一种输电线路导线状态多参量采集传感器的制作方法

本发明属于电力，具体涉及一种输电线路导线状态多参量采集传感器。

背景技术：

1、输电是电力系统中重要组成环节，和其他能源的传输(如输煤、输油等)相比，输电的损耗小、效益高。随着电力建设的迅速发展，电网规模的不断扩大，在复杂地形条件下的电网建设和设备维护工作越来越多，作为电力输送的纽带的输电线路具有分散性难以巡视的缺点，巡检人员定期巡视难以做到全天候巡检，因此输电线路在线监测通常采用传感器进行测量。

2、目前安装于输电线路高位侧的传感器，主要有行波分布式故障传感器、线夹温度传感器、舞动传感器、微风振动传感器、导线温度传感器、导线电流传感器、导线弧垂传感器、导线风偏传感器、导线观冰精灵等。目前市面上已有传感器大多存在功能单一集成度较低的问题，导致一条输电导线上需要安装多种导线特征测量传感器，增加监测成本；

技术实现思路

1、本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种输电线路导线状态多参量采集传感器。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、本发明实施例提供了一种输电线路导线状态多参量采集传感器，包括电源模块、主控核模块、辅控核模块、舞动检测模块、通信模块、定位模块、风偏监测模块、弧垂监测模块、电流监测模块和导线温度监测模块；

4、所述电源模块分别与主控核模块和辅控核模块相连，所述主控模块分别与舞动检测模块和通信模块相连，辅控核模块分别与通信模块、定位模块、风偏监测模块、弧垂监测模块、电流监测模块、导线温度监测模块相连。

5、可选地，所述电源模块包括光伏供电模块、可充电电池模块、充电接口、电池温度测量电路、电池电压采样电路、光伏电压采样电路；所述电池温度测量电路与所述电池电压采样电路分别与可充电电池模块连接；所述光伏供电模块连接电路抗浪涌压敏电阻r1，所述r1上端连接第一放电管ds1，所述r1下端连接第二放电管ds2，所述ds1和所述ds2分别接地；滤波电感l1与滤波电解电容c1串联后与所述r1并联，所述光伏电压采样电路与所述电池充电接口串联后与所述c1并联；所述充电接口与所述可充电电池模块连接，所述可充电电池模块包括第一电池模块和第二电池模块，所述第一电池模块和第二电池模块均由锂电池和保护芯片构成；所述光伏电压采样电路由电阻r2和r3串联接地，滤波电容c2与所述r3并联，采集r2和r3之间的电压监测所述光伏供电模块的供电情况；所述电池电压采样电路由电阻r4和r5串联接地，滤波电容c3与所述r5并联，采集r4和r5之间的电压监测所述可充电电池模块的充放电情况；所述电池温度测量电路由上拉电阻r7和r8并联，所述r7和所述r8分别连接电池测温板，

6、可选地，所述主控核模块采用adi4050单片机，集成433m微功率通信模块、acc模块、imu模块、蓝牙无线调试模块；所述主控核模块通过标准化433mhz微功率无线通信接入基站或者边缘智能终端；所述主控核模块通过spi与所述舞动检测模块通信，实时传送输电线舞动的幅度、舞动的轨迹以及位置信息。

7、可选地，所述辅控核模块采用stm32单片机，与所述主控核模块通过串口进行通信，将数据传送到所述主控核模块进而上传到基站。

8、可选地，舞动监测模块包括三轴加速度计mpu-6050、低功耗三轴加速度计adxl362、六轴惯性测量单元imu；通过所述mpu-6050与所述imu积分出导线舞动姿态，在传感器进入低功耗模式时，由所述adxl362唤醒所述mpu-6050；所述mpu-6050与所述imu通过电源芯片进行电源控制，当en脚打开时电源打开，所述mpu-6050和所述imu工作。

9、可选地，所述风偏监测模块由左雷达、右雷达、电源控制芯片、tvs二极管构成；弧垂电路雷达方向对地，进而监测输电导线对地距离，分析弧垂状态。

10、可选地，所述导线温度监测模块采用pt100铂电阻探头测量导线温度；所述导线温度监测模块采用两路四线制pt100，ad采样部分增设两路ad采样芯片，选用ms5193t芯片，芯片内部集成电流源；一路为采样电阻激励，采样电阻电压设为ad基准电压；另一路为pt100激励，采集铂电阻参数，数据上传到辅控核，实时监测输电线路导线温度。

11、可选地，所述电流监测模块的输入端为电阻r15；所述r15一端与输电线路导线连接，另一端分别与电容c17和c18连接，c17另一端接地，c18另一端分别与电阻r16和放大器的正输入端连接，r16另一端与外接电源连接；所述放大器的负输入端分别与电阻r17、r18和电容c19连接，r17另一端与偏置电压vdd连接，r18和c19的另一端均与所述放大器的输出端连接，所述放大器的输出端还与电阻r19连接，r19另一端与电容c20连接，c20另一端接地。

12、本发明的有益效果：

13、本发明实施例提供了一种输电线路导线状态多参量采集传感器。传感器包括电源模块、主控核模块、辅控核模块、舞动检测模块、通信模块、定位模块、风偏监测模块、弧垂监测模块、电流监测模块和导线温度监测模块；电源模块分别与主控核模块和辅控核模块相连，主控模块分别与舞动检测模块和通信模块相连，辅控核模块分别与通信模块、定位模块、风偏监测模块、弧垂监测模块、电流监测模块、导线温度监测模块相连。传感器集成输电导线舞动、风偏、弧垂、导线电流监测、导线温度监测五种功能，能同时满足输电导线的多维度特征量监测，一条输电导线上安装一个综合传感器即可满足要求，降低成本。

