维模型上黄色段输电导线位移 偏量较大。步骤9中，通过监测中心服务器在所述三维模型的对应点上作出红色标记，并发 出预警信号，说明三维模型上红色段输电导线位移偏量过大，容易因相间距离不足引起线 路故障，故作出了预警。
其中，第一位移偏量定值a、第二位移偏量定值b和第三位移偏量定值c可根据实 际线路情况进行设定，但必须满足a < b < C。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。本说明书中未作 详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1.一种基于位移传感器的输电导线三维监测系统，包括输电导线(1)，其特征在于还包括设在输电导线(I)上的多个位移传感器(2)、多个设有无线通信装置(3)的杆塔(4)、监测中心服务器(5)，所述输电导线(I)的固定端点设在杆塔(4)上，所述多个位移传感器(2)分别与无线通信装置(3 )相连接，所述无线通信装置(3 )与监测中心服务器(5 )之间通过无线连接实现无线通讯。
2.根据权利要求1所述的基于位移传感器的输电导线三维监测系统，其监测方法的具体步骤是 步骤1:每个位移传感器将采集到所述位移传感器所在点与相邻位移传感器之间所述输电导线的实际长度和弧垂信号，通过所述无线通信装置将采集到的信号传至所述监测中心服务器，监测中心服务器根据采集到的信号建立输电导线的三维模型，并在三维模型上设定输电导线的初始位置； 步骤2 :所述输电导线在运行过程中受天气环境的影响，会发生位置偏移变化，分布在导线上的多个位移传感器采集输电导线各点的实时位移偏量； 步骤3 :所述多个位移传感器通过无线通信装置将采集输电导线各点的实时位移偏量传至监测中心服务器； 步骤4 :依据所述位移传感器所在点与相邻位移传感器之间所述输电导线的实际长度、弧垂信号和杆塔之间的距离，通过所述监测中心服务器分别设第一位移偏量定值为a、第二位移偏量定值为b和第三位移偏量定值为C，且a < b < c，判断采集的输电导线各点的实时位移偏量是否大于a，若大于a，则转下一歩，若小于a，则返回步骤2 ； 步骤5 :通过监测中心服务器在所述三维模型的对应点上作出实时位移偏量标记；步骤6 :判断采集的输电导线各点的实时位移偏量是否大于b，若大于b，则转下一歩，若小于b，则返回步骤2 ; 步骤7 :通过监测中心服务器在所述三维模型的对应点上作出实时位移偏量黄色标记； 步骤8 :判断采集的输电导线各点的实时位移偏量是否大于C，若大于C，则转下一歩，若小于c，则返回步骤2; 步骤9 :通过监测中心服务器在所述三维模型的对应点上作出实时位移偏量红色标记，并发出预警信号。
全文摘要
本发明公开了一种基于位移传感器的输电导线三维监测系统及其监测方法，监测系统包括输电导线，还包括设在输电导线上的多个位移传感器、多个设有无线通信装置的杆塔、监测中心服务器，输电导线的固定端点设在杆塔上，多个位移传感器分别与无线通信装置相连接，无线通信装置与监测中心服务器之间通过无线连接实现无线通讯。本发明能采集输电导线的位置偏移信息，通过无线通信装置将采集到的信息发送到监测中心服务器上，实现输电导线位移信息的远程实时在线监测。可以把输电导线的位移信息实时地反映在三维模型画面上，从而更直观和生动。而且在输电导线偏移太大时提前发出预警信号，实现线路的状态检修，提高检修效率。
文档编号G01B21/02GK103033158SQ20121057506
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者余雷, 李晓峰, 向文祥, 刘越, 刘晓华 申请人:湖北省电力公司检修分公司, 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司, 国网电力科学研究院, 国家电网公司