一種輸電線路在線監(jiān)測電路及智能絕緣子吊環(huán)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種輸電線路在線監(jiān)測電路及智能絕緣子吊環(huán)。在線監(jiān)測電路集成了閃絡(luò)監(jiān)測、微氣象監(jiān)測、泄漏電流監(jiān)測、以及輸電線路覆冰監(jiān)測功能。同時(shí)，將監(jiān)測電路與絕緣子吊環(huán)結(jié)合，通過在吊環(huán)內(nèi)部嵌入應(yīng)變傳感器、泄漏電流傳感器、閃絡(luò)傳感器、泄漏電流竊取供電模塊、北斗/GPS定位模塊和無線信號傳輸模塊等，使絕緣子吊環(huán)成為具有在線監(jiān)測功能的智能絕緣子吊環(huán)，實(shí)現(xiàn)一種具有導(dǎo)線重量在線監(jiān)測、綜合泄漏電流在線監(jiān)測、閃絡(luò)計(jì)數(shù)和定位功能的智能吊環(huán)，可大幅提升輸電線路狀態(tài)監(jiān)測的有效性和實(shí)時(shí)性。
【專利說明】一種輸電線路在線監(jiān)測電路及智能絕緣子吊環(huán)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸電設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種輸電線路在線監(jiān)測電路。另外，本發(fā)明還涉及承載有該在線監(jiān)測電路的智能絕緣子吊環(huán)。

【背景技術(shù)】
[0002]最近幾年，隨著電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修工作的開展和智能電網(wǎng)的建設(shè)，輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)得到迅速發(fā)展，國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司均增加了對輸電線路覆冰、舞動(dòng)的研究投入，2010年國家智能電網(wǎng)規(guī)劃總報(bào)告中提出加大對輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置及其系統(tǒng)的研制開發(fā)，全面建成覆蓋全網(wǎng)范圍的總部和各網(wǎng)省公司輸電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，利用先進(jìn)的測量、信息、通信和控制等技術(shù)，以線路運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的集中在線監(jiān)測為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對特高壓線路、跨區(qū)電網(wǎng)、大跨越、災(zāi)害多發(fā)區(qū)的環(huán)境參數(shù)(溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、氣壓、圖像等)和運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)(污穢、風(fēng)偏、振動(dòng)、舞動(dòng)等)進(jìn)行集中實(shí)時(shí)監(jiān)測，開展?fàn)顟B(tài)評估，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害的預(yù)警。
[0003]目前在線監(jiān)測產(chǎn)品的安裝數(shù)量達(dá)到了上萬套的規(guī)模，但各廠家產(chǎn)品質(zhì)量參差不起，總起來說有以下問題:
[0004]1)產(chǎn)品可靠性差，據(jù)南方電網(wǎng)2011年5月對2008年至2010年底安裝的產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)品在線運(yùn)行率不足40% ；
[0005]2)產(chǎn)品功能實(shí)用化成度不高，如通過測量導(dǎo)線及金具在覆冰狀況下的拉力來分析導(dǎo)線的覆冰狀況，由于各廠家覆冰計(jì)算模型不統(tǒng)一，造成計(jì)算誤差過大，產(chǎn)生誤報(bào)警等現(xiàn)象；
[0006]3)設(shè)備體積、重量過大，造成現(xiàn)場安裝、維護(hù)困難，設(shè)備重量普遍達(dá)到50埯以上，甚至有的覆冰監(jiān)測整套裝置總重量達(dá)1噸多。
