一种低空电力线摆动监测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种低空电力线摆动监测装置，应用于电力系统监控【技术领域】，该装置包括：拉簧的一端固定连接电杆支撑架；挂接件固定连接拉簧的另一端，且挂接于电力线上；连杆结构的一端连接拉簧的另一端；电位器包括一可移动电刷；连杆结构的另一端连接可移动电刷；电源的两端连接电位器，与电位器构成一回路；拉簧受电力线的摆动作用拉伸或收缩产生形变，拉簧产生形变的同时通过连杆结构带动可移动电刷移动；AD采样电路采集回路上的电流信号并将其转换成数字信号；传输接口连接远程报警器；监控处理器接收数字信号，并通过传输接口将数字信号发送给远程报警器。本发明结构简单、安装方便，可实时监测电力线的摆动状况。
【专利说明】一种低空电力线摆动监测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统监控【技术领域】，具体地，涉及一种低空电力线摆动监测装置。
【背景技术】
[0002]现有的输电线路通常采用架空方式设置于杆、塔之上，对于农村低压电力线而言，由于电杆高度设置和布线路径的选择，电力线常常穿梭在树林或竹林之间。
[0003]由于天气变化，常常因为大风导致树丫或竹枝缠绕在电力线上，一方面，在雨天容易通过树丫或竹枝导电，对路面的行人造成安全隐患；另一方面，电线会随着树丫或竹枝摆动，风力过强甚至造成导线断裂或杆塔倾倒，对供电系统造成极大的经济损失。
[0004]现有技术中常常利用人工巡路来检查，对应偏远山村，耗费的人力物力较大，难以做到实时预警。
【发明内容】
[0005]本发明实施例的主要目的在于提供一种低空电力线摆动监测装置，用于实时对低空电力线的摆动进行监测。
[0006]为了实现上述目的，本发明实施例提供一种低空电力线摆动监测装置，包括:拉簧、挂接件、连杆结构、电位器、电源、监控单元；其中，
[0007]所述拉簧的一端固定连接电杆支撑架；
[0008]所述挂接件固定连接所述拉簧的另一端，且挂接于电力线上；
[0009]所述连杆结构的一端连接所述拉簧的另一端；
[0010]所述电位器包括一可移动电刷，所述电位器的电阻值随着所述可移动电刷的移动而变化；
[0011]所述连杆结构的另一端连接所述可移动电刷；
[0012]所述电源的两端连接所述电位器，与所述电位器构成一回路；
[0013]所述拉簧受所述电力线的摆动作用拉伸或收缩产生形变，所述拉簧产生形变的同时通过所述连杆结构带动所述可移动电刷移动；
[0014]所述监控单元包括AD采样电路、传输接口和监控处理器；
[0015]所述AD采样电路采集所述回路上的电流信号并将其转换成数字信号；
[0016]所述传输接口连接远程报警器；
[0017]所述监控处理器接收所述数字信号，并通过所述传输接口将所述数字信号发送给所述远程报警器。
[0018]借助于上述技术方案，本发明利用拉簧的伸缩特性来反应电力线的摆动情况，拉簧的伸缩情况由连杆结构传动给电位器的可移动电刷，再利用电位器将可移动电刷的机械位移转换为电流信号变化，通过监测电流信号、模数转换等处理，将电流信号对应的数字信号发送给远程报警器，从而达到实时监测电力线摆动状况的目的。相比于目前采用的人工巡检方式，本发明不仅使巡检过程更加高效准确，提高了电力系统的安全性和稳定性，而且结构简单、安装方便，节省了人力物力，尤其是针对大风天气中低空电力线摆动过度、受树枝缠绕等情况，能够做到及时的预警，有效避免这种情况给供电系统的严重经济损失，提高电力系统的服务质量，保障供电安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本发明提供的低空电力线摆动监测装置结构示意图；
[0021]图2是本发明提供的具有刷盘式电位器的低空电力线摆动监测装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]本发明提供一种低空电力线摆动监测装置，如图1所示，该装置包括:拉簧101、挂接件102、连杆结构103、电位器104、电源105、监控单元(图1中未示出)。
[0024]拉簧101的一端固定连接电杆支撑架；
[0025]挂接件102固定连接拉簧101的另一端，且挂接于电力线上；
[0026]连杆结构103的一端连接拉簧101的另一端；
[0027]电位器104包括一可移动电刷106，电位器104的电阻值随着可移动电刷106的移动而变化；
