一种高压输电线路故障监测系统的制作方法

本申请属于高压输电线路故障监测领域，尤其涉及一种高压输电线路故障监测系统。

背景技术：

供、配网架空线路因其线路长、分支多、网络结构复杂，易受外力及自然环境影响，是最容易发生故障的系统之一。短路故障和单相接地故障是最常见的故障形式。现有技术中，线路故障的确定方式主要有如下四种：

1.采用移动电信运营商的gprs、wcdma信号来进行数据传递的寻址器。该种监测方式需在寻址器上安装移动通讯sim卡，为节省通讯成本，每6个寻址器就需要装一个中转站sim卡机。该种监测方式存在如下缺陷：需不断给移动运营商缴费；对于偏远地区信号不能覆盖；由于设计上因素受电压等级的限制，仅适用于10-35千伏的配电线路。

2.直升机进行高压输电线路巡检。直升机巡检主要应用于多数杆段位于崇山峻岭无道路到达的高压输电电路。该种监测方式存在如下缺陷：直升机巡检费用较高，直升机保养维护严格；巡检出勤率受天气影响较大；直升机在山地线路和密林线路上低空飞行存在一定难度和风险，需驾驶员具有丰富的飞行经验和娴熟的操作技巧。

3.无人机线路巡检。该种方式存在如下缺陷：无人机电池续航能力有限；无人机与巡检线路的距离难以控制，输电线路复杂的地理环境容易导致无人机撞击高压线；无人机巡检作业回来后所收集资料的整理、缺陷的研判没有一个判断标准。

4.人工巡检。发生故障后需要依靠人工巡线査找故障点。该种监测方式存在耗费人力、所需时间长、故障确定效率低下的缺陷。

技术实现要素：

为了解决上述背景技术中提到的问题，本申请提供一种高压输电线路故障监测系统，包括：多个监测设备、信号中转设备、信号接收设备及报警设备；其中，监测设备设置在电杆之间的高压输电线路上，包括故障监测单元、控制单元及无线电发射单元；

故障监测单元连接控制单元，用于监测高压输电线路故障，将监测到的故障信息发送至控制单元；

控制单元连接无线电发射单元，用于接收故障信息，通过无线电发射单元发送故障信号，其中，故障信号包括故障信息及监测设备标识信息；

信号中转设备设置在高压输电线路周围，用于转发故障信号；

信号接收设备设置在变电站，连接报警设备，用于接收故障信号，解析故障信号得到故障信息及监测设备标识信息，根据监测设备标识信息确定故障位置，控制报警设备提示故障信息及故障位置。

本申请进一步实施例中，无线电发射单元包括调频电路及非调谐天线；

调频电路用于调整故障信号，由非调谐天线将调整后的故障信号发送出去；

非调谐天线包括发射天线、电感、电容及同轴电缆；电感一端与电容一端及发射天线相连；电感另一端与同轴电缆一端的外层相连；电容的另一端与同轴电缆一端的内芯相连；同轴电缆另一端与调频电路相连。

本申请进一步实施例中，非调谐天线还保护套、第一密封套及第二密封套；

保护套用于容置电感及电容，具有相对设置的第一开口及第二开口；

第一密封套设置在第一开口处，用于紧固发射天线并密封第一开口；

第二密封套设置在第二开口处，用于紧固同轴电缆并密封第二开口。

本申请进一步实施例中，每隔10km加装两个信号中转设备，该两个信号中转设备背靠背设置。

本申请进一步实施例中，信号接收设备还用于将故障信息及故障位置以短信的形式发送至线路负责人手机，以提示线路负责人到达故障位置修复故障。

本申请进一步实施例中，报警设备包括显示屏及扩音器；

显示屏用于显示故障信息及故障位置，扩音器用于播放故障信息及故障位置。

本申请进一步实施例中，监测系统还包括太阳能充电设备，连接无线电发射单元，用于为无线电发射单元提供电能。

本申请进一步实施例中，太阳能充电设备包括太阳能电池组、多个反向二极管及电压平衡电路；

太阳能电池组包括多个太阳能电池片，连接无线电发射单元，用于提供电能；

反向二极管安装在太阳能电池片之间，用于防止充电倒流；

电压平衡电路设置在太阳能电池组输入端，当外来电压等于太阳能电池组电压时，停止充电。

本申请进一步实施例中，太阳能电池组包括四个太阳能电池片，各片太阳能电池片的受光面朝向各不相同。

本申请进一步实施例中，太阳能电池片为磷酸铁锂充电电池。

本申请提供的高压输电线路故障监测系统通过独立无线电传输网络不受通信运营商及电压等级的限制，具有监测成本低、覆盖全面的特点。配备本申请高压输电线路故障监测系统的高压输电线路一旦发生故障，由报警设备产生报警，以便提醒维护人员到达故障位置排除故障。本申请能够缩短搜寻故障地点时间，加快故障检修速度，使电网迅速恢复正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的一些实施例，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。

