一种智能杆塔的自身状态监测装置的制作方法

本实用新型涉及电力设备领域，尤其涉及一种智能杆塔的自身状态监测装置。

背景技术：

目前输电线路上所应用到的普通杆塔没有集成自身状态评定设备，若发生杆塔倒塌或者其它事故时，后台监控中心无法及时获取对应杆塔的信息并进行抢修，而且对杆塔进行逐一排查会消耗大量成本和时间。同时，在输电线路运行过程中，除容易遭受雷击、漂浮物、风偏等突发故障外，也存在大量“可预防”的潜在异常，如绝缘子裂化、金具断裂脱落、污秽、植被、覆冰等，这些运行异常放电现象若不能及时处理，将给电网的稳定运行造成严重的安全风险。因此，杆塔作为输电线路上的重要组成部分，若无法实现智能检测与数据上报，将阻碍输电线路巡检工作实现自动化和智能化的进程。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种智能杆塔的自身状态监测装置，通过利用异常放电行波监测技术及传感器检测技术对智能杆塔的自身状态进行实时监测，并将监测数据通过无线物联模块更新至后台监控中心，保障电网的稳定运行。

相应的，本实用新型提出了一种智能杆塔的自身状态监测装置，所述装置包括行波检测模块、传感检测模块、mcu处理器、无线物联模块和后台监控中心；其中，

所述行波检测模块包括行波探测器和检测电路，所述行波探测器连接所述检测电路，所述检测电路和所述传感检测模块分别与所述mcu处理器相连接，所述mcu处理器与所述无线物联模块相连接，并通过所述无线物联模块与所述后台监控中心相连接。

可选的实施方式，所述传感检测模块包括倾角传感器、水平传感器和陀螺仪传感器，所述倾角传感器、所述水平传感器和所述陀螺仪传感器分别通过串口与所述mcu处理器相连接。

可选的实施方式，所述行波探测器采用基于罗氏线圈的行波探测器。

可选的实施方式，所述检测电路包括a/d转换器和滞回比较器，所述a/d转换器连接所述滞回比较器。

可选的实施方式，所述mcu处理器的型号为stm32f103c8t6。

可选的实施方式，所述无线物联模块包括无线物联通信设备和多根远程天线，所述多根远程天线的接线端分别与所述无线物联通讯设备相连接。

在本实用新型实施例中，所述智能杆塔的自身状态监测装置一方面利用异常放电行波监测技术对输电线路中所有可能出现的典型异常放电现象进行高效率监测，另一方面利用各类传感器对智能杆塔的外在形态进行监测，最后通过与后台监控中心建立无线远程通信以实时传输监测数据作预警处理。所述装置不但克服了传统异常放电监测方法中监测对象单一的缺点，且极大地降低输电线路巡检工作的成本与风险，保障电网的稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种智能杆塔的自身状态监测装置的结构组成示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种智能杆塔的自身状态监测装置的具体结构组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型实施例中的一种智能杆塔的自身状态监测装置的结构组成示意图，所述装置包括行波检测模块1、传感检测模块2、mcu处理器3、无线物联模块4和后台监控中心5；其中，所述行波检测模块1包括行波探测器11和检测电路12，所述行波探测器11连接所述检测电路12，所述检测电路12和所述传感检测模块2分别与所述mcu处理器3相连接，所述mcu处理器3与所述无线物联模块4相连接，并通过所述无线物联模块4与所述后台监控中心5相连接。

优选地，所述行波探测器11采用基于罗氏线圈的行波探测器，主要用于采集输电线路上的电流信号并转换成电压信号输出。所述基于罗氏线圈的行波探测器实质为罗氏线圈电子式电流互感器，相比普通电流互感器而言，不存在铁芯饱和现象，可被用于测量大电流信号，并利用法拉第电磁感应定律直接转换成电压信号输出，适用于三相输电线路的行波电流采集。