[0007]4)在環(huán)境監(jiān)測、覆冰判斷上存在誤判，準(zhǔn)確率不高、靈敏度不高。
[0008]5)在有限重量和體積內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)集成環(huán)境監(jiān)測及污閃/雷閃、覆冰拉力監(jiān)測多種監(jiān)測功能。
[0009]6)現(xiàn)有監(jiān)測裝置均為獨(dú)立設(shè)備，需要另外獨(dú)立安裝于輸電線路上，額外增加輸電線路上的裝配零部件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種輸電線路在線監(jiān)測電路，提供了對輸電線路的環(huán)境情況、污閃/雷閃、覆冰拉力、及泄漏電流的集成在線監(jiān)測。中央處理器1⑶根據(jù)分析評判規(guī)則對接收的檢測信號進(jìn)行分析判斷，并向智能電網(wǎng)控制站(基站)發(fā)出狀態(tài)監(jiān)測信號。為智能電網(wǎng)的智能控制提供可供參考的信息。
[0011]另外，本發(fā)明還提供一種智能絕緣子吊環(huán)，吊環(huán)殼體承載上述的在線監(jiān)測電路，使該在線監(jiān)測電路與絕緣子吊環(huán)形成一體，無需獨(dú)立的監(jiān)測設(shè)備，不用單獨(dú)設(shè)置并安裝于輸電線路上。無線傳感器和金具有機(jī)結(jié)合，采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，形成智能絕緣子吊環(huán)，通過絕緣子吊環(huán)的安裝即可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測。
[0012]本發(fā)明提供的一種輸電線路在線監(jiān)測電路，包括:污閃雷閃檢測電路，檢測輸電線路的污閃、及雷閃情況并輸出污閃雷閃檢測信號；泄漏電流檢測電路，檢測輸電線路上絕緣子的體泄漏電流、表面污穢泄漏電流并輸出泄漏電流檢測信號；微氣象檢測電路，檢測輸電線路環(huán)境氣象信息并輸出微氣象檢測信號，所述微氣象檢測信號包括溫度信息和濕度信息；覆冰拉力檢測電路，檢測輸電線路覆冰拉力并輸出拉力檢測信號；信號處理電路，用于接收上述檢測信號并對檢測信號進(jìn)行分析判斷并輸出運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號；無線信號收發(fā)電路，用于所述信號處理電路與智能電網(wǎng)控制站之間的無線信息通訊；無線導(dǎo)航定位電路，為所述信號處理電路提供地理位置信息；為上述各電路工作提供電源的供電電路；所述信號處理電路根據(jù)接收的污閃雷閃檢測信號，當(dāng)通過無線信號收發(fā)電路接收到外部雨量傳感器傳輸?shù)挠炅啃盘枙r(shí)，則判定為雷閃，當(dāng)接收的微氣象檢測信號中濕度為80%至95%之間時(shí)，則判定為污閃并由所述無線信號收發(fā)電路輸出所述運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號；所述信號處理電路根據(jù)接收的拉力檢測信號，當(dāng)拉力檢測信號大于所設(shè)定的覆冰閾值，同時(shí)所接收的微氣象檢測信號中的溫度小于4度時(shí)，則判定為輸電線路覆冰并由所述無線信號收發(fā)電路輸出所述運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號；所述信號處理電路根據(jù)接收的所述泄漏電流檢測信號由所述無線信號收發(fā)電路輸出所述運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號。
[0013]優(yōu)選的:所述污閃雷閃檢測電路包括霍爾閃絡(luò)傳感器，所述微氣象檢測電路包括微氣象信息傳感器，所述泄漏電流檢測電路包括泄漏電流傳感器，所述信號處理電路包括中央處理器(1⑶)，所述覆冰拉力檢測電路包括應(yīng)變片和放大器電路。
[0014]優(yōu)選的:當(dāng)有閃絡(luò)發(fā)生時(shí)，霍爾閃絡(luò)傳感器產(chǎn)生污閃雷閃檢測信號并輸入至所述中央處理器(1⑶)的第…端口(⑶10端口),微氣象信息傳感器檢測輸電線路所處環(huán)境的溫度和濕度信息并輸入至所述中央處理器的第&1端口，所述泄漏電流傳感器檢測絕緣子的體泄漏電流、表面污穢泄漏電流，當(dāng)泄漏電流流過所述泄漏電流傳感器時(shí)，所述泄漏電流傳感器輸出泄漏電流檢測信號至中央處理器(1⑶)的第4端口(⑶⑴端口兄
