一种输电线路弧垂在线监测方法与流程

本发明涉及领域，具体的说是一种输电线路弧垂在线监测方法。

背景技术：

弧垂，指导线上任意一点到悬挂点连线之间的铅垂距离称为导线在该点的弧垂。在输电领域，当输电距离较远时，由于导线自重，会形成轻微的弧垂，使导线呈悬链线的形状。理论上，由于把一个导线拉直需要无穷大的力，而实际中不存在这样的力，而且也会为电杆带来负担，因此通常在可控范围内，需要留有弧垂。弧垂是考验输电线路健康状况的一个重要的标准，因此如何实时地对输电线路的弧垂进行监测是本领域技术人员需要解决的一个重点问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种输电线路弧垂在线监测方法，测量方法简单、速度快。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种输电线路弧垂在线监测方法，所述输电线路悬挂在杆塔上，所述监测方法应用于一种监测装置，所述监测装置包括固定设置在所述杆塔上的第一无线电波收发装置和固定设置在所述输电线路上的第二无线电波收发装置，所述监测方法包括如下步骤：

步骤s1、确定所述第一无线电波收发装置与所述输电线路的悬挂点之间的距离b和所述第二无线电波收发装置与所述输电线路的悬挂点之间的距离a；

步骤s2、所述第一无线电波收发装置向所述第二无线电波收发装置发射三个距离测量请求信号；

步骤s3、所述第二无线电波收发装置接收三个所述距离测量请求信号后计算每个所述距离测量请求信号的传输时间；

步骤s4、所述第二无线电波收发装置向所述第一无线电波收发装置发送三个与所述距离测量请求信号一一对应的距离测量反馈信号；

步骤s5、所述第一无线电波收发装置接收三个所述距离测量反馈信号后计算每个所述距离测量请求信号的传输时间；

步骤s6、所述第一无线电波收发装置计算三个所述距离测量请求信号的传输时间与三个所述距离测量反馈信号的传输时间的平均值，并根据该平均值计算所述第一无线电波收发装置与所述第二无线电波收发装置之间的距离d；

步骤s7、所述第一无线电波收发装置根据所述距离a、所述距离b和所述距离d计算所述第一无线电波收发装置的俯角α，并根据俯角α计算所述输电线路的弧垂。

优选的，所述第一无线电波收发装置设置为超高频rfid读写装置，所述第二无线电波收发装置设置为超高频rfid标签。

优选的，所述监测装置还包括与所述第一无线电波收发装置电连接的处理器和通信回传装置，所述通信回传装置通过窄带物联网将所述第一无线电波收发装置计算得到的所述弧垂传输给监控中心。

优选的，所述距离测量请求信号设置为绝对时标。

优选的，所述距离测量反馈信号设置为绝对时标。

优选的，所述第一无线电波收发装置计算所述第一无线电波收发装置与所述第二无线电波收发装置之间的距离d的方法为用所述平均值与无线电波的传输速率相乘。

优选的，所述俯角α的计算方法为

优选的，所述距离测量请求信号的数量与所述距离测量反馈信号的数量均设置为三个。

本发明通过在杆塔上设置第一无线电波收发装置，在输电线路上设置第二无线电波收发装置，通过互相传输距离测量请求信号和距离测量反馈信号的方式计算第一无线电波收发装置与第二无线电波收发装置之间的距离，并通过第一无线电波收发装置与输电线路的悬挂点之间的距离以及第二无线收发装置与输电线路的悬挂点之间的距离来计算出输电线路的靠近悬挂点的部分的俯角，最终近似得到输电线路的弧垂大小，装置简单，测量过程速度快，能够满足对输电线路弧垂大小的在线实时监测的需求。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术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。

图1是本发明的监测方法示意图。

附图标记：1-杆塔，2-第一无线电波收发装置，3-第二无线电波收发装置，4-输电线路。

具体实施方式

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。

请参阅图1，图1是本发明的监测方法示意图。

一种输电线路4弧垂在线监测方法，输电线路4悬挂在杆塔1上，监测方法用到一种监测装置，监测装置包括固定设置在杆塔1上的第一无线电波收发装置2和固定设置在输电线路4上的第二无线电波收发装置3，第一无线电波收发装置2设置为超高频rfid读写装置，第二无线电波收发装置3设置为超高频rfid标签，第一无线电波收发装置2和第二无线电波收发装置3采用2.4ghz的无线电波进行信号传输，有效距离能够达到200m，充分满足对输电线路4的弧垂进行监测的要求。监测装置还包括与第一无线电波收发装置2电连接的处理器和通信回传装置，通信回传装置通过窄带物联网将第一无线电波收发装置2计算得到的弧垂传输给监控中心。

