专利名称：导线舞动传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于输电设备监测技术领域，涉及一种导线舞动传感器，具体涉及一种输电线路舞动在线监测系统中的传感器。
背景技术：
随着国家“智能电网”的推出，如何确保电力系统输电线路的运行安全，成为研究的重点。电网交错复杂、分布面广，架空输电线路在运行过程中受周围环境微地形和微气候的影响，产生输电线路舞动等危害，轻者造成电力系统发生闪络、跳闸，重者发生金具及绝缘子损坏、导线断股、断线，杆塔螺栓松动、脱落，甚至倒塔，导致重大电网事故。但是对舞动的研究涉及空气动力、悬索振动、气固耦合和气象研究等学科，是一门多学科的综合课题，同时也是架空输电线路机械力学领域公认的世界性难题。 近年来，随着特高压输电线路的相继投入使用，由此带来的导线覆冰、舞动事故时有发生，严重影响了电网的安全运行，造成了巨大的经济损失。目前，用于在线监测输电线路舞动的各种监测系统，均由于传感器单元的影响，不能在实践中得以很好的应用，因此，开发一种导线舞动传感器单元就显得极为迫切。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种导线舞动传感器，综合几种常规传感器，应用于输电线路舞动在线监测系统，对输电线路舞动进行准确、高效地监测。本实用新型所采用的技术方案是导线舞动传感器，包括安装在导线上的三轴加速度计和三轴陀螺仪，所述三轴加速度计和三轴陀螺仪与数字信号处理模块DSP相连，所述数字信号处理模块DSP分别与zigbee无线通信模块和电源模块相连。优选地，所述传感器中，三轴陀螺仪由单轴陀螺仪和双轴陀螺仪组合而成。优选地，所述传感器中，无线通信模块采用Zigbee通信和GPRS无线通信技术相结
八
口 ο优选地，所述传感器中，电源模块采用互感取电方式与蓄电池组合使用。本安装在导线上输电线路导线舞动传感器，通过zigbee通信网络与输电线路杆塔监测主机装置相连接，输电线路杆塔监测主机通过GPRS无线通信模块与监控中心相连。本实用新型具有以下优点I.加速度传感计、单轴陀螺仪、双轴陀螺仪组合全面测得加速度和角旋转变化，提高了测量可靠性和精确度。2.具有电力系统中常用金具的外形结构，可直接与绝缘子串和悬垂夹等金具连接，安装方便快捷、安全性高。3.互感取电与蓄电池组合使用，有效解决了因电源馈电，影响正常工作的问题。4.采用Zigbee无线网络技术和GPRS无线通信技术相结合的组网方式进行数据通信的无线传感器网络。
图I是输电线路舞动在线监测系统框图。图2是导线舞动传感器框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明如图2所示，该导线舞动传感器，包括安装在导线上的三轴加速度计4和三轴陀螺 仪12，三轴加速度计4和三轴陀螺仪12与数字信号处理模块DSP 7相连，数字信号处理模块DSP 7分别与zigbee无线通信模块9和电源模块8相连。其中，三轴陀螺仪12由单轴陀螺仪5和双轴陀螺仪6组合而成。zigbee无线通信模块采用Zigbee通信模块和GPRS无线通信模块相组合而成。电源模块8采用互感取电方式与蓄电池组合使用。本实用新型舞动传感器的工作过程输电线路舞动在线监测系统如图I所示。主要分为监控中心I、杆塔监测主机2、导线舞动传感器3三大部分。杆塔监测主机2安装在杆塔上，主要负责对微气象信息(风速、风向、雨量、日照等)的采集和监测节点数据的收发。导线舞动传感器如图2所示。包括有三轴加速度计4、三轴陀螺仪12(由单轴陀螺仪5和双轴陀螺仪6组合而成)、数字信号处理模块DSP 7、电源模块8、Zigbee模块9，三轴加速度计4和三轴陀螺仪12安装在导线上，一个档距内根据实际情况分布若干个监测点，节点数据经无线zigbee通讯网络11传输至主机2，对数据进行简单处理，经GPRS模块10传输至监控中心1，监控中心专家软件采用陀螺仪空间姿态变换、加速度位移转换等算法对数据处理解析，得到监测点的实时位置和空间姿态，进而实现输电导线运动轨迹的精确还原。具体舞动定位算法为如图3。首先，对加速度计4测得的加速度进行预处理得到载体坐标下的加速度值，再对陀螺仪12采集到的角速率进行数据与处理，将载体坐标系和地理坐标系进行转换得出实时姿态矩阵，经滤波处理，将载体坐标系下的加速度值转换为地理坐标系下的值；然后将加速度值转换为位移，最后对同一时刻各监测点数据提取、分析、拟合，并利用舞动数学模型、微气象条件进行修正，得出某时刻整条输电线路的舞动轨迹。本实用新型传感器可以通过加速度计4实时测得加速度，通过陀螺仪12测得载体相对于惯性空间所转动的角度，然后再结合加速度计4的输出信号解算得到物体的实时位置、姿态等信息，保证了测量数据可靠性与准确性。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式
仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
权利要求1.导线舞动传感器，其特征在于，包括安装在导线上的三轴加速度计(4)和三轴陀螺仪(12)，所述三轴加速度计(4)和三轴陀螺仪(12)与数字信号处理模块DSP (7)相连，所述数字信号处理模块DSP (7)分别与zigbee无线通信模块(9)和电源模块(8)相连。
2.按照权利要求I所述的导线舞动传感器，其特征在于，所述三轴陀螺仪(12)由单轴陀螺仪(5)和双轴陀螺仪(6)组合而成。
3.按照权利要求I所述的导线舞动传感器，其特征在于，所述zigbee无线通信模块采用Zigbee通信模块和GPRS无线通信模块相组合而成。
4.按照权利要求I所述的导线舞动传感器，其特征在于，所述电源模块(8)采用互感取电方式与蓄电池组合使用。
专利摘要本实用新型公开了一种导线舞动传感器，包括安装在导线上的三轴加速度计和三轴陀螺仪，所述三轴加速度计和三轴陀螺仪与数字信号处理模块DSP相连，所述数字信号处理模块DSP分别与zigbee无线通信模块和电源模块相连。三轴加速度计、三轴陀螺仪(由单轴陀螺仪和双轴陀螺仪组合而成)、DSP、电源模块、zigbee模块，三轴加速度计和三轴陀螺仪安装在导线上，一个档距内根据实际情况分布若干个监测点，节点数据经无线zigbee通讯网络传输至主机，对数据进行简单处理，经GPRS模块传输至监控中心，监控中心专家软件采用陀螺仪空间姿态变换、加速度位移转换等算法对数据处理解析，得到监测点的实时位置和空间姿态，进而实现输电导线运动轨迹的精确还原。
文档编号G08C17/02GK202676172SQ20122030189
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者刘家兵, 李敏, 王国利, 刘磊, 李 昊, 周柯宏, 宋国化 申请人:西安金源电气股份有限公司, 南方电网科学研究院有限责任公司