[0015]優(yōu)選的:所述應(yīng)變片的數(shù)量為4個(gè)，所述第一應(yīng)變片與第二應(yīng)變片串聯(lián)，第三應(yīng)變片與第四應(yīng)變片串聯(lián)，兩組串聯(lián)的應(yīng)變片之間相互并聯(lián)，兩組串聯(lián)的應(yīng)變片的一端共同接入中央處理器(1⑶)的第…端口并與供電電路連接、另一端與中央處理器(1⑶)的第必端口一同接地，所述第一組串聯(lián)的應(yīng)變片接入放大器的正極，所述第二組串聯(lián)的應(yīng)變片接入放大器的負(fù)極，當(dāng)應(yīng)變片受拉力產(chǎn)生形變，應(yīng)變片電阻變化導(dǎo)致流經(jīng)的電流變化，放大器將電流轉(zhuǎn)化為電平信號輸入至中央處理器的第⑷端口，電平信號即為所述的拉力檢測信號。
[0016]優(yōu)選的:所述無線信號收發(fā)電路包括無線信號傳輸模塊(即)，所述無線信號傳輸模塊與所述中央處理器(1⑶)的第巧端口連接，為中央處理器(1⑶)與智能電網(wǎng)控制站之間提供無線信號傳輸。
[0017]優(yōu)選的:所述無線導(dǎo)航定位電路包括北斗/--雙模導(dǎo)航定位模塊(80/(^3),所述北斗/--雙模導(dǎo)航定位模塊(80/--)與中央處理器(1⑶)的第％端口連接，為中央處理器(1⑶)提供輸電導(dǎo)線的地理位置信息。
[0018]優(yōu)選的:所述供電電路包括從輸電線路中獲取電能的取能線圈、與所述取能線圈連接的電源管理電路、與所述電源管理電路連接的充電電池，所述電源管理電路向各電路提供工作電源。
[0019]優(yōu)選的:所述電源管理電路包括整流電路、充電管理電路、和穩(wěn)壓電路，所述取能線圈與所述整流電路連接對電流進(jìn)行整流處理，所述充電管理電路與所述充電電池連接對其進(jìn)行充電管理，所述穩(wěn)壓電路將充電電池輸出的電源進(jìn)行穩(wěn)壓處理后輸出至各電路。
[0020]本發(fā)明提供的一種智能絕緣子吊環(huán)，包括吊環(huán)殼體，所述吊環(huán)殼體上設(shè)有用于與絕緣子連接的第一連接部和與所述輸電線路連接的第二連接部，所述吊環(huán)殼體承載有上述任一所述的輸電線路運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測電路。
[0021]本發(fā)明提供的一種智能絕緣子吊環(huán)，包括吊環(huán)殼體，所述吊環(huán)殼體上設(shè)有用于與絕緣子連接的第一連接部和與輸電線路連接的第二連接部，所述吊環(huán)殼體承載有上述任一所述的輸電線路運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測電路，所述吊環(huán)殼體的上下兩端開有缺口，在所述上下兩端缺口之間的殼體內(nèi)開有空腔，所述的4個(gè)應(yīng)變片分別對應(yīng)的貼于所述空腔內(nèi)壁的上下左右四個(gè)測點(diǎn)上。
[0022]采用本發(fā)明提供的一種輸電線路在線監(jiān)測電路帶來的有益效果為:(1)在線監(jiān)測電路集成了污閃雷閃在線監(jiān)測判斷、覆冰拉力在線監(jiān)測判斷、體泄漏電流在線監(jiān)測及定位功能。基本實(shí)現(xiàn)對輸電線路主要環(huán)境及運(yùn)行時(shí)的主要狀態(tài)參數(shù)的在線監(jiān)測及分析判斷，及時(shí)將輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)情況進(jìn)行分析并上傳給智能電網(wǎng)控制站。(2)覆冰拉力檢測電路中，應(yīng)變片的數(shù)量為4個(gè)，每2個(gè)彼此串聯(lián)形成一組，兩組之間并聯(lián)，構(gòu)成橋式電路結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行覆冰拉力檢測時(shí)，對于輸電線路非覆冰造成的某個(gè)應(yīng)變片的拉力變化，橋式電路結(jié)構(gòu)可以有效避免誤判，減小了監(jiān)測的誤報(bào)率提高了監(jiān)測的準(zhǔn)確率。(3)通過無線通信信號收發(fā)電路，中央處理器可以接收來自監(jiān)測電路以外的傳感器發(fā)出的檢測信號，比如雨量傳感器發(fā)出的檢測信號，通過無線通信信號收發(fā)電路傳輸給中央處理器，中央處理器就可以根據(jù)雨量傳感器的檢測信號，結(jié)合污閃雷閃傳感器的檢測信號，實(shí)現(xiàn)雷閃的判斷。(4)供電電路通過取能線圈從輸電線路中取電，并通過充電電池進(jìn)行充放電，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測電路的自行充電和用電。
