一种输电线路架空导线弧垂测量装置及其测量方法与流程

本发明属于电力测量技术领域，尤其涉及一种输电线路架空导线弧垂测量装置及其测量方法。

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背景技术：
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架空导线弧垂是输电线路设计及运行维护中的重要参数之一，弧垂的大小直接影响到输电线路的安全稳定运行。弧垂过小，导线本身、金具、绝缘子等的机械负荷增大，振动现象加剧，导致导线断股或断裂，安全系数减小；弧垂过大，导致对跨越物的安全距离不够，而且由于架空线的风摆、舞动和跳跃易造成线路停电事故。导线架设完毕后，由于导线初伸长和气温的影响，再加上各类附件(防振锤、间隔棒等)的安装，都给导线弧垂的变化带来了不确定性，虽然已经进行了补偿，但对线路的安全运行仍可能造成较大的安全隐患，特别是大跨越、大弧垂等特殊档的弧垂变化对线路的安全运行是至关重要的，因此，竣工验收和线路检修时必须对导线的实际弧垂进行测量。

传统测量弧垂的档端角度法、档内角度法、档外角度法操作复杂，弧垂板的绑扎位置因气温或因观测人员的变化而变化，经纬仪的观测位置选择、观测距离、相切点的选择需依靠人员经验判断，造成目前观测手段不方便、不精确、周期长、操作复杂，人为因素对弧垂的精度影响较大的缺点。

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技术实现要素：
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本发明旨在提供一种测量方便、精度高、操作简洁的输电线路架空导线弧垂测量装置。

本发明采用的技术方案如下：一种输电线路架空导线弧垂测量装置，包括至少两个悬挂于输电线路上实时监测输电线路坐标和导线倾角的传感器，以及接收传感器数据信息从而计算输电线路弧垂的手持机，所述传感器与手持机无线通讯连接，所述传感器包括悬挂于输电线上至少两个的钩爪部，以及与钩爪部装配对钩爪部起稳固作用的支撑部和手柄部；在所述支撑部的底端安装有实时监测输电线路坐标和导线倾角的底座。

进一步的，在所述底座内安装有控制模块、电源模块、无线通讯模块、GPS模块以及角度传感器；所述控制模块分别与电源模块、无线通讯模块、GPS模块以及角度传感器电连接，在所述底座上设置有便于发射信号的无线发射口。

进一步的，所述钩爪部由第一组件、第二组件以及第三组件依次连接构成，整体呈“弓”形。

进一步的，在所述第一组件与第二组件的交接处设置有手柄安装槽，所述手柄部通过手柄安装槽与钩爪部连接；在所述第三组件的末端设置有支撑安装槽，所述支撑部通过支撑安装槽与钩爪部连接。

进一步的，在所述第一组件和第二组件靠近输电线路一侧的中部设置有滚轴槽，在所述滚轴槽上安装有能沿输电线路滚动的滚动轴。

进一步的，在支撑部靠近输电线路的一侧安装有对输电线路起稳固作用的定位架，所述定位架呈三角形。

进一步的，在所述手持机内安装有主控模块、电源模块、无线通讯模块、复位模块以及数据上传模块；所述主控模块分别与电源模块、无线通讯模块、复位模块以及数据上传模块连接；所述手持机通过无线通讯模块与所述传感器无线通讯练级。

进一步的，在所述手柄部与钩爪部的连接处还安装有防止传感器在输电线路位移的万向杆。

本发明的第二发明目的在于提供一输电线路架空导线弧垂测量方法，包括步骤：

1)把传感器悬挂在需要测量弧垂的输电线路的两端；

2)手持机通过USB接口连接无线通讯模块并下发测量指令给传感器；

3)传感器通过GPS模块、角度传感器测量出输电线路两端的坐标值和导线倾角，通过无线通讯模块将测量数据上传给手持机；

4)手持机通过传感器所给的数据通过主控模块计算出输电线路两端的高度差、档距以及观测角度，根据公式得出弧垂。

5)手持机通过数据上传模块对测量数据上传。

进一步的，当弧垂随输电导线的收放发生变化时，手持机通过复位模块和无线通讯模块给传感器下发重新测量指令。

本发明通过把电子技术、无线通信技术、信息技术融合，只需简单的操作就能够精确的、即时数字化监测弧垂，告别了依靠经验的估算，填补了电力实时监测领域的空白，极大方便线路弧垂的测量，使得输电电线变得更加安全可靠；本发明的应用，可将事故率减少85％，施工和检修费用可降低15％-20％。

