用于检测架空线运动的系统和方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]架空线(例如传输线、功率线、悬空线等)容易前后振动。这种振动经常包括线由于风导致的高振幅、低频率振动。这种振动最常见地发生在垂直平面内，尽管水平和旋转运动也是可能的。线的振动造成疲劳问题，不管是在线内还是对于与线耦合的任何结构。在功率线的情形下，振动显著地增加了所耦合的绝缘体和电缆塔上的应力，这增加了功率系统机械故障的风险。另外，振动可能具有足以超出工作间隙的振幅。
【发明内容】
[0002]一示例性实施例涉及用于监视架空线的运动的系统。该系统包括监视设备，该监视设备包括加速度计和处理电路。处理电路被配置成从加速度计接收与线移动对应的数据，分析数据以确定与架空线的位移对应的位移数据，接收与架空线附近的至少一个外部物体的位置对应的数据，并分析该位移数据以确定与至少一个外部物体的间隙。
[0003]另一示例性实施例涉及监视线运动的方法。该方法包括:从加速度计接收与架空线移动对应的数据，分析数据以确定与架空线的位移对应的位移数据，接收与架空线附近的至少一个外部物体的位置对应的数据，并分析该位移数据以确定与至少一个外部物体的间隙。
[0004]另一示例性实施例涉及用于检测架空线的结构故障的系统。该系统包括监视设备，该监视设备包括加速度计和处理电路。处理电路被配置成:从加速度计接收与线运动对应的数据，分析数据以确定距离偏移数据，分析该距离偏移数据以检测坠落线，并通过实时行动而对坠落线作出响应。
[0005]另一示例性实施例涉及检测功率线的结构故障的方法。该方法包括:从加速度计接收与功率线移动对应的数据，分析数据以确定距离偏移数据，分析该距离偏移数据以确定功率线是否坠落，并通过实时行动而对坠落的功率线作出响应。
[0006]另一示例性实施例涉及用于主动地对架空线的运动给予减震的系统。该系统包括:监视设备，其包括加速度计；减震设备，其被配置成减少架空线的运动；以及处理电路。处理电路被配置成:从加速度计接收与线移动对应的数据，分析数据以确定与架空线的位移对应的位移数据，分析位移数据以确定架空线是否需要减震，以及将控制数据传递至减震设备，其中减震设备被配置成接收控制数据并根据控制数据产生架空线减震。
[0007]另一示例性实施例涉及主动地对架空线移动给予减震的方法。该方法包括:从加速度计接收与架空线的移动对应的数据，分析数据以确定与架空线的位移对应的位移数据；分析该位移数据以确定架空线是否需要减震；将控制数据传递至减震设备，该减震设备被配置成减少架空线的运动，其中控制数据被配置成控制架空线减震；以及使用该减震设备对架空线进行减震。
[0008]另一示例性实施例涉及其上存储有指令的非临时计算机可读介质，该指令包括:从加速度计接收与架空线的移动对应的数据的指令；确定与架空线的位移对应的位移数据的指令；接收与架空线附近的至少一个外部物体的位置对应的数据的指令；分析位移数据的指令；以及确定与至少一个外部物体的间隙的指令。
[0009]本发明能胜任其它实施例并且能以多种方式执行。替代的示例性实施例涉及其它特征和特征组合，如同在权利要求书中一般阐述的那样。
[0010]前面内容是概述并因此必定包含细节的简化、概括和省略。因此，本领域内技术人员将理解，概述仅为解说性的并且无论如何不构成限制。如权利要求书单独定义的那样，本文描述的设备和/或过程的其它方面、创新性特征和优势将从下面给出的详细描述并结合附图变得显而易见。
【附图说明】
[0011]本发明将结合附图从下面的详细说明中被更完全地理解，附图中相同的附图标记标识相同要素，在附图中:
[0012]图1A是根据一示例性实施例示出的用于监视线运动的加速度传感器系统的示意图，其包括监视设备、悬空的功率线和功率传输塔。
[0013]图1B是根据一示例性实施例示出的用于监视线运动的加速度传感器系统的示意图，其包括监视设备、悬空和坠落的功率线以及功率传输塔。
[0014]图2是根据一示例性实施例示出的监视设备、加速度计、发射机、处理电路和接收机的方框图。
[0015]图3是根据一示例性实施例示出的处理电路的详细方框图。
[0016]图4是根据一示例性实施例示出的用于监视线运动的加速度传感器系统的示意图，其包括监视设备、悬空的功率线和功率传输塔。
[0017]图5是根据一示例性实施例示出的用于监视线运动的加速度传感器系统的示意图，其包括监视设备、悬空的功率线、减震设备和功率传输塔。
[0018]图6是根据一示例性实施例示出的使用监视设备对线运动进行检测和响应的一般过程的流程图。