技术特征：

1.一种输电线路导线状态多参量采集传感器，其特征在于，包括电源模块、主控核模块、辅控核模块、舞动检测模块、通信模块、定位模块、风偏监测模块、弧垂监测模块、电流监测模块和导线温度监测模块；

2.根据权利要求1所述的一种输电线路导线状态多参量采集传感器，其特征在于，所述电源模块包括光伏供电模块、可充电电池模块、充电接口、电池温度测量电路、电池电压采样电路、光伏电压采样电路；所述电池温度测量电路与所述电池电压采样电路分别与可充电电池模块连接；所述光伏供电模块连接电路抗浪涌压敏电阻r1，所述r1上端连接第一放电管ds1，所述r1下端连接第二放电管ds2，所述ds1和所述ds2分别接地；滤波电感l1与滤波电解电容c1串联后与所述r1并联，所述光伏电压采样电路与所述电池充电接口串联后与所述c1并联；所述充电接口与所述可充电电池模块连接，所述可充电电池模块包括第一电池模块和第二电池模块，所述第一电池模块和第二电池模块均由锂电池和保护芯片构成；所述光伏电压采样电路由电阻r2和r3串联接地，滤波电容c2与所述r3并联，采集r2和r3之间的电压监测所述光伏供电模块的供电情况；所述电池电压采样电路由电阻r4和r5串联接地，滤波电容c3与所述r5并联，采集r4和r5之间的电压监测所述可充电电池模块的充放电情况；所述电池温度测量电路由上拉电阻r7和r8并联，所述r7和所述r8分别连接电池测温板。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路导线状态多参量采集传感器，其特征在于，所述主控核模块采用adi4050单片机，集成433m微功率通信模块、acc模块、imu模块、蓝牙无线调试模块；所述主控核模块通过标准化433mhz微功率无线通信接入基站或者边缘智能终端；所述主控核模块通过spi与所述舞动检测模块通信，实时传送输电线舞动的幅度、舞动的轨迹以及位置信息。

4.根据权利要求1所述的一种输电线路导线状态多参量采集传感器，其特征在于，所述辅控核模块采用stm32单片机，与所述主控核模块通过串口进行通信，将数据传送到所述主控核模块进而上传到基站。

5.根据权利要求1所述的一种输电线路导线状态多参量采集传感器，其特征在于，舞动监测模块包括三轴加速度计mpu-6050、低功耗三轴加速度计adxl362、六轴惯性测量单元imu；通过所述mpu-6050与所述imu积分出导线舞动姿态，在传感器进入低功耗模式时，由所述adxl362唤醒所述mpu-6050；所述mpu-6050与所述imu通过电源芯片进行电源控制，当en脚打开时电源打开，所述mpu-6050和所述imu工作。

6.根据权利要求1所述的一种输电线路导线状态多参量采集传感器，其特征在于，所述风偏监测模块由左雷达、右雷达、电源控制芯片、tvs二极管构成；弧垂电路雷达方向对地，进而监测输电导线对地距离，分析弧垂状态。

7.根据权利要求1所述的一种输电线路导线状态多参量采集传感器，其特征在于，所述导线温度监测模块采用pt100铂电阻探头测量导线温度；所述导线温度监测模块采用两路四线制pt100，ad采样部分增设两路ad采样芯片，选用ms5193t芯片，芯片内部集成电流源；一路为采样电阻激励，采样电阻电压设为ad基准电压；另一路为pt100激励，采集铂电阻参数，数据上传到辅控核，实时监测输电线路导线温度。

8.根据权利要求1所述的一种输电线路导线状态多参量采集传感器，其特征在于，所述电流监测模块的输入端为电阻r15；所述r15一端与输电线路导线连接，另一端分别与电容c17和c18连接，c17另一端接地，c18另一端分别与电阻r16和放大器的正输入端连接，r16另一端与外接电源连接；所述放大器的负输入端分别与电阻r17、r18和电容c19连接，r17另一端与偏置电压vdd连接，r18和c19的另一端均与所述放大器的输出端连接，所述放大器的输出端还与电阻r19连接，r19另一端与电容c20连接，c20另一端接地。

技术总结
本发明公开了一种输电线路导线状态多参量采集传感器，属于电力技术领域。传感器包括电源模块、主控核模块、辅控核模块、舞动检测模块、通信模块、定位模块、风偏监测模块、弧垂监测模块、电流监测模块和导线温度监测模块；电源模块分别与主控核模块和辅控核模块相连，主控模块分别与舞动检测模块和通信模块相连，辅控核模块分别与通信模块、定位模块、风偏监测模块、弧垂监测模块、电流监测模块、导线温度监测模块相连。传感器集成输电导线舞动、风偏、弧垂、导线电流监测、导线温度监测五种功能，能同时满足输电导线的多维度特征量监测，一条输电导线上安装一个综合传感器即可满足要求，降低成本。

技术研发人员：段帅帅,杜东威,马鹏,张沁,丁强,严强,王春景
受保护的技术使用者：江苏翰林正川工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24