具体的，如图2示出的智能杆塔自身状态监测装置的具体结构组成示意图，所述检测电路12包括a/d转换器121和滞回比较器122，所述a/d转换器121连接所述滞回比较器122。所述a/d转换器121主要用于将输入的模拟电压信号转换成数字信号输出，所述滞回比较器122主要用于将输入的数字信号与自身存储的历史监测放电脉冲信号进行比较。由于所述历史监测放电脉冲信号存在高低电平，所述滞回比较器122可设定两个阈值电压作为限定条件，以保证输出的比较结果更具准确性。

需要说明的是，通过所述行波探测器11和所述检测电路12的配合，可进行输电线路的典型异常放电行波监测，其中，典型异常放电现象包括绝缘子污秽、植被超高、金具放电、绝缘子覆冰、复合绝缘子劣化，这些异常放电现象的检测信号均与历史监测放电脉冲信号存在差异，所述mcu处理器3可根据异常放电现象的检测信号识别放电模式。

在本实用新型实施例中，如图2所示，所述传感检测模块2包括倾角传感器21、水平传感器22和陀螺仪传感器23。所述倾角传感器21通过rs232串口与所述mcu处理器3相连接，用于采集重力加速度在传感器敏感轴上的分量大小；所述水平传感器22采用双轴动态水平传感器，通过rs485串口与所述mcu处理器3连接，用于测量静态重力加速度的变化并将其转换成倾角变化；所述陀螺仪传感器23采用mpu6050陀螺仪传感器，通过i2c接口与所述mcu处理器3连接，用于精确跟踪智能杆塔的快速动作和慢速动作，辨认出智能杆塔的动作方向以及动作姿态，并将测量的模拟量转换成数字量输出。通过以上三种传感器的配合使用，保证对智能杆塔的塔身倾斜程度与倒塌情况进行实时监测。

其中，所述mcu处理器3采用型号为stm32f103c8t6的微控制器，针对三种传感器的数据处理和所述行波检测模块的数据边缘计算处理，该芯片的占用体积小但处理数据大且处理速度快，将为智能杆塔的异常放电状态与自身形态的监测提供更有利的处理环境。

具体的，所述无线物联模块4包括无线物联通信设备和多根远程天线，所述多根远程天线的接线端分别与所述无线物联通讯设备相连接。其中，所述无线物联通信设备通过双绞线与所述mcu处理器3相连接，并基于所述多根远程天线与所述后台监控中心5建立5.8g频段的无线通信连接。具体实施过程中，所述无线物联通信设备接收所述mcu处理器3下发的智能杆塔自检参数，并发送至所述后台监控中心5以供监控预警与存储使用。

需要说明的是，所述无线物联通信设备与所述后台监控中心5通过无线连接进行数据传输不完全是一次传输关系。在输电线路上，若所述无线物联通信设备与所述后台监控中心5之间存在其他无线物联通信设备时，数据将进行逐级搜集传输。

本实用新型实施过程中，当智能杆塔出现异常放电现象时，所述行波检测模块1将采集输电线路上的行波电流并进行信号转换处理后，与历史记录放电脉冲进行对照，所述mcu处理器3根据比较结果和监测数据进行分析处理，生成异常放电预警信号；同理，当智能杆塔的自身形态出现倾斜情况时，所述传感检测模块2对智能杆塔的倾斜程度进行精确计算，所述mcu处理器3根据计算结果进行分析判断，生成杆塔倾斜预警信号。最后，所述mcu处理器3经所述无线物联模块4将智能杆塔的自检参数以及对应的预警信号传输至所述后台监控中心5进行监控与预警。

本实用新型实施例提供了一种智能杆塔的自身状态监测装置，所述装置一方面利用异常放电行波监测技术对输电线路中所有可能出现的典型异常放电现象进行高效率监测，另一方面利用各类传感器对智能杆塔的外在形态进行监测，最后通过与后台监控中心建立无线远程通信以实时传输监测数据作预警处理。所述装置不但克服了传统异常放电监测方法中监测对象单一的缺点，且极大地降低输电线路巡检工作的成本与风险，保障电网的稳定运行。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁盘或光盘等。

以上对本实用新型实施例所提供的一种智能杆塔的自身状态监测装置进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。