輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置,屬于輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】;所要解決的技術(shù)問題是:提供一種能夠精確測(cè)量輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂的監(jiān)測(cè)裝置;采用的技術(shù)方案是:輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置,包括:光纖拉力傳感器、超聲波發(fā)生器、第一超聲波接收器、第二超聲波接收器、傾角傳感器、溫度傳感器、風(fēng)速傳感器、監(jiān)測(cè)控制器、輸電線路基站服務(wù)器和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī);本實(shí)用新型適用于電力部門。
【專利說明】輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置,屬于輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]架空輸電線路設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行中所要面對(duì)的主要問題就是對(duì)輸電導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂的監(jiān)測(cè)問題,導(dǎo)線和避雷線長(zhǎng)度的微小變化,會(huì)引起導(dǎo)線和避雷線相應(yīng)弧垂和應(yīng)力的較大變化,外界環(huán)境如溫度、外部荷載(結(jié)冰、風(fēng)刮等)的變化,均能引起導(dǎo)線和避雷線伸長(zhǎng)或縮短;這些條件導(dǎo)致導(dǎo)線伸長(zhǎng)或縮短的長(zhǎng)度與導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度相比微乎其微,但是它所引起的導(dǎo)線弧垂和應(yīng)力的變化卻相當(dāng)明顯,這在施工緊線調(diào)整弧垂時(shí)能明顯地反映出來,所以監(jiān)視和測(cè)量導(dǎo)線的應(yīng)力與弧垂很有意義。
[0003]目前測(cè)應(yīng)力所采用的方法主要為在導(dǎo)線上貼裝應(yīng)變片,而應(yīng)變片易受高壓輸電線所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾,此種方法測(cè)量的精度不高,其他方法有使用溫度傾角傳感器,配合圖像識(shí)別技術(shù)測(cè)量,但此方法測(cè)量數(shù)據(jù)為瞬時(shí)值,存在測(cè)量精度不高,與真實(shí)值相差較大,以及不能從整體上反映所測(cè)架空線所在線路的運(yùn)行狀況,此外其測(cè)量成本也過于昂貴。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,所要解決的技術(shù)問題是:提供一種能夠精確測(cè)量輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂的監(jiān)測(cè)裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置,包括:光纖拉力傳感器、超聲波發(fā)生器、第一超聲波接收器、第二超聲波接收器、傾角傳感器、溫度傳感器、風(fēng)速傳感器、監(jiān)測(cè)控制器、輸電線路基站服務(wù)器和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī);
[0006]所述光纖拉力傳感器和超聲波發(fā)生器安裝在輸電線路導(dǎo)線上,所述超聲波發(fā)生器為可移動(dòng)式超聲波發(fā)生器;所述第一超聲波接收器和第二超聲波接收器分別安裝在輸電線路導(dǎo)線兩端的桿塔上;所述傾角傳感器、溫度傳感器、風(fēng)速傳感器和監(jiān)測(cè)控制器一起安裝在輸電線路導(dǎo)線的桿塔上;
[0007]所述光纖拉力傳感器、超聲波發(fā)生器、第一超聲波接收器和第二超聲波接收器均通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)控制器相連進(jìn)行通訊,所述傾角傳感器、溫度傳感器和風(fēng)速傳感器均與監(jiān)測(cè)控制器相連;所述監(jiān)測(cè)控制器還連接有第一無線傳輸模塊和電源,所述輸電線路基站服務(wù)器連接有第二無線傳輸模塊,上述第一無線傳輸模塊通過無線通訊方式與第二無線傳輸模塊相連;所述輸電線路基站服務(wù)器與安裝在電力監(jiān)控中心的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)相連。
[0008]所述輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置還包括有監(jiān)測(cè)攝像頭,所述監(jiān)測(cè)攝像頭安裝在輸電線路導(dǎo)線的桿塔上與監(jiān)測(cè)控制器相連。
[0009]所述輸電線路基站服務(wù)器和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)分別連接有第一 GPRS通訊模塊和第
二GPRS通訊模塊,輸電線路基站服務(wù)器和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)通過GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)相連。[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是:
[0011]一、本實(shí)用新型通過光纖拉力傳感器和超聲波收發(fā)裝置,依靠計(jì)算機(jī)通過兩種不同的方式,從整體上精確反應(yīng)輸電線路導(dǎo)線的應(yīng)力與弧垂,實(shí)現(xiàn)輸電線路導(dǎo)線的應(yīng)力與弧垂的精確監(jiān)控;
