CN101526807A - 输电线路导线冰重自动监测和控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输电线路防灾减灾领域，是一种输电线路导线冰重自动监测和控制系统，其特点是：包括塔架，金具，若干个荷重无线信号传感器，中央处理器和无线控制装置，若干个荷重无线信号传感器均布安装于输电线路的导线上，无线控制装置通过金具与塔架固定，中央处理器通过金具与塔架固定，若干个荷重无线信号传感器的信号输出端与中央处理器的信号输入端连接，中央处理器的信号输出端与无线控制装置的信号输入端连接。具有安装维护方便，系统可靠性高，判断精度高等优点。能够快速监测输电线路导线冰重信号，实现覆冰报警功能，并能通过无线控制装置自动控制脱线器，将承受冰重过大的导线从铁塔上脱落，防止倒塔断线事故发生。

Description

输电线路导线冰重自动监测和控制系统

技术领域

本发明涉及输电线路防灾减灾技术领域，是一种输电线路导线冰重自动监测和控制系统。

背景技术

冬季输电线路因受冰雪危害常会发生覆冰而引起供电中断事故，其修复工作难度大，周期长，停电影响面积广，因此一直是全世界范围内需要解决的难点问题。各国的研究人员设计出不少方案，用以提前将导线上的覆冰去除，避免引起倒塔断线等事故。但至今，未见输电线路导线冰重自动监测和控制方面的文献报导和实际应用。目前通常采用目视观察来判断输电线路的承压能力，采用人工除冰方法对输电线路导线进行除覆冰作业，由于高空作业，劳动强度大，且存在安全隐患。因此，如何在不用人为干预的条件下，发现导线覆冰位置并发出覆冰警告，进而采取控制手段已成为输电线路导线覆冰亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种易于安装维护、通信数据量小、系统可靠性高、判断精度高、能够快速监测输电线路导线冰重信号，实现覆冰报警功能，并能通过无线控制装置自动控制脱线器，将承受冰重过大的导线从铁塔上脱落，防止倒塔断线事故发生的输电线路导线冰重自动监测和控制系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种输电线路导线冰重自动监测和控制系统，其特征是：它包括塔架26，金具30，若干个荷重无线信号传感器1，中央处理器2和无线控制装置3，若干个荷重无线信号传感器1均布安装于输电线路的导线4上，无线控制装置3通过金具30与塔架26固定，中央处理器2通过金具30与塔架26固定，若干个荷重无线信号传感器1的信号输出端与中央处理器2的信号输入端连接，中央处理器2的信号输出端与无线控制装置3的信号输入端连接。

所述中央处理器2的结构是，包括中央处理器外壳28，在中央处理器外壳28内设置的中央无线信号收发器9与集中处理器11连接，集中处理器11与无线报警装置10连接。

所述中央处理器2的中央无线信号收发器9的结构是，包括中央无线信号微处理器13分别与射频开关18、DAC模块14、射频收发模块16连接，射频开关18与天线19连接，DAC模块14与功率放大器17连接，射频收发模块16与功率放大器17连接，功率放大器17与射频开关18连接。

所述无线控制装置3的结构是，包括无线控制装置外壳29，在无线控制装置外壳29内设置的微处理器20与光电耦合器21连接，光电耦合器21与继电器22连接，继电器22与脱线器23连接。

本发明的输电线路导线冰重自动监测和控制系统的优点体现在：

1.在输电线路的导线上均布安装有若干个荷重无线信号传感器，能够全方位采集输电线路的导线覆冰荷重信号，且安装维护方便；

2.荷重无线信号收发器在向中央无线信号收发器传输数据时，只传输监测到导线覆冰荷重的重量和位置，减小了通信的数据量，系统可靠性高、判断精度高，能够快速监测输电线路导线冰重信号，实现覆冰报警功能；

3.通过无线控制装置自动控制脱线器，使导线在铁塔挂线位置脱落，避免覆冰重量过大导致倒塔断线事故。

附图说明

图1为本发明的输电线路导线冰重自动监测和控制系统结构框图。

图2为荷重无线信号传感器1的电路框图。

图3为荷重无线信号传感器1电路原理图。

图4为中央处理器2的电路框图。

图5为无线控制装置3的电路框图。

图6为中央无线信号收发器9电路框图。

图7为中央无线信号收发器9电路原理图。

图中：1荷重无线信号传感器，2中央处理器，3无线控制装置，4导线，5磁阻元件，6信号放大电路，7滤波电路，8偏置磁场，9中央无线信号收发器，10无线报警装置，11集中处理器，13中央无线信号微处理器，14DAC模块，15电源，16射频收发模块，17功率放大器，18射频开关，19天线，20微处理器，21光电耦合器，22继电器，23脱线器，24电源，25线路金具，26铁塔，27荷重无线信号传感器外壳，28中央处理器外壳，29无线控制装置外壳，30金具。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明做更详细的描述。

