一种输电线路覆冰监测终端的制作方法

本实用新型属于电力系统输电线路领域，涉及一种线路覆冰监测装置，特别涉及一种输电线路覆冰监测终端。

背景技术：

输电线路大多分布在野外，线路覆盖面广，所处的地理环境、气候条件恶劣，输电线路的覆冰现象十分普遍。覆冰可以引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线、绝缘子闪络和通讯中断等事故，是影响输电线路安全稳定运行的重要因素之一，尤其是云南、贵州、广西等地区气候特殊，冬季常出现低温凝冻天气，输电线路极易出现覆冰现象，而持续低温凝冻天气会导致输电线路覆冰厚度不断增加，严重时可导致倒塔、断线事故。为了对抗覆冰灾害，需要对输电线路的覆冰进行在线监测装置，实时监测输电线路的覆冰情况，提高电网抗灾保障能力。

技术实现要素：

本实用新型提出一种输电线路覆冰监测终端，其结构简单，使用方便，安全系数高，能够对高压运行的线路进行在线、有效地监测覆冰厚度，及时给出除冰预警信息，预防铁塔、输电线路的覆冰到不可承受的重量，避免重大事故的发生。

为实现上述目的，本实用新型采用了下列的设计结构以及设计方案：一种输电线路覆冰监测终端，所述覆冰监测终端包括箱体(1)，该箱体(1)安装于杆塔上，在该箱体(1) 内设置有数据采集模块(11)和与数据采集模块(11)相连的控制模块(12)，所述控制模块(12)通过通讯模块(13)与输电运维监控中心连接；箱体(1)外固定有电源部分(5)，所述杆塔与绝缘子之间连接有拉力传感器(2)，该拉力传感器(2)上设有倾角传感器(3)，拉力传感器(2)与数据采集模块(11)相连；所述电源部分(5)由太阳能电池板、微型风力发电机和风光互补供电控制器组成。

进一步地，所述箱体(1)外还设置有摄像头(4)，该摄像头(4)固定在电力铁塔上，通过电缆与控制模块(12)连接。

进一步地，所述拉力传感器(2)为应变片式压力传感器。

进一步地，所述倾角传感器(3)与拉力传感器(2)采用一体化设计，反映拉力传感器 (2)在顺线方向及垂线方向的角度变化。

进一步地，所述通讯模块(13)为GPRS通讯模块。

进一步地，所述电源部分(5)还包括设置在箱体(1)内的蓄电池充电管理电路和蓄电池。

进一步地，所述蓄电池为锂电池。

进一步地，所述覆冰监测终端的箱体(1)外层采用不锈钢板制作，箱体(1)内壳体为铁质壳体。

进一步地，所述拉力传感器(2)为特种不锈钢制造。

进一步地，所述拉力传感器(2)通过螺栓固定。

本实用新型的一种输电线路覆冰监测终端，电源部分为整个装置提供电源；数据采集模块用于采集导线覆冰前后的重量等数据；控制模块根据通讯约定完成采集数据处理和执行输电运维监控中心主机下发的融冰等控制命令；整个覆冰监测终端通过GPRS通讯模块与输电运维监控中心主机进行通讯。本覆冰监测终端完成通过各传感器、图像信息的采集与传输，采集绝缘子串承受的拉力、绝缘子串的拉力变化角度等，将自动监测的导线覆冰后的重量变化及现场图像等信息，通过无线数据传输方式发送至监控中心，由监控中心专家软件根据建立的各种覆冰厚度计算模型来实时分析导线覆冰情况，及时给出除冰预警信息，预防铁塔、输电线路的覆冰到不可承受的重量，及时安排维护人员现场进行除冰，避免重大事故的发生。

本实用新型产生的有益效果是：(1)本实用新型装置功能集成度高，重量轻、便于安装，使用方便。(2)将覆冰监测终端的电源部分设置为太阳能电池板、微型风力发电机和风光互补供电控制器的结合，为系统工作提供可靠的电能，风光互补供电设计使得连续阴雨天也可正常工作。