图1为本申请实施例的高压输电线路故障监测系统的结构图；

图2为本申请实施例的高压输电线路故障监测系统各部件安装位置示意图；

图3为本申请一实施例的无线电发射单元的结构图；

图4为本申请一实施例的太阳能充电设备的结构图。

具体实施方式

为了使本申请的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本申请的技术方案做进一步说明，本申请也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本申请的保护范畴。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一具体实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

如图1、图2所述，图1为本申请实施例的高压输电线路故障监测系统的结构图，图2为本申请实施例的高压输电线路故障监测系统的安装位置示意图。本实施例提供的高压输电线路故障监测系统通过独立无线电传输网络不受通信运营商及电压等级的限制，具有监测成本低、覆盖全面的特点。配备本申请高压输电线路故障监测系统的高压输电线路一旦发生故障，由报警设备产生报警，以便提醒维护人员到达故障位置排除故障。

具体的，高压输电线路故障监测系统的包括：多个监测设备100、信号中转设备200、信号接收设备300及报警设备400；其中，监测设备100设置在电杆10之间的高压输电线路上，包括故障监测单元101、控制单元102及无线电发射单元103。

故障监测单元101连接控制单元，用于监测高压输电线路故障，将监测到的故障信息发送至控制单元102。详细的说，故障监测单元101具体用于监测短路故障、高低阻性的接地故障、高阻闪络故障、雷击故障、绝缘子打火故障、断线故障及接触不良等故障(这些故障会引起电阻变化)。

控制单元102连接无线电发射单元103，用于接收故障信息，通过无线电发射单元103发送故障信号，其中，故障信号包括故障信息及监测设备标识信息。详细的说，监测设备安装时记录电杆标号信息，并将电杆标号信息与监测设备标识信息绑定到一起，以便后续信号接收设备根据监测设备标识信息定位电杆标号。监测设备标识信息可以为字符、数字、字母中的任意组合，如图2中的a01、b01、c01等，三相线中的每一相都设置有监测设备，本申请对监测设备标识信息具体为何不作限定，只要能唯一表示监测设备即可。

信号中转设备200设置在高压输电线路周围，用于转发故障信号。

信号接收设备300设置在变电站30，连接报警设备400，用于接收故障信号，解析故障信号得到故障信息及监测设备标识信息，根据监测设备标识信息确定故障位置，控制报警设备400提示故障信息及故障位置。

本申请一实施例中，如图3所示，无线电发射单元103包括调频电路1031及非调谐天线1032。调频电路1031用于调整故障信号，由非调谐天线1032将调整后的故障信号发送出去。非调谐天线1032包括发射天线501、电感502、电容503及同轴电缆504，电感一端与电容一端及发射天线相连，电感另一端与同轴电缆一端的外层相连，电容的另一端与同轴电缆一端的内芯相连，同轴电缆另一端与调频电路1031相连。

本实施例提供的非调谐天线能够降低天线功率丢失率，提高无线电信号的传输效率，能够覆盖fm频率段。

进一步的，为了合理布局电感及电容，并保护电感及电容，非调谐天线还保护套505、第一密封套506及第二密封套507。保护套505用于容置电感及电容，具有相对设置的第一开口及第二开口。第一密封套506设置在第一开口处，用于紧固发射天线并密封第一开口。第二密封套507设置在第二开口处，用于紧固同轴电缆并密封第二开口。

本申请一实施例中，每隔10km设置一中转站，中转站中加装两个信号中转设备，该两个信号中转设备背靠背设置。本实施例能够增加中转站无线电传输信号的传输距离。

本申请一实施例中，信号接收设备还用于将故障信息及故障位置以短信的形式发送至维护人员手机，以提示维护人员到达故障位置排除故障。本实施例能够使维护人员不在变电站时仍能获得故障信息及故障位置。

本申请一实施例中，报警设备400包括显示屏及扩音器。显示屏用于显示故障信息及故障位置，扩音器用于播放故障信息及故障位置。

本申请一实施例中，复请参阅图1，监测系统还包括太阳能充电设备600，连接无线电发射单元101，用于为无线电发射单元提供电能。

具体的，如图4所示，太阳能充电设备600包括太阳能电池组601、多个反向二极管602及电压平衡电路603。太阳能电池组601包括多个太阳能电池片，连接无线电发射单元103，用于为无线电发射单元103提供电能。反向二极管602安装在太阳能电池片之间，用于防止充电倒流。电压平衡电路603设置在太阳能电池组输入端，当外来电压等于太阳能电池组电压时，停止充电。

详细的说，太阳能电池组包括四个太阳能电池片，各片太阳能电池片的受光面朝向各不相同。太阳能电池片为磷酸铁锂充电电池。

本申请实施例提供的太阳能充电设备能够持续为高压输电线路故障监测系统的无线电发射单元提供电能。

以上所述仅用于说明本申请的技术方案，任何本领域普通技术人员均可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本申请的权利保护范围应视权利要求范围为准。