基于无线传感网络的输电线路测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及输电线路测量领域，具体为一种基于无线传感网络的输电线路测量装置。
【背景技术】
[0002]输电事故多发于线路接头接触电阻、过负荷等因素引起的接头温度过高，使得接头处绝缘变差或烧崩，突发故障引起火灾，给工业生产现场带来了严重的不安全隐患，甚至导致被迫停机。而且输电线路跳线处的断线一般不会有接地点，所以对故障定位将会有一定困难，这就进一步延长了停电时间，造成短时间无法恢复生产的严重事故，造成重大经济损失和社会影响。
[0003]输电线路跳线接头，特别是用并沟线夹连接的接头和变电站引下线处使用螺栓线夹的接头，经过一段时间运行后，个别线夹由于螺栓松动、铝表面氧化等多种原因，接触电阻增大。当通过比较大的负荷电流时，在线夹接触面局部区域会过热发红，以致烧熔成洞或者表面烧成凹凸不平，从而又进一步增大了接触电阻，严重者可能烧断跳线/引下线造成事故。由此可见，输电线路跳线接头是输电线路中的一个薄弱环节，对输电线路跳线接头进行实时监测并对危险点及时采取补救措施具有极其重要的意义:一是大大减少发现输电线路跳线接头故障的时间，从而可以及早发现和检修有故障的输电线路跳线接头，避免因此而引起的停电等事故的发生；二是大大减少输电线路跳线接头的盲目检修，从而节省工作量巨大的线路维护工作。
[0004]目前对输电线路跳线接头常用的测温方法有:红外测温、导线接触式测温以及光纤式智能型导线测温。其中，红外测温的优点在于可用于远距离非接触式测量，灵敏度高、反应速度快、精度高、测量范围广；缺点在于其主要是利用表面热效应来进行在线监测，对外部发热故障检测效果较好，对于由于内部导致的发热故障，则需要结合其他方法；并且这种非接触式远程红外测温的方法需要巡线工人利用红外测量仪在用电高峰期逐个测量跳线接头温度来判断是否需要对跳线接头进行检修，对人力造成极大浪费，并且对监测目标的判断比较盲目；另外，由于是人工操作，不能够很好的对准被测点，并且仪器比较灵敏，易受设备现场环境干扰。导线接触式测温采用收费的GPRS/GSM等通讯方式，需要每个测温节点实时监测并发送大量数据到监控主站，这就造成了通讯花费高的缺点；另外，其主要针对导线温度进行测量，也可监测部分导线接头，但由于导线接头体积小个数多，对于导线接头温度的监测难定位，很难实际应用这种方法。光纤式智能型导线测温是将通信光纤并入传统的ACSR导线(钢芯铝绞线)，并使其与线路终端的仪表相连，以此来收集导线温度数据。分布式光纤测温更适合于电力电缆线路运行温度连续的在线检测和后期应用平台的软件开发，采用该技术不仅能够连续地实时检测线路的表面温度和测算稳态载流量，及时发现局部过热点位置，同时可检测和分析运行中线路绝缘状态；缺点是实施费用较高，短期内不可能对电网进行如此大规模大成本的改造。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是为了克服上述不足以提供一种基于无线传感网络的输电线路测量装置，该装置能对输电线路尤其是输电线路跳线接头的温度进行在线实时监测。
[0006]基于上述目的，本实用新型提供了一种基于无线传感网络的输电线路测量装置，其包括:
[0007]第一温度探头，其设置在输电线路的母线上，以检测母线的温度；
[0008]第二温度探头，其设置在输电线路的母线接头处，以检测母线接头处的温度；
[0009]取能线圈，其副边连接有采样电阻，所述取能线圈检测母线上的电流；
[0010]控制模块，其与所述第一温度探头、第二温度探头分别连接，以根据第一温度探头和第二温度探头传输的温度信号确定母线接头处的温升，所述控制模块还与采样电阻连接，并根据采样电阻传输的数据获得母线上的电流值；
[0011]供电装置，其与所述控制模块连接，以为所述输电线路测量装置供电；
[0012]无线传输模块，其与所述控制模块连接，以将控制模块传输的数据近距离发送出去，以及接收近距离传输的数据。
[0013]本实用新型所述的基于无线传感网络的输电线路测量装置中，第一温度探头和第二温度探头采集的温度的差值反映了母线接头处的温升；取能线圈实际上就是一个电流互感器，其副边的感应电流大小可以反映母线上电流的大小，故在取能线圈的副边接一个采样电阻把电流信号转化为电压信号，作为控制模块计算母线电流的依据。
[0014]本实用新型所述的输电线路测量装置在工作时，可以被设置于包含相距较近的多个测量节点的测量集群(通常是一个杆塔对应一个测量集群)，每个测量节点对应一个本实用新型以测量所述测量节点处的母线的温度、母线接头处的温度以及母线上的电流，所述测量节点包括多个从节点和至少一个中心节点。所述从节点的测量数据被本实用新型即时处理后/直接与所述中心节点近距离无线交互，所述中心节点将所述测量数据即时处理后/直接与后台监控远程交互。中心节点处设置的装置可以是集成了远程传输功能的本实用新型装置，也可以是其它具有远程传输功能的装置。所述即时处理可以是对异常情况的数据进行提取，如温升过高、电流异常等。