[0019]图7是根据一示例性实施例示出的使用监视设备对坠落线进行检测和响应的一般过程的流程图。
[0020]图8是根据一示例性实施例示出的使用监视设备抵消线运动的一般过程的流程图。
【具体实施方式】
[0021]在参照详细地解说示例性实施例的附图之前，应当理解本申请不局限于说明书中阐述或附图中示出的细节或方法。还应当理解，方法只是为了说明目的而不应当被视为限制。
[0022]总体参照附图，这些附图示出和描述了使用加速度传感器检测线运动的系统和方法。包含加速度传感器、发射机和处理电路的监视设备可耦合至功率线。监视设备可由功率线供电。功率线可悬空在两个或更多个传输塔(例如电力塔、桁架式塔架、悬空塔、终端塔、张力塔、换位塔等)之间。传输塔可利用绝缘体或将线耦合至塔臂的其它适宜装置。在一阵风导致悬空功率线振动的情况下，加速度传感器检测该振动并将相关数据提供至处理电路。处理电路分析该数据并确定线与外部物体的间隙。外部物体可包括树、结构、其它功率线、大楼等等。除了确定振幅信息外，处理电路还基于沿线长度的位移变动确定线与外部物体之间的间隙。处理电路测量和预测由于振动造成的位移的实际形状。例如，位移朝向线中央可能较大，并且朝向与线耦合的支承端可能较小。处理电路可使发射机将振动和间隙信息送至接收设备。振动和间隙信息可被记入日志，并之后用于确定修剪植物、修饰地形、减少电缆下垂等需要。处理电路也可基于振动和间隙数据确定采取实时行动。例如，如果处理电路确定线至外部物体在某一距离内，则行动可包括降低功率传输或停止对线供电。
[0023]在另一构想的场景中，监视设备包括被配置成从控制中心或其它监视设备接收数据的接收机。监视设备可使用所接收的振动数据以计算沿线的位移。作为一个示例，沿线的一特定跨距可以有四个监视设备。一个监视设备可从其余三个监视设备接收振动信息，并整合它们的运动以确定位移。
[0024]根据另一构想的场景，包含加速度传感器、发射机和处理电路的监视设备被耦合至功率线。功率线悬空在两个或更多个传输塔(例如电力塔、桁架式塔架、悬空塔、终端塔、张力塔、换位塔等)之间。传输塔可利用绝缘体或将线耦合至塔臂的其它适宜装置。在一阵风或其它事件造成功率线中的故障(例如坠落线、断线、塔倒塌、结构故障等)的情况下，加速度传感器检测坠落线并将相关数据提供至处理电路。处理电路分析该数据并可计算预测的对地面冲击时间。处理电路也可确定实际的冲击时间。处理电路也可确定基于故障采取实时行动。例如，行动可包括在撞击之前或在撞击之后停止对线的供电。又如，行动可包括使用发射机将状态信号送至控制中心。再如，行动可包括使用发射机将警告信号发送至其它负载设备，由此通知这些设备即将到来的电力损失或电力高峰。
[0025]根据另一构想的场景，包含加速度传感器、发射机和处理电路的监视设备被耦合至功率线。功率线悬空在两个或更多个传输塔(例如电力塔、桁架式塔架、悬空塔、终端塔、张力塔、换位塔等)之间。传输塔可利用绝缘体或将线耦合至塔臂的其它适宜装置。在一阵风或其它事件导致功率线振动的情况下，加速度传感器检测该振动并将相关数据提供至处理电路。处理电路分析该数据并可确定抵消振动。这可包括使用发射机发送信号以控制减震设备。例如，减震设备可包括线张紧器或调节线张力的其它装置、至外部结构的动力耦合器、风扇或其它气动设备或者受控制的磁性设备(例如与线电流发生反应的设备)，其每一个被配置成阻碍(counteract)振动线。
[0026]对于本公开，术语“耦合的”表示将两个部件直接或间接地彼此结合。这种结合可以实质上是固定的或实质上是可移动的，并且这种结合可允许电、电信号或其它类型的信号的流动或两个部件之间的通信。这种结合可通过两个部件或两个部件和任何附加中间部件彼此作为一个整体一体地形成或者通过两个部件或两个部件和任何附加中间部件彼此附连而实现。这种结合可以实质上是永久的或者可以实质上是可移动的或可释放的。
[0027]参照图1A，其示出根据一示例性实施例的线运动检测系统100。线运动检测系统100包括监视设备102、功率线104、传输塔106和传输信号108。传输塔106可以是电力塔、桁架式塔架、悬空塔、终端塔、张力塔、换位塔或者用于支承架空线的任何其它结构。功率线104可以是传输线或配电线、高电压AC线、高电压DC线或任何其它类型的架空线。监视设备102是根据本文的系统和方法配置的设备。监视设备102包括加速度计、处理电路、发射机或将监视设备102耦合至线所需的任何其它组件。监视设备102可额外地包括接收机或实现消弧电路所需的组件。监视设备102的发射机被图示为发送传输信号108。传输信号108可包括关于线振动的信息、关于计算