[0012]二、本實(shí)用新型利用光纖拉力傳感器監(jiān)測(cè)輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力可以減小電磁干擾,測(cè)量的輸電線路導(dǎo)線的應(yīng)力數(shù)據(jù)精確;利用超聲波收發(fā)裝置,通過測(cè)得多組數(shù)據(jù)計(jì)算其算術(shù)平均數(shù)可得到一個(gè)更加精確,更加接近真實(shí)值的導(dǎo)線弧垂數(shù)值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0014]圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖;
[0015]圖中:1為光纖拉力傳感器、2為超聲波發(fā)生器、3為第一超聲波接收器、4為第二超聲波接收器、5為傾角傳感器、6為溫度傳感器、7為風(fēng)速傳感器、8為監(jiān)測(cè)控制器、9為輸電線路基站服務(wù)器、10為監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)、11為第一無線傳輸模塊、12為電源、13為第二無線傳輸模塊、14為第一 GPRS通訊模塊、15為第二 GPRS通訊模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示,本實(shí)用新型輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置,包括:光纖拉力傳感器1、超聲波發(fā)生器2、第一超聲波接收器3、第二超聲波接收器4、傾角傳感器5、溫度傳感器
6、風(fēng)速傳感器7、監(jiān)測(cè)控制器8、輸電線路基站服務(wù)器9和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)10。
[0017]所述光纖拉力傳感器I和超聲波發(fā)生器2安裝在輸電線路導(dǎo)線上,光纖拉力傳感器I可以安裝在輸電線路導(dǎo)線的桿塔導(dǎo)線懸掛點(diǎn)處,測(cè)量懸掛點(diǎn)處輸電線路導(dǎo)線的拉力;所述超聲波發(fā)生器2為可移動(dòng)式超聲波發(fā)生器,超聲波發(fā)生器2可以依靠重力移動(dòng)到輸電線路導(dǎo)線的最低點(diǎn),即弧垂最大的點(diǎn);所述第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4分別安裝在輸電線路導(dǎo)線兩端的桿塔上,第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4可以接收超聲波發(fā)生器2發(fā)出的聲納信號(hào);所述傾角傳感器5、溫度傳感器6、風(fēng)速傳感器7和監(jiān)測(cè)控制器8 —起安裝在輸電線路導(dǎo)線的桿塔上,傾角傳感器5也可以安裝在輸電線路導(dǎo)線的桿塔導(dǎo)線懸掛點(diǎn)處,測(cè)量懸掛點(diǎn)處輸電線路導(dǎo)線的傾角。
[0018]所述光纖拉力傳感器1、超聲波發(fā)生器2、第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4均通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)控制器8相連進(jìn)行通訊,所述傾角傳感器5、溫度傳感器6和風(fēng)速傳感器7均與監(jiān)測(cè)控制器8相連,所述監(jiān)測(cè)控制器8還連接有第一無線傳輸模塊11和電源12,所述電源12可以采用鋰電池也可以采用線上取點(diǎn)裝置,供整個(gè)裝置供電;所述輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置還包括有監(jiān)測(cè)攝像頭,所述監(jiān)測(cè)攝像頭安裝在輸電線路導(dǎo)線的桿塔上與監(jiān)測(cè)控制器8相連,通過監(jiān)測(cè)攝像頭可以觀察輸電線路導(dǎo)線的覆冰情況;上述測(cè)量裝置均將各自檢測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)測(cè)控制器8。
[0019]所述輸電線路基站服務(wù)器9連接有第二無線傳輸模塊13,上述第一無線傳輸模塊11通過無線通訊方式與第二無線傳輸模塊13相連;所述輸電線路基站服務(wù)器9與安裝在電力監(jiān)控中心的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)10通過有線或者無線方式相連;所述輸電線路基站服務(wù)器9和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)10可以通過光纖相連,所述輸電線路基站服務(wù)器9和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)10也可以分別連接有第一 GPRS通訊模塊14和第二 GPRS通訊模塊15,輸電線路基站服務(wù)器9和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)10通過GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)相連;所述監(jiān)測(cè)控制器8將采集的信息發(fā)送至監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)10,監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)10通過預(yù)先設(shè)定的計(jì)算方法,計(jì)算輸電線路導(dǎo)線的應(yīng)力與弧垂。
[0020]本實(shí)用新型可以通過輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)方法計(jì)算輸電線路導(dǎo)線的應(yīng)力與弧垂,所述方法包括以下步驟:
[0021]步驟一:在輸電線路導(dǎo)線上安裝光纖拉力傳感器1,通過光纖拉力傳感器I測(cè)得輸電線路導(dǎo)線的拉力&;
[0022]步驟二:通過步驟一中測(cè)得的輸電線路導(dǎo)線的拉力&計(jì)算輸電線路導(dǎo)線的應(yīng)力&,并通過輸電線路導(dǎo)線的應(yīng)力%計(jì)算輸電線路導(dǎo)線的弧垂厶;
[0023]步驟三:在輸電線路導(dǎo)線上安裝可移動(dòng)式超聲波發(fā)生器2,在輸電線路導(dǎo)線兩端的桿塔上分別安裝第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4,測(cè)得第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4接收超聲波發(fā)生器2聲納信號(hào)的接收時(shí)間^和乃,并通過接收時(shí)間%和I計(jì)算出各自與超聲波發(fā)生器2的距離!^和!^ ;輸電線路導(dǎo)線兩端的桿塔上還安裝有傾角傳感器5,通過傾角傳感器5測(cè)得輸電線路導(dǎo)線的方位角& ;
[0024]步驟四:通過雙基地超聲波定位法依靠步驟三中測(cè)得的第一超聲波接收器3和第二超聲波接收器4接收超聲波發(fā)生器2的接收時(shí)間S和各自與超聲波發(fā)生器2的距離h、r2還有傾角傳感器5測(cè)得的方位角4計(jì)算輸電線路導(dǎo)線的弧垂/s ,并通過輸電線路導(dǎo)線的弧垂/s計(jì)算輸電線路導(dǎo)線的應(yīng)力O5 ;
[0025]步驟五:通過步驟二中得出的應(yīng)力值%和步驟四中得出的應(yīng)力值%,計(jì)算二者的算術(shù)平均數(shù)應(yīng)力值0c ;
[0026]步驟六:通過步驟二中得出的弧垂值厶和步驟三中得出的弧垂值/s ,計(jì)算二者的算術(shù)平均數(shù)弧垂值fc ;
[0027]步驟七:重復(fù)上述步驟一至步驟五,得出多組應(yīng)力值%和弧垂值fc, 一般選擇20
組到30組數(shù)據(jù),通過應(yīng)力值Oc利用最小二乘法得出應(yīng)力擬合曲線,通過弧垂值fc利用最小二乘法得出弧垂擬合曲線。
[0028]所述步驟二中通過輸電線路導(dǎo)線的拉力‘計(jì)算輸電線路導(dǎo)線的應(yīng)力4的計(jì)算公式為:
[0029]
CJ,=—
Λ S
[0030]其中:s為輸電線路導(dǎo)線的橫截面積。
[0031]所述步驟二中通過輸電線路導(dǎo)線的應(yīng)力O4計(jì)算輸電線路導(dǎo)線的弧垂厶的計(jì)算公式為:[0032]
【權(quán)利要求】
1.輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于:包括:光纖拉力傳感器(I)、超聲波發(fā)生器(2)、第一超聲波接收器(3)、第二超聲波接收器(4)、傾角傳感器(5)、溫度傳感器(6)、風(fēng)速傳感器(7)、監(jiān)測(cè)控制器(8)、輸電線路基站服務(wù)器(9)和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)(10); 所述光纖拉力傳感器(I)和超聲波發(fā)生器(2)安裝在輸電線路導(dǎo)線上,所述超聲波發(fā)生器(2)為可移動(dòng)式超聲波發(fā)生器;所述第一超聲波接收器(3)和第二超聲波接收器(4)分別安裝在輸電線路導(dǎo)線兩端的桿塔上;所述傾角傳感器(5)、溫度傳感器(6)、風(fēng)速傳感器(7 )和監(jiān)測(cè)控制器(8 ) 一起安裝在輸電線路導(dǎo)線的桿塔上; 所述光纖拉力傳感器(I)、超聲波發(fā)生器(2)、第一超聲波接收器(3)和第二超聲波接收器(4)均通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)控制器(8)相連進(jìn)行通訊,所述傾角傳感器(5)、溫度傳感器(6 )和風(fēng)速傳感器(7 )均與監(jiān)測(cè)控制器(8 )相連;所述監(jiān)測(cè)控制器(8 )還連接有第一無線傳輸模塊(11)和電源(12),所述輸電線路基站服務(wù)器(9)連接有第二無線傳輸模塊(13),上述第一無線傳輸模塊(11)通過無線通訊方式與第二無線傳輸模塊(13)相連;所述輸電線路基站服務(wù)器(9)與安裝在電力監(jiān)控中心的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)(10)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于:所述輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置還包括有監(jiān)測(cè)攝像頭,所述監(jiān)測(cè)攝像頭安裝在輸電線路導(dǎo)線的桿塔上與監(jiān)測(cè)控制器(8)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輸電線路導(dǎo)線應(yīng)力與弧垂監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于:所述輸電線路基站服務(wù)器(9)和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)(10)分別連接有第一 GPRS通訊模塊(14)和第二 GPRS通訊模塊(15),輸電線路基站服務(wù)器(9)和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)(10)通過GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)相連。
【文檔編號(hào)】G01L1/24GK203376088SQ201320409116
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】馬維青, 呂玉祥, 趙曉龍, 丁龍 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 山西省電力公司陽泉供電分公司