[0015]本实用新型所述的输电线路测量装置相对于现有的红外测温装置，更加真实准确，且无需人工参与，不易受现场环境干扰；相对于现有的导线接触式测温装置，因其采用了近距离无线传输，定位准确，且大大节约了远程通讯网络的通讯费用；相对于现有的光纤式智能型导线测温装置，成本低廉，至少短期内可行性高。
[0016]进一步地，在本实用新型所述的基于无线传感网络的输电线路测量装置中，所述控制模块包括单片机。
[0017]更进一步地，在上述基于无线传感网络的输电线路测量装置中，所述单片机包括AD采样模块和主控CPU。该AD采样模块用于与所述第一温度探头、第二温度探头分别连接，以及与采样电阻连接，并对接收的模拟信号进行AD转换供主控CPU使用。
[0018]更进一步地，在上述基于无线传感网络的输电线路测量装置中，所述采样电阻与AD采样模块之间连接有信号调理模块，所述信号调理模块对采样电阻输出的信号进行抬压和滤波。取能线圈副边连接的采样电阻出来的信号是一个交流信号，在进控制模块前需要进行抬压和滤波。
[0019]更进一步地，在上述基于无线传感网络的输电线路测量装置中，所述信号调理电路包括双运放芯片和与其连接的低通滤波器。该双运放芯片用于抬压和有源滤波，低通滤波器用于抗混叠滤波。
[0020]进一步地，在本实用新型所述的基于无线传感网络的输电线路测量装置中，所述供电装置包括:
[0021]供电模块，其包括感应线圈，所述感应线圈设于输电线路上，以从输电线路感应取电；
[0022]限流漏斗，其与所述供电模块的输出端连接；限流漏斗用于电流过大时将电流分流；
[0023]溢出开关，其与所述限流漏斗连接；溢出开关用于控制充电电流通断；
[0024]整流稳压单元，其与所述限流漏斗连接；
[0025]储能元件，其与所述整流稳压单元连接，所述储能单元还与控制模块连接；
[0026]充电控制单元，其与所述溢出开关、储能单元和控制模块分别连接，以根据控制模块的控制信号控制储能单元的充放电。
[0027]供电装置负责提供本实用新型运行电源。由于本实用新型运行在高压端，对绝缘有较高的要求，普通的太阳能供电系统不宜安装在此运行环境，又由于本实用新型要长期运行在户外高压输电线上，不宜更换电池，故采用更换电池供电也不具有可行性。基于以上原因，采用在母线上感应取电的方式来给本实用新型供电。
[0028]更进一步地，在上述基于无线传感网络的输电线路测量装置中，所述储能元件包括蓄电池。
[0029]优选地，在本实用新型所述的基于无线传感网络的输电线路测量装置中，所述无线传输模块为ZigBee射频模块。一个测量集群的各个测量节点的本实用新型之间必须采用无线方式通信，考虑成本、可靠性和灵活性等因素，选择ZigBee技术实现短距离无线组网。
[0030]进一步地，本实用新型所述的基于无线传感网络的输电线路测量装置还包括远程传输模块，其与所述控制模块连接，以将控制模块传输的数据远程发送出去。
[0031]进一步地，本实用新型所述的基于无线传感网络的输电线路测量装置还包括远程传输模块，其集成于控制模块内，以将控制模块传输的数据远程发送出去。
[0032]本实用新型所述的基于无线传感网络的输电线路测量装置，具有以下优点:
[0033]I)相对红外测温，更加真实准确，且无需人工参与，不易受现场环境干扰；
[0034]2)相对导线接触式测温，采用了分布式测量、即时处理以及近距离无线传输，定位准确，且大大节约了远程通讯网络的通讯费用；
[0035]3)相对光纤式智能型导线测温，成本低廉，至少短期内可行性高；
[0036]4)大大减少了发现输电线路跳线接头故障的时间，从而可以及早发现和检修有故障的输电线路跳线接头，避免因此而引起的停电等事故的发生；
[0037]5)大大减少了输电线路跳线接头的盲目检修，从而节省工作量巨大的线路维护工作。
【附图说明】
[0038]图1为本实用新型所述的基于无线传感网络的输电线路测量装置在一种实施方式下的结构框图。
[0039]图2为本实用新型在一种实施方式下的供电装置的结构框图。
[0040]图3为本实用新型在一种实施方式下的无线传输模块的接口示意框图。
[0041]图4为本实用新型在一种实施方式下的远程传输模块的接口示意框图。
[0042]图5为本实用新型在一种实施方式下的系统应用结构框图。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图及实施例进一步说明本实用新型。
[0044]图1显示了本实用新型所述的基于无线传感网络的输电线路测量装置在一种实施方式下的结构；图2显示了本实施例的供电装置的结构；图3显示了本实施例的无线传输模块的接口电路；图4显示了本实施例的远程传输模块的接口电路。
[0045]如图1所示，本实施例的基于无线传感网络的输电线路测量装置包括:第一温度探头，其设置在输电线路的母线上，以检测母线的温度；第二温度探头，其设置在输电线路的母线接头处，