[0028]连杆结构103的另一端连接可移动电刷106 ；
[0029]电源105的两端连接电位器104，与电位器104构成一回路；
[0030]拉簧101受电力线的摆动作用拉伸或收缩产生形变，拉簧101产生形变的同时通过连杆结构103带动可移动电刷106移动；
[0031]监控单元包括AD采样电路107、传输接口 108和监控处理器109 ；
[0032]AD采样电路107采集电源105与电位器104构成的回路上的电流信号并将其转换成数字信号；
[0033]传输接口 108连接远程报警器；
[0034]监控处理器109接收数字信号，并通过传输接口 108将数字信号发送给远程报警器。
[0035]图1所示的装置中，拉簧101通过挂接件102连接电力线，当电力线在外力因素(如大风天气)中拉扯摆动时，拉簧101会随着电力线的摆动而拉伸或收缩，在连杆结构103的传动作用下，电位器104的可移动电刷106产生移动，致使电位器104输出不同的电阻特性，相应的，回路中会有不同的电流信号，通过监测回路中电流信号的变化即可获知电力线的摆动情况，达到实时监控电力线摆动状况的目的。
[0036]其中，远程报警器是位于远端监控室中的服务器，其接收位于电力线现场的监控处理器109通过传输接口 108所发送的数字信号，根据预先设定的标准判断该数字信号对应哪一种电力线摆动情况，从而确定电力线摆动是否过度，若过度，则可发出预警。
[0037]在一种较佳的实施例中，如图2所示，低空电力线摆动监测装置中的电位器为刷盘式电位器，该刷盘式电位器包括:一转动轴201、一可移动电刷106和一印刷电路板202。
[0038]连杆结构103的另一端铰接于转动轴201 ；
[0039]可移动电刷106的一端固定连接转动轴201 ；
[0040]印刷电路板202呈扇形，沿其扇形面装设若干电刷片203，相邻的电刷片203之间装设有电阻元件(图2中未示出)，相邻的电阻元件串联连接；
[0041]电源105的一端连接可移动电刷106，另一端连接于串联连接的电阻元件中的最前一个或最末一个电阻元件；
[0042]拉簧101产生形变的同时通过连杆结构103带动转动轴201转动，并进而带动可移动电刷106沿印刷电路板202的扇形面旋转，可移动电刷106静止于一电刷片203上时与该电刷片203 —侧的电阻元件导通形成回路。
[0043]图2所示的装置中，拉簧101通过挂接件102连接电力线，当电力线在外力因素(如大风天气)中拉扯摆动时，拉簧101会随着电力线的摆动而拉伸或收缩，在连杆结构103的传动作用下，可移动电刷106沿着刷盘电位器104的扇形面旋转，致使刷盘电位器104输出不同的电阻特性，相应的，回路中会有不同的电流信号产生，通过监测回路中电流信号的变化即可获知电力线的摆动情况，达到实时监控电力线摆动状况的目的。
[0044]在一种较佳的实施例中，相邻的两个电刷片203之间装设一个电阻元件，相邻的电阻元件串联连接，可移动电刷106在旋转过程中，每滑动过一个电刷片203即使得回路中增加或减少一个电阻元件，当可移动电刷106滑动过所有的电刷片203，与最末一个电阻元件电连接时，回路中的电阻元件最多，电阻值最大，在电源105电压不变的情况下，此时回路中的电流信号最小。
[0045]为了便于根据回路中的电流信号(后续转换成数字信号)大小判断电力线的摆动幅度，较佳的，应使得电力线的摆动幅度、拉簧101的伸缩幅度、可移动电刷106的旋转幅度、回路中的总电阻值、以及回路中的电流信号具有一定的线性关系，为此，本发明可在印刷电路板202的扇形面上均匀装设电刷片203，并且令各电阻元件的阻值相等，以使相邻电刷片203之间的弧度相同，可移动电刷106每滑过一个电刷片203均对应相同的滑动幅度，也对应相同的拉簧101伸缩幅度和电力线摆动幅度，以及使回路对应相同的电阻值变化，进而获得线性的电流信号变化。
[0046]为了避免电力线中的高电压串扰该低空电力线摆动监测装置的工作，在一种较佳的实施例中，挂接件102为绝缘材料制作的挂环或挂钩。
[0047]在一种较佳的实施例中，传输接口 108可以基于电力线载波通信技术，将数字信号发送给远程报警器。
[0048]为了减少网络建设和维护成本，在另一种较佳的实施例中，传输接口 108可以是无线传输接口 108，通过无线通信技术将数字信号发送给远程报警器。
[0049]连杆结构103包括但不限于如图1或图2所示由两段相互铰接的支杆组成，只要其能够将拉簧101的伸缩幅度传动给电位器104，使得可移动电刷106进行相应的移动即可，本发明对连杆结构103的具体结构不作限定。