附图说明

图1是本实用新型的覆冰监测终端结构示意图。

图2是本实用新型的拉力传感器安装示意图。

其中图中标记为，1-箱体；2-拉力传感器；3-倾角传感器；4-摄像头；5-电源部分；11- 数据采集模块；12-控制模块；13-通讯模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1至图2所示，一种输电线路覆冰监测终端，所述覆冰监测终端包括箱体1，该箱体1外固定有电源部分5，所述杆塔与绝缘子之间连接有拉力传感器2，该拉力传感器2上设有倾角传感器3，所述箱体1外还设置有摄像头4，该摄像头4固定在电力铁塔上。

所述箱体1安装于杆塔上，外层采用优质不锈钢制作，起到防腐蚀、防老化的作用，内壳为铁质壳体，起到电磁屏蔽作用。

在所述箱体1内设置有数据采集模块11，控制模块12与数据采集模块11相连，同时控制模块12通过GPRS通讯模块13与输电运维监控中心连接。输电线路覆冰后，绝缘子串处受力，其角度会发生相应的变化，所以，通过测量绝缘子串拉力、角度和当时的气象条件，可以分析出覆冰状况，再进一步通过现场图像的确认，可以确定覆冰的实际情况。

由于监测装置通常安装在户外无电网供电的条件下，所以供电方式只能采用太阳能、风能等。本实施考虑到冬季气候特点，所述电源部分5由太阳能电池板、微型风力发电机和风光互补供电控制器组成。而在没有电网供电的条件下，无论是太阳能、风能，其电源的产生是间断的或不稳定的，尤其是太阳能，它来源于白天的太阳光，当没有太阳时，太阳能电池是无法产生电源的，因此，为了保证设备的连续和稳定供电，所述电源部分5还设置了蓄电池充电管理电路和蓄电池。采用太阳能对蓄电池进行浮充的方式进行供电。

进一步地，也有针对少数日照时间较短地区采用太阳能、风力发电机相结合对对蓄电池进行充电的。

经计算及现场运行表明，配备60AH锂电池及60W太阳能电池板，可确保整套设备在无阳光情况下可连续运行40天以上。

考虑到杆塔结构和绝缘子类型的差异、现场安装方便性以及传感器安装结构的强度等因素，采用何种力传感器是系统设计的一个重要问题。经过综合考虑各因素，设计了应变片式压力传感器，其精度达0.5％，根据绝缘子串的类型不同，分为7t、10t、21t、30t、50t等不同的测量范围，其外形尺寸和结构强度符合标准金具尺寸要求。

拉力传感器采用特种不锈钢制造，耐腐蚀、抗磨损、抗拉强度高，本实施例设计的拉力传感器安装方式如图2所示，通过螺栓固定在杆塔与绝缘子之间。

倾角传感器3具有精度高、反应速度快的特点，并且可同步输出三维加速度信号，将其与拉力传感器2采用一体化的结构设计，能够充分反映出拉力传感器2在顺线方向及垂线方向的角度变化。

在另一实施例中，所述覆冰监测终端可选配现场图像监测功能，通过摄像头4对杆塔、通道、导线等进行拍摄，并将拍摄的照片通过GPRS等无线通讯网络传输到输电运维监控中心。由于摄像头常年工作在户外，并且处于强电磁干扰中，因此摄像头的可靠性要求高。

在另一实施例中，用户根据需求设置监测量越限报警阈值，用户可以单独针对每个覆冰监测终端的每个监测量设置不同的报警阈值，也可以设置所有覆冰监测终端统一的报警阈值。例如针对不同等级的线路覆冰情况，设置不同等级的预警信号，能提前监测线路覆冰情况，及时采取措施，监控覆冰增长，防止覆冰走向严重，保证线路的安全运行。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，仍然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。