[0023]采用本發(fā)明提供的承載有在線監(jiān)測電路的智能絕緣子吊環(huán)帶來的有益效果為:
(1)由于絕緣子吊環(huán)承載絕緣子及其所掛載的導(dǎo)線，絕緣子的體泄漏電流、表面污穢泄漏電流、擊穿閃絡(luò)電流、表面污閃電流等對地電流信息都可以在此獲得，導(dǎo)線的重量，外力拉拽等信息也反應(yīng)在吊環(huán)的拉力上。通過重新設(shè)計(jì)絕緣子吊環(huán)，使絕緣子吊環(huán)承載輸電線路在線監(jiān)測電路，在絕緣子吊環(huán)殼體中嵌入污閃雷閃傳感器、微氣象傳感器、泄漏電流傳感器、供電模塊、北斗定位模塊和無線信號傳輸模塊等，實(shí)現(xiàn)具有導(dǎo)線重量在線監(jiān)測、綜合泄漏電流在線監(jiān)測、閃絡(luò)計(jì)數(shù)和定位功能的智能絕緣子吊環(huán)。(2)在線監(jiān)測電路與絕緣子吊環(huán)形成一體，無需另外單獨(dú)設(shè)置在線監(jiān)測裝置并安裝于輸電線路上。無線傳感器和金具(絕緣子吊環(huán))有機(jī)結(jié)合，采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，形成了具有輸電線路狀態(tài)檢測分析功能的智能絕緣子吊環(huán)，解決目前輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)龐雜、體積笨重，耗電巨大等問題的。(3)在一次設(shè)備(絕緣子吊環(huán))內(nèi)部直接嵌入傳感器、信息處理算法軟件、無線傳輸模塊，直接獲取一次設(shè)備的多維工作參數(shù)，并從一次設(shè)備本身的泄漏、感應(yīng)獲取能源，無需外部供電實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的智能化，大幅提升輸電線路狀態(tài)監(jiān)測的實(shí)時(shí)性和有效性，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度和總擁有成本，為輸電線路狀態(tài)檢測的普及奠定基礎(chǔ)。(4 )絕緣子吊環(huán)的第二連接部用于與輸電線路連接，取能線圈套在輸電線路上用于取電，本發(fā)明的智能絕緣子吊環(huán)將取能線圈安裝于第二連接部內(nèi)部，使取能線圈和第二連接部成為一體，同時(shí)滿足了與輸電線路的連接和向輸電線路取電的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明提供的在線監(jiān)測電路的電路圖；
[0025]圖2為本發(fā)明提供的智能絕緣子吊環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明智能絕緣子吊環(huán)中吊環(huán)殼體受拉力產(chǎn)生形變的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028]如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種輸電線路在線監(jiān)測電路，屬于整個(gè)智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，智能電網(wǎng)的智能控制系統(tǒng)是由廣泛布局在輸電線路網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)這樣的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的。智能電網(wǎng)的控制基站在對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測/分析判斷/控制時(shí)，這其中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)所反饋的信息僅是代表該節(jié)點(diǎn)所處輸電線路的各種參數(shù)、及運(yùn)行狀態(tài)，而整個(gè)輸電線路構(gòu)成的輸電網(wǎng)絡(luò)的整體狀態(tài)監(jiān)測及控制，則需要根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)提供的信號，進(jìn)行再綜合的分析，繼而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)的智能控制。比如判斷整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)是遭受覆冰或者是受外力破壞，要根據(jù)多個(gè)節(jié)點(diǎn)提供的信息最后綜合判定，如果只有某一個(gè)節(jié)點(diǎn)提供的信息顯示拉力超標(biāo)，其他節(jié)點(diǎn)提供的信息均顯示正?；蜓映瑯?biāo)傳感器往外檔距遞減，綜合判斷就屬于外力破壞造成某段輸電線路故障，如果多個(gè)節(jié)點(diǎn)提供的信息均顯示檔距都超標(biāo)，則綜合判定為輸電網(wǎng)絡(luò)覆冰。