[0050]本发明利用拉簧的伸缩特性来反应电力线的摆动情况，拉簧的伸缩情况由连杆结构传动给电位器的可移动电刷，再利用电位器将可移动电刷的机械位移转换为电流信号变化，通过监测电流信号、模数转换等处理，将电流信号对应的数字信号发送给远程报警器，从而达到实时监测电力线摆动状况的目的。相比于目前采用的人工巡检方式，本发明不仅使巡检过程更加高效准确，提高了电力系统的安全性和稳定性，而且结构简单、安装方便，节省了人力物力，尤其是针对大风天气中低空电力线摆动过度、受树枝缠绕等情况，能够做到及时的预警，有效避免这种情况给供电系统的严重经济损失，提高电力系统的服务质量，保障供电安全。
[0051]以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0052]本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
[0053]本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元，或装置都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
[0054]本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、⑶-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
[0055]在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。
【权利要求】
1.一种低空电力线摆动监测装置，其特征在于，包括:拉簧、挂接件、连杆结构、电位器、电源、监控单元；其中， 所述拉簧的一端固定连接电杆支撑架； 所述挂接件固定连接所述拉簧的另一端，且挂接于电力线上； 所述连杆结构的一端连接所述拉簧的另一端； 所述电位器包括一可移动电刷，所述电位器的电阻值随着所述可移动电刷的移动而变化； 所述连杆结构的另一端连接所述可移动电刷； 所述电源的两端连接所述电位器，与所述电位器构成一回路； 所述拉簧受所述电力线的摆动作用拉伸或收缩产生形变，所述拉簧产生形变的同时通过所述连杆结构带动所述可移动电刷移动； 所述监控单元包括AD采样电路、传输接口和监控处理器； 所述AD采样电路采集所述回路上的电流信号并将其转换成数字信号； 所述传输接口连接远程报警器； 所述监控处理器接收所述数字信号，并通过所述传输接口将所述数字信号发送给所述远程报警器。
2.根据权利要求1所述的低空电力线摆动监测装置，其特征在于，所述电位器还包括一转动轴和一印刷电路板； 所述连杆结构的另一端铰接于所述转动轴； 所述可移动电刷的一端固定连接所述转动轴； 所述印刷电路板呈扇形，沿其扇形面装设若干电刷片，相邻的电刷片之间装设有电阻元件，相邻的电阻元件串联连接； 所述电源的一端连接所述可移动电刷，另一端连接于串联连接的电阻元件中的最前一个或最末一个电阻元件； 所述拉簧产生形变的同时通过所述连杆结构带动所述转动轴转动，并进而带动所述可移动电刷沿所述印刷电路板的扇形面旋转，所述可移动电刷静止于一电刷片上时与该电刷片一侧的电阻元件导通形成所述回路。
3.根据权利要求2所述的低空电力线摆动监测装置，其特征在于，所述电刷片沿所述印刷电路板的扇形面均匀装设，且各电阻元件的阻值相等。
4.根据权利要求1所述的低空电力线摆动监测装置，其特征在于，所述挂接件为绝缘材料制作的挂环或挂钩。
5.根据权利要求1所述的低空电力线摆动监测装置，其特征在于，所述传输接口通过无线通信技术连接所述远程报警器。
6.根据权利要求1所述的低空电力线摆动监测装置，其特征在于，所述传输接口通过电力线载波通信技术连接所述远程报警器。
7.根据权利要求1所述的低空电力线摆动监测装置，其特征在于，所述连杆结构为两段相互铰接的支杆组成。
【文档编号】G01D21/00GK104501856SQ201410790724
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】史智萍, 李顺昕, 单体华, 岳云力, 李博, 朱正甲, 李莉, 黄毅臣, 聂文海, 刘丽, 李笑蓉, 秦砺寒, 杨金刚, 赵炜炜, 陈丹, 霍菲阳, 杨敏, 张海霞, 吕昕, 梁大鹏, 赵国梁, 范荻, 张兴平, 李金超, 刘文峰, 李佳莲 申请人:国家电网公司, 国网冀北电力有限公司经济技术研究院