监测方法包括如下步骤：

步骤s1、确定第一无线电波收发装置2与输电线路4的悬挂点之间的距离b和第二无线电波收发装置3与输电线路4的悬挂点之间的距离a，距离b和距离a可以在安装一无线电波收发装置2和第二无线电波收发装置3的时候直接确定，并且作为已知条件在后续过程中参与计算输电线路4的弧垂大小；

步骤s2、第一无线电波收发装置2向第二无线电波收发装置3发射三个距离测量请求信号，距离测量请求信号设置为绝对时标，即距离测量请求信号发送时的绝对时间，采用绝对时间作为距离测量请求信号，信号码元体积小，占用资源少，消耗能量低；

步骤s3、第二无线电波收发装置3接收三个距离测量请求信号后计算每个距离测量请求信号的传输时间，因为距离测量请求信号是采用的绝对是件，因此第二无线电波收发装置3无需与第一无线电波收发装置4进行时间同步即可准确的计算出距离测量请求信号的传输时间；

步骤s4、第二无线电波收发装置3向第一无线电波收发装置2发送三个与距离测量请求信号一一对应的距离测量反馈信号，距离测量反馈信号设置为绝对时标，即距离测量反馈信号发送时的绝对时间；

步骤s5、第一无线电波收发装置2接收三个距离测量反馈信号后计算每个距离测量请求信号的传输时间，因为第二无线电波收发装置3从接收到距离测量请求信号到发出距离测量反馈信号之间会有一定的延迟，如果信号采用其他的内容，则必须要进行时间同步才能够保证第一无线电波收发装置2能够准确地获取距离测量反馈信号的传输时间，而采用绝对时间作为距离传输反馈信号，第一无线电波收发装置2只需要根据接收到距离测量反馈信号接收到的时间减去距离测量反馈信号本身的时间即可，速度快，准确度高；

步骤s6、第一无线电波收发装置2计算三个距离测量请求信号的传输时间与三个距离测量反馈信号的传输时间的平均值，并根据该平均值计算第一无线电波收发装置2与第二无线电波收发装置3之间的距离d，第一无线电波收发装置2计算第一无线电波收发装置2与第二无线电波收发装置3之间的距离d的方法为用平均值与无线电波的传输速率相乘，第一无线电波收发装置2、第二无线电波收发装置3和输电线路4的悬挂点组成一个三角形，距离a、距离b和距离d分别是三角形三条边的长度，根据a、b和d即可计算出第一无线电波收发装置2与悬挂点之间连线的俯角α，然后利用俯角α可以近似得到输电线路4的弧垂大小；

步骤s7、第一无线电波收发装置2根据距离a、距离b和距离d计算第一无线电波收发装置2的俯角α，俯角α的计算方法为然后第一无线电波收发装置2根据俯角α计算输电线路4的弧垂，对输电线路4的弧垂大小的计算只需要用到3个参数和几次简单计算，运算速度快，能量消耗低，非常适用于长时间的在线监测。

对于不同长度的输电线路4，其弧垂一般不同，且在不同环境中，相同的输电线路4的弧垂也会有所差别，直接对弧垂底部进行测量会比较困难。但是输电线路4两端靠近悬挂点的部分近乎于直线，如果能够对这部分的俯角进行测量，就能够近似得到输电线路4的弧垂大小。因此，本发明通过在杆塔1上设置第一无线电波收发装置2，在输电线路4上设置第二无线电波收发装置3，通过互相传输距离测量请求信号和距离测量反馈信号的方式计算第一无线电波收发装置2与第二无线电波收发装置3之间的距离，并通过第一无线电波收发装置2与输电线路4的悬挂点之间的距离以及第二无线收发装置3与输电线路4的悬挂点之间的距离来计算出输电线路4的靠近悬挂点的部分的俯角，最终近似得到输电线路4的弧垂大小，装置简单，测量过程速度快，能够满足对输电线路4弧垂大小的在线实时监测的需求。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。