[0029]該在線監(jiān)測電路包括:污閃雷閃檢測電路，檢測輸電線路的污閃、及雷閃情況并輸出污閃雷閃檢測信號。污閃雷閃檢測電路包括霍爾閃絡(luò)傳感器3，當(dāng)輸電線路發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，霍爾閃絡(luò)傳感器3將污閃雷閃檢測信號傳輸至信號處理電路。
[0030]泄漏電流檢測電路，包括泄漏電流傳感器5，檢測輸電線路上絕緣子的體泄漏電流、表面污穢泄漏電流并輸出泄漏電流檢測信號。微氣象檢測電路，包括微氣象信息傳感器4，微氣象信息傳感器4為上位概括稱呼，具體可以包括溫度傳感器，濕度傳感器等，微氣象檢測信號也包括了溫度和濕度信息。微氣象信息傳感器4檢測輸電線路環(huán)境氣象信息并輸出微氣象檢測信號。覆冰拉力檢測電路，包括應(yīng)變片和放大器電路，應(yīng)變片受拉力形變產(chǎn)生信號并經(jīng)由放大器處理后，輸出拉力檢測信號給信號處理電路，由信號處理電路檢測輸電線路覆冰拉力。信號處理電路，包括中央處理器1⑶，用于接收上述各傳感器輸入的檢測信號并對檢測信號進(jìn)行分析判斷并輸出運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號。無線信號收發(fā)電路，用于所述信號處理電路與智能電網(wǎng)控制站之間的無線通訊，也用于接收外部智能電網(wǎng)總體框架中的傳感器發(fā)出的信號并傳輸給信號處理電路，供其分析判斷時(shí)作為參考，如雨量傳感器。無線導(dǎo)航定位電路，為所述信號處理電路提供地理位置信息。還有為上述各電路工作提供電源的供電電路。
[0031]所述信號處理電路根據(jù)接收的污閃雷閃檢測信號，當(dāng)通過無線信號收發(fā)電路接收到外部雨量傳感器傳輸?shù)挠炅啃盘枙r(shí)，則判定為雷閃，當(dāng)接收的微氣象檢測信號中濕度為80%至95%之間時(shí)，則判定為污閃并由所述無線信號收發(fā)電路輸出所述運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號；所述信號處理電路設(shè)定有覆冰閾值，不同型號規(guī)格的輸電線路覆冰閾值也不同，需要根據(jù)所處的輸電導(dǎo)線信號進(jìn)行設(shè)定，下面會(huì)給出具體的實(shí)施例說明。根據(jù)接收的拉力檢測信號，當(dāng)拉力檢測信號大于所設(shè)定的覆冰閾值，同時(shí)所接收的微氣象檢測信號中的溫度小于4度時(shí)，則判定為輸電線路覆冰并由所述無線信號收發(fā)電路輸出所述運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號。所述信號處理電路根據(jù)接收的所述泄漏電流檢測信號由所述無線信號收發(fā)電路輸出所述運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號。
[0032]如圖1所示，所述供電電路包括從輸電線路中獲取電能的取能線圈、與所述取能線圈連接的電源管理電路、與所述電源管理電路連接的充電電池，所述電源管理電路向各電路提供工作電源。所述電源管理電路包括整流電路、充電管理電路、和穩(wěn)壓電路，所述取能線圈11與所述整流電路連接對電流進(jìn)行整流處理，所述充電管理電路與所述充電電池10連接對其進(jìn)行充電管理，所述穩(wěn)壓電路將充電電池輸出的電源進(jìn)行穩(wěn)壓處理后輸出至各電路。
[0033]如圖1所示，霍爾閃絡(luò)傳感器3與中央處理器(1⑶)的第…端口連接，當(dāng)有閃絡(luò)發(fā)生時(shí)，霍爾閃絡(luò)傳感器3產(chǎn)生污閃雷閃檢測信號并輸入至所述中央處理器(1⑶)的第…端口(⑶⑴端口),微氣象信息傳感器4中的比如溫度傳感器和濕度傳感器檢測輸電線路所處環(huán)境的溫度和濕度信息并輸入至所述中央處理器的第4端口，所述泄漏電流傳感器5檢測絕緣子的體泄漏電流、表面污穢泄漏電流，當(dāng)泄漏電流流過所述泄漏電流傳感器時(shí)，所述泄漏電流傳感器5輸出泄漏電流檢測信號至中央處理器(1⑶)的第34端口(⑶⑴端口
