一种模拟跨高铁的输电线路风颤监测试验系统的制作方法

本发明涉及电力行业输电线路防灾减灾领域，特别是一种模拟跨高铁的输电线路风颤监测试验系统。

背景技术：

随着新疆高速铁路建设的推行，时速大于200km的高速铁路、时速60km-120km的高速公路以及由若干线路组成的重要输电通道(以下简称“三跨”区段)，这些区域的“三跨”区段输电线路尤为重要。但近三年，跨高铁的高压线路在交叉区段时有发生断线、倒塔等事故且危害甚大。

随着计算机速度的提高，软件可以实现更多的功能，新器件新技术的应用使仪器功能越来越强大，仪器的价格也越来越低。随着电子技术、网络技术和计算机技术的不断发展，虚拟仪器技术的更新也越来越快，更多的新技术以前所未有的速度不断地融入到虚拟仪器中。

基于虚拟仪器技术跨高铁的输电线路风颤试验系统，从而对高铁通过时输电线路环境的气压、风速、风向等对输电线路运行有影响的自然环境以及输电导线的振动频率和振幅进行监控、模拟，是一种可行的技术方案。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提出一种实现模拟高铁通过时气压、风速、风向等因素对输电线路运行状况的影响，可以在实验室内进行模拟高铁通过时输电线路的不同运行环境试验，同时利用虚拟仪器技术实现各项气候环境、导线振颤参数的智能化监测和控制的模拟跨高铁的输电线路风颤监测试验系统。。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种模拟跨高铁的输电线路风颤监测试验系统，其特征在于：所述系统包含监控对象、监控终端、通讯接口单元、传输网络以及客户端计算机：

所述监控对象为跨高铁输电线路振颤频率、线路空间环境的风速风向、温湿度、风沙量、气压以及跨高铁输电线路下有无高铁通行状态；

所述监控终端包括振颤监控终端、微气象监控终端、高铁监控终端；

所述通讯接口单元、用于传输网络为数据传输通道辅助系统，实现数据的远程传输；

所述客户端计算机搭载虚拟仪器软件，实现系统工况监控和后台分析决策，完成对跨高铁输电线路风颤工况的实况模拟。

本发明通过监控终端完成被监控对象信号的现场采集，转换后的采集信号经过通讯接口模块以无线信息的方式，通过无线通讯基站aau传输至无线通讯核心网sa,并定向上送至目标客户端计算机，实现“遥测”、“遥视”和“遥信”功能；远程客户端计算机在强大的计算机语言编译下，完成虚拟仪器软件模拟操控平台的桌面化，试验人员通过平台能够直观地完成即时“遥测”、“遥视”和“遥信”信号的查阅和历时数据的调阅、报表分析等功能。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)利用传感器技术实现多种环境因素信号的采集，为上位机软件实现不同工况下信号的监测提供硬件技术手段；

(2)无线通讯技术的使用，适应高速度、大容量、直观可视化、多方位数据的即时传输与存储，充分放大了虚拟仪器技术在5g时代的便捷性和人工智能优势；

(3)基于可视化图形编程的多计算机编程语言，模拟操控平台人机界面友好，集成度高，管理模式灵活机动，更适用于移动手机、平板电话、微型计算机、工控机等多种客户端系统，定制开发的思想使功能具有多需求化特色，充分实现了因人制式，因地制宜，随时随地监测，极大降低了使用者操作门槛，提高了使用习惯的兼容性和工作效率；

(4)基于虚拟仪器语言的软件编程，模拟操控平台集成多种虚拟仪器软件，使虚拟仪器管理“库”化，一个桌面即可实现多类型设备仪器的虚拟模拟和参数调节，“软件即设备”的思想真实的融入到实体试验当中。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明中的振颤监控系统图；

图3为本发明中的微气象监控系统图；

图4为本发明中的高铁监控系统图；

图5为本发明中的虚拟仪器整体框图；

图6为本发明中的虚拟仪器程序结构。

图中，1-监控对象，2-振颤监控端、3-微气象监控端，4-高铁监控端，5-通讯接口模块，6-移动客户端或微型计算机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

图1为本发明的系统框图，包括：监控对象1、振颤监控端2、微气象监控端3、高铁监控端4、接口电路5以及计算机6。其中监测终端包括振颤监控终端2、微气象监控终端3、高铁监控终端4。试验系统通过监控终端完成被监控对象信号的现场采集，转换后的采集信号经过通讯接口模块以无线信息的方式，通过5g基站aau传输至5g核心网sa,并定向上送至目标客户端计算机，实现“遥测”、“遥视”和“遥信”功能；远程客户端计算机在强大的计算机语言编译下，完成虚拟仪器软件模拟操控平台的桌面化，试验人员通过平台能够直观地完成即时“遥测”、“遥视”和“遥信”信号的查阅和历时数据的调阅、报表分析等功能。同时，试验人员还可以通过模拟操控平台向监控终端发送控制指令，完成终端执行器的开断、监测信号量的调节和修正，实现“遥控”和“遥调”功能。模拟操控平台可以搭载多种虚拟仪器软件并实现技术兼容，能够扮演多需求、多系统虚拟角色。同时，平台采用了虚拟仪器技术，可随时随地完全实现在线设备的实时参数、工况展示及功能指令可控、可调，摆脱了空间地域的限制，在应用层面高度实现了“软件即设备”的智能自动化思想。本发明可应用于模拟跨高铁的输电线路试验，可减少高铁通过时对输电线路振颤的现象。

图2为本发明的振颤监控系统，主要由振动器、振动传感器、客户端计算机以及无线传输网络组成。振动传感器实现振颤频率、幅度的现场采集，然后通过无线传输网络实现与客户端计算机的通信，实验人员通过客户端软件控制振动器，改变振动器的相关参数，整个系统构成一个闭环的系统。

图3为本发明的微气象监控系统，主要由微气象监控终端、无线传输网络以及客户端计算机组成。微气象监控终端主要由微气象传感器和微气象执行器组成。微气象传感器主要包括风速风向传感器、温湿度传感器、淋雨量检测计、沙尘环境监测仪以及数字气压计；微气象执行器主要包括风机、升降温装置、淋雨排以及真空泵、喷粉机。

图4为本发明的高铁监控系统，主要由速度传感器、运动装置、无线传输网络以及客户端计算机组成。运动装置通过电机运动模拟高铁运行，从而改变其速度值。

图5为本发明的虚拟仪器整体框图，主要由监控对象、无线传输网络、数据采集单元、数据处理控制单元、数据传输电路、数据存储单元、客户端计算机以及虚拟仪器软件模拟操控平台。客户端计算机通过虚拟仪器软件模拟操控平台发送网络指令对数据进行采集、传输、控制和存储。

图6为本发明中的虚拟仪器模拟操控平台程序结构，主要由主虚拟仪器以及子虚拟仪器构成。该框图从软件的角度对整个系统划分，主虚拟仪器包含振动虚拟仪器、微气象虚拟仪器、高铁虚拟仪器，而微气象虚拟仪器包含风速风向虚拟仪器、温湿度虚拟仪器、气压虚拟仪器、雨量虚拟仪器以及沙尘虚拟仪器，说明了“软件即设备”的思想。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。