〖附图说明〗

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是传感器的整体结构示意图；

图2是传感器悬挂于输电线路上的工作示意图；

图3是传感器中钩爪部的结构示意图；

图4是测量装置的模块框图。

〖具体实施方式〗

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，一种输电线路架空导线弧垂测量装置，包括两个悬挂于输电线路上实时监测输电线路坐标和导线倾角的传感器，以及接收传感器数据信息从而计算输电线路弧垂的手持机，所述传感器与手持机无线通讯连接，所述传感器包括悬挂于输电线上的两个钩爪部1，以及与钩爪部装配对钩爪部起稳固作用的支撑部3和手柄部2；在所述支撑部3的底端安装有实时监测输电线路坐标和导线倾角的底座4。

当然，传感器和钩爪部1的个数可以根据实际情况进行调整，可以是二个、三个或四个及以上。

结合图1、图3所示，为了使传感器便于悬挂在输电线路上，所述钩爪部由第一组件1a、第二组件1b以及第三组件1c依次连接构成，整体呈“弓”形。

为了使两个钩爪部1能够稳固的悬挂于输电线路上，在所述第一组件1a与第二组件1b的交接处设置有手柄安装槽2a，所述手柄部2通过手柄安装槽2a与钩爪部1连接；在所述第三组件1c的末端设置有支撑安装槽3a，所述支撑部3通过支撑安装槽3a与钩爪部1连接。此时构成稳固的框架结构。

结合图2、图3所示，为了定位、稳固输电线路6，在支撑部3靠近输电线路6的一侧安装有定位架3b，所述定位架3b呈三角形。当传感器悬挂于输电线路6时，即使受到风力的影响处于摆动中，由于受到定位架3b的定位和稳固的作用，使得钩爪部1不易从输电线路6中脱出。

结合图1、图2、图3所示，考虑到输电线路6的弧垂需要经过多次的测量以及对输电线路6的收放才能完成。传统的测量方法当第一测量后需要拆除传感器对输电线路进行收放(防止传感器随输电线路的收放而位移)，然后再重新安装传感器进行测量最后使输电线路达到安全的弧垂程度，这种操作步骤复杂，花费大量的时间。

针对操作步骤复杂的问题，在钩爪部1中的第一组件1a和第二组件1b靠近输电线路6一侧的中部设置有滚轴槽101，在所述滚轴槽101上安装有能沿输电线路6滚动的滚动轴102。

同时，在所述手柄部2与钩爪部1的连接处还安装有防止传感器在输电线路位移的万向杆5。传感器通过万向杆一端的连接头固定电塔上，当需要改变输电线路的弧垂对输电线路进行收放时，可以直接对输电线路进行收放。此时，传感器通过转轴和万向杆的作用固定于空中的某一位置，不随输电线路的收放而产生位移，减少了操作工序以及多次操作失误的可能。

结合图1、图4所示，本方案是通过电子技术、无线通信技术、信息技术融合，在传感器的底座4内安装有控制模块、电源模块、无线通讯模块、GPS模块以及角度传感器；所述控制模块分别与电源模块、无线通讯模块、GPS模块以及角度传感器电连接，在所述底座4上设置有便于发射信号的无线发射口4a。(图中个模块的连接关系未显示)

所述电源模块为各模块供电；GPS模块测量传感器所处位置的坐标信息；角度传感器测量输电线路的导线倾角；控制模块通过无线通讯模块将所测数据发给手持机。(图中个模块的连接关系未显示)

在所述手持机内安装有主控模块、电源模块、无线通讯模块、复位模块以及数据上传模块；所述主控模块分别与电源模块、无线通讯模块、复位模块以及数据上传模块连接；所述手持机通过USB接口连接无线通讯模块，然后通过无线通讯模块与所述传感器无线通讯连接。

电源模块为各模块供电，主控模块通过无线模块接收传感器的数据信息，从而计算出输电线路的弧垂；数据上传模块能够将传感器数据和弧垂发送至终端；主控模块通过复位模块和无线通讯模块给传感器下发重新测量指令。(图中个模块的连接关系未显示)

其工作原理如下：

一输电线路架空导线弧垂测量方法，包括步骤：

1)把传感器悬挂在需要测量弧垂的输电线路的两端；

2)手持机通过无线通讯模块下发测量指令给传感器；

3)传感器通过GPS模块、角度传感器测量出输电线路两端的坐标值和导线倾角，通过无线通讯模块将测量数据上传给手持机；

4)手持机通过传感器所给的数据通过主控模块计算出输电线路两端的高度差、档距以及观测角度，根据公式得出弧垂。

其中，f—弧垂，l—档距，h—高差，θ—测量角度，a—悬挂点垂直距离，±—近悬点较远悬点为低时，取“+”，反之取“-”。

5)手持机通过数据上传模块对测量数据上传。

进一步的，当弧垂随输电导线的收放发生变化时，手持机通过复位模块和无线通讯模块箱传感器下发重新测量指令。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、未经创造性劳动的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。