[0034]所述應(yīng)變片的數(shù)量為4個(gè)，所述第一應(yīng)變片11與第二應(yīng)變片12串聯(lián)，第三應(yīng)變片13與第四應(yīng)變片14串聯(lián)，兩組串聯(lián)的應(yīng)變片之間相互并聯(lián)，兩組串聯(lián)的應(yīng)變片的一端共同接入中央處理器(1⑶)的第…端口并與供電電路中的穩(wěn)壓電路連接、另一端與中央處理器(1⑶)的第必端口一同接地，所述第一組串聯(lián)的應(yīng)變片接入放大器2的正極，所述第二組串聯(lián)的應(yīng)變片接入放大器2的負(fù)極，當(dāng)應(yīng)變片受拉力產(chǎn)生形變，應(yīng)變片電阻變化導(dǎo)致流經(jīng)的電流變化，放大器2將電流轉(zhuǎn)化為電平信號輸入至中央處理器⑶⑶)的第…端口，電平信號即為所述的拉力檢測信號。
[0035]所述無線信號收發(fā)電路包括無線信號傳輸模塊即，所述無線信號傳輸模塊與所述中央處理器1⑶的第巧端口連接，為中央處理器1⑶與智能電網(wǎng)控制站之間提供無線信號傳輸。無線信號傳輸模塊使用2.46??！2頻段無線傳輸技術(shù)，符合1222802.15.4傳輸協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測電路與智能電網(wǎng)控制站(基站)之間的無線自組網(wǎng)，降低了安裝部署的復(fù)雜度。所有傳感器采集標(biāo)準(zhǔn)化信息模型，無需配置與先驗(yàn)知識，應(yīng)用系統(tǒng)可以自動(dòng)解析感知數(shù)據(jù)。閃絡(luò)的定性和閃絡(luò)的計(jì)數(shù)信息，覆冰告警信息，綜合泄漏電流在線監(jiān)測信息，及地理位置信息均通過無線信號傳輸模塊回傳至基站。
[0036]所述無線導(dǎo)航定位電路包括北斗/--雙模導(dǎo)航定位模塊80#？3，所述北斗/--雙模導(dǎo)航定位模塊80/--與中央處理器1⑶的第％端口連接，為中央處理器1⑶提供輸電導(dǎo)線的地理位置信息。
[0037]下面給出采用某一具體型號的輸電線路，其覆冰閾值設(shè)定與覆冰拉力監(jiān)測判斷的實(shí)施例:
[0038]例如鋼芯鋁絞線([0240/40型)是220.線路上的常用導(dǎo)線，其每964.3匕八111，招導(dǎo)線面積為240臟2，鋼芯面積約40臟2，導(dǎo)線外徑為22臟，最大允許覆冰厚度為50臟，假設(shè)檔距為250！11，4分裂導(dǎo)線，則相線路每個(gè)絕緣子拉力傳感器測的干重約為964匕，考慮到還有間隔棒等金具(明確不變的重量),假設(shè)總重量為1200匕，下雨導(dǎo)致外表覆水最多1皿(估計(jì)值),則每根導(dǎo)線重量增加為:18匕，4根導(dǎo)線增加重量約為72匕，而當(dāng)導(dǎo)線覆冰厚度5臟時(shí)，每根導(dǎo)線重量增加(冰比重按0.9計(jì)算)約為951^，4根導(dǎo)線重量增加380匕，遠(yuǎn)大于下雨引起的重量增加，絕緣子拉力傳感器可以發(fā)出高可信的覆冰告警信息。
[0039]除上述在線監(jiān)測電路之外，本發(fā)明還提供一種智能絕緣子吊環(huán)，在原有絕緣子吊環(huán)的基礎(chǔ)上，將上述的在線監(jiān)測電路集成到絕緣子吊環(huán)上。具體見圖2，包括吊環(huán)殼體8，所述吊環(huán)殼體8上設(shè)有用于與絕緣子連接的第一連接部6和與所述輸電線路連接的第二連接部7，所述吊環(huán)殼體8承載有上述的輸電線路運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測電路?；魻栭W絡(luò)傳感器、微氣象傳感器等均嵌入吊環(huán)殼體中，吊環(huán)殼體8內(nèi)部開有空腔6上述的各檢測電路集成在一塊集成電路板9中，集成電路板9安裝在該空腔0中。應(yīng)變片粘帖在吊環(huán)殼體上。由于絕緣子吊環(huán)連接輸電導(dǎo)線和絕緣子，當(dāng)輸電導(dǎo)線覆冰時(shí)，絕緣子吊環(huán)也會(huì)受覆冰拉力，吊環(huán)殼體產(chǎn)生形變，從而導(dǎo)致粘帖在吊環(huán)殼體上的應(yīng)變片產(chǎn)生形變，形變后應(yīng)變片的電阻變化，導(dǎo)致流經(jīng)其電流變化，再由放大器2進(jìn)行處理后輸入中央處理器1⑶。采用該方案，將在線監(jiān)測電路與現(xiàn)有的絕緣子吊環(huán)集成在一起，無需另外單獨(dú)設(shè)置在線監(jiān)測裝置并安裝于輸電線路上。采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，形成了具有輸電線路狀態(tài)檢測分析功能的智能絕緣子吊環(huán)，解決目前輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)龐雜、體積笨重，耗電巨大等問題。
[0040]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步的提高覆冰拉力監(jiān)測的準(zhǔn)確性，避免誤判斷，在進(jìn)一步提供的優(yōu)選實(shí)施例中，改進(jìn)之處在于所述吊環(huán)殼體8的上下兩端開有缺口 I在所述上下兩端缺口 6之間的殼體內(nèi)開有空腔6所述的4個(gè)應(yīng)變片分別對應(yīng)的貼于所述空腔0內(nèi)壁的上下左右四個(gè)測點(diǎn)上。在上下兩端設(shè)置缺口比目的是為了提高覆冰拉力形變使的靈敏性。絕緣子吊環(huán)連接在輸電線路和絕緣子之間，當(dāng)輸電線路覆冰，受拉力產(chǎn)生形變，所受拉力會(huì)傳導(dǎo)給絕緣子吊環(huán)，此時(shí)絕緣子吊環(huán)殼體也會(huì)受拉力產(chǎn)生形變，在吊環(huán)殼體的上下兩端設(shè)置缺口 I就是為了使形變的變化更為顯著，提高覆冰拉力監(jiān)測的準(zhǔn)確性和靈敏性。具體形變過程可見圖3，當(dāng)?shù)醐h(huán)殼體受拉力形變，上下兩端的缺口 6形變，粘帖在對應(yīng)位置的應(yīng)變片相應(yīng)產(chǎn)生形變，一旦缺口 6拉伸形變，就會(huì)帶動(dòng)粘帖在該處的應(yīng)變片產(chǎn)生形變，靈敏性更好。4個(gè)應(yīng)變片，每2個(gè)彼此串聯(lián)形成一組，兩組之間并聯(lián)，構(gòu)成橋式電路結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行覆冰拉力檢測時(shí)，對于輸電線路非覆冰造成的某個(gè)應(yīng)變片的拉力變化，橋式電路結(jié)構(gòu)以及4個(gè)相互對稱的測點(diǎn)位置可以有效避免誤判，減小了監(jiān)測的誤報(bào)率提高了監(jiān)測的準(zhǔn)確率。
[0041]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種輸電線路在線監(jiān)測電路，其特征在于，包括: 污閃雷閃檢測電路，檢測輸電線路的污閃、及雷閃情況并輸出污閃雷閃檢測信號； 泄漏電流檢測電路，檢測輸電線路上絕緣子的體泄漏電流、表面污穢泄漏電流并輸出泄漏電流檢測信號； 微氣象檢測電路，檢測輸電線路環(huán)境氣象信息并輸出微氣象檢測信號，所述微氣象檢測信號包括溫度信息和濕度信息； 覆冰拉力檢測電路，檢測輸電線路覆冰拉力并輸出拉力檢測信號； 信號處理電路，用于接收上述檢測信號并對檢測信號進(jìn)行分析判斷并輸出運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號； 無線信號收發(fā)電路，用于所述信號處理電路與智能電網(wǎng)控制站之間的無線信息通訊； 無線導(dǎo)航定位電路，為所述信號處理電路提供地理位置信息； 為上述各電路工作提供電源的供電電路； 所述信號處理電路根據(jù)接收的污閃雷閃檢測信號，當(dāng)通過無線信號收發(fā)電路接收到外部雨量傳感器傳輸?shù)挠炅啃盘枙r(shí)，則判定為雷閃，當(dāng)接收的微氣象檢測信號中濕度為80%至95%之間時(shí)，則判定為污閃并由所述無線信號收發(fā)電路輸出所述運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號； 所述信號處理電路根據(jù)接收的拉力檢測信號，當(dāng)拉力檢測信號大于所設(shè)定的覆冰閾值，同時(shí)所接收的微氣象檢測信號中的溫度小于4度時(shí)，則判定為輸電線路覆冰并由所述無線信號收發(fā)電路輸出所述運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號； 所述信號處理電路根據(jù)接收的所述泄漏電流檢測信號由所述無線信號收發(fā)電路輸出所述運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)測電路，其特征在于:所述污閃雷閃檢測電路包括霍爾閃絡(luò)傳感器，所述微氣象檢測電路包括微氣象信息傳感器，所述泄漏電流檢測電路包括泄漏電流傳感器，所述信號處理電路包括中央處理器(MCU)，所述覆冰拉力檢測電路包括應(yīng)變片和放大器電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線監(jiān)測電路，其特征在于:當(dāng)有閃絡(luò)發(fā)生時(shí)，霍爾閃絡(luò)傳感器產(chǎn)生污閃雷閃檢測信號并輸入至所述中央處理器(MCU)的第a2端口，微氣象信息傳感器檢測輸電線路所處環(huán)境的溫度和濕度信息并輸入至所述中央處理器(MCU)的第al端口，所述泄漏電流傳感器檢測絕緣子的體泄漏電流、表面污穢泄漏電流，當(dāng)泄漏電流流過所述泄漏電流傳感器時(shí)，所述泄漏電流傳感器輸出泄漏電流檢測信號至中央處理器(MCU)的第a4端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在線監(jiān)測電路，其特征在于:所述應(yīng)變片的數(shù)量為4個(gè)，所述第一應(yīng)變片與第二應(yīng)變片串聯(lián)，第三應(yīng)變片與第四應(yīng)變片串聯(lián)，兩組串聯(lián)的應(yīng)變片之間相互并聯(lián)，兩組串聯(lián)的應(yīng)變片的一端共同接入中央處理器(MCU)的第a7端口并與供電電路連接、另一端與中央處理器(MCU)的第a8端口一同接地，所述第一組串聯(lián)的應(yīng)變片接入放大器的正極，所述第二組串聯(lián)的應(yīng)變片接入放大器的負(fù)極，當(dāng)應(yīng)變片受拉力產(chǎn)生形變，應(yīng)變片電阻變化導(dǎo)致流經(jīng)的電流變化，放大器將電流轉(zhuǎn)化為電平信號輸入至中央處理器(MCU)的第a3端口，電平信號即為所述的拉力檢測信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線監(jiān)測電路，其特征在于:所述無線信號收發(fā)電路包括無線信號傳輸模塊(RF),所述無線信號傳輸模塊與所述中央處理器(MCU)的第a5端口連接，為中央處理器(MCU)與智能電網(wǎng)控制站之間提供無線信號傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在線監(jiān)測電路，其特征在于:所述無線導(dǎo)航定位電路包括北斗/GPS雙模導(dǎo)航定位模塊(BD/GPS)，所述北斗/GPS雙模導(dǎo)航定位模塊(BD/GPS)與中央處理器(MCU)的第a6端口連接，為中央處理器(MCU)提供輸電導(dǎo)線的地理位置信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線監(jiān)測電路，其特征在于:所述供電電路包括從輸電線路中獲取電能的取能線圈、與所述取能線圈連接的電源管理電路、與所述電源管理電路連接的充電電池，所述電源管理電路向各電路提供工作電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在線監(jiān)測電路，其特征在于:所述電源管理電路包括整流電路、充電管理電路、和穩(wěn)壓電路，所述取能線圈與所述整流電路連接對電流進(jìn)行整流處理，所述充電管理電路與所述充電電池連接對其進(jìn)行充電管理，所述穩(wěn)壓電路將充電電池輸出的電源進(jìn)行穩(wěn)壓處理后輸出至各電路。
9.一種智能絕緣子吊環(huán)，包括吊環(huán)殼體，所述吊環(huán)殼體上設(shè)有用于與絕緣子連接的第一連接部和與所述輸電線路連接的第二連接部，其特征在于:所述吊環(huán)殼體承載有上述權(quán)利要求I至8任一所述的輸電線路運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測電路。
10.一種智能絕緣子吊環(huán)，包括吊環(huán)殼體，所述吊環(huán)殼體上設(shè)有用于與絕緣子連接的第一連接部和與輸電線路連接的第二連接部，其特征在于:所述吊環(huán)殼體承載有上述權(quán)利要求4至8任一所述的輸電線路運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測電路，所述吊環(huán)殼體的上下兩端開有缺口，在所述上下兩端缺口之間的殼體內(nèi)開有空腔，所述的4個(gè)應(yīng)變片分別對應(yīng)的貼于所述空腔內(nèi)壁的上下左右四個(gè)測點(diǎn)上。
【文檔編號】G08C17/02GK104422480SQ201310382352
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】李祥珍, 歐清海, 甄巖, 王崢, 王奔, 馮志剛 申請人:國家電網(wǎng)公司, 南京南瑞集團(tuán)公司