参照图1，本实施例的输电线路导线冰重自动监测和控制系统包括塔架26，金具30，若干个荷重无线信号传感器1，中央处理器2和无线控制装置3。若干个荷重无线信号传感器1均布安装于输电线路的导线4上，无线控制装置3通过金具30与塔架26固定，中央处理器2通过金具30与塔架26固定，若干个荷重无线信号传感器1的信号输出端与中央处理器2的信号输入端连接，中央处理器2的信号输出端与无线控制装置3的信号输入端连接。

参照图2和3，若干个荷重无线信号传感器1构成荷重无线信号传感器群，主要用于监测导线4覆冰荷重信号，荷重无线信号传感器1为市售产品。选用深圳鸿瑞传感器公司生产的W730型微型荷重传感器，每个荷重无线信号传感器1均包括荷重无线信号传感器外壳27，在荷重无线信号传感器外壳27置有依次连接的磁阻元件5、信号放大电路6、滤波电路7和偏置磁场8。当输电线路的导线4覆冰时，即产生荷重信号，与磁阻元件5敏感轴方向一致的磁场发生变化，磁阻元件5的电桥电阻会发生变化，电桥上电压变化通过仪表放大器放大，低通滤波后，将监测的磁场变化信号转化为数字信号输出到中央处理器2的中央无线信号收发器9。荷重无线信号传感器1接受导线4的荷重信号，将荷重信号传输到中央无线信号收发器9，进而将信号传输给中央处理器2的集中处理器11，由集中处理器11的设定程序计算判断覆冰重量和覆冰位置，通过无线报警装置10完成覆冰警报功能，若在规定时间覆冰未清除，则继续将导线4脱落指令通过中央无线信号收发器9传输给无线控制装置3，由无线控制装置3中的脱线器23完成导线4的脱落。

参照图4，中央处理器2包括中央处理器外壳28，在中央处理器外壳28内设置的中央无线信号收发器9与集中处理器11连接，集中处理器11与无线报警装置10连接。

参照图5，所述无线控制装置3的结构是，包括无线控制装置外壳29，在无线控制装置外壳29内设置的微处理器20与光电耦合器21连接，光电耦合器21与继电器22连接，继电器22与铁塔上26的脱线器23连接。电源24为锂电池给微处理器20和脱线器23提供电能。由微处理器20控制光电耦合器21的导通和截止，光电耦合器21控制继电器22的关断和闭合，从而实现对电源的控制。当覆冰超过导线4承载极限时，由中央处理器2传来脱落指令，无线控制装置3将控制信号传递给脱线器23，启动脱线器23，完成导线4从铁塔26上的脱落，便于导线4覆冰的清除和确保作业者的安全。所述的无线控制装置3的微处理器20其型号MSP430F149作为控制核心，通过微处理器I/O口电平来控制光电耦合器21的PC817的导通，PC817后面连接三极管增加电流驱动能力，控制继电器22线圈，从而实现对24V电源导通的控制，通过设置微处理器20的I/O口电平时间的长短能够实现电源导通时间的控制。

参照图6和7，所述中央处理器2的中央无线信号收发器9的结构是，包括中央无线信号微处理器13分别与射频开关18、DAC模块14、射频收发模块16连接，射频开关18与天线19连接，DAC模块14与功率放大器17连接，射频收发模块16与功率放大器17连接，功率放大器17与射频开关18连接，射频开关18与天线19连接，电源15为锂电池给中央无线信号微处理器13和射频收发模块16提供电能。

Claims (4)

1.一种输电线路导线冰重自动监测和控制系统，其特征是：它包括塔架(26)，金具(30)，若干个荷重无线信号传感器(1)，中央处理器(2)和无线控制装置(3)，若干个荷重无线信号传感器(1)均布安装于输电线路的导线(4)上，无线控制装置(3)通过金具(30)与塔架(26)固定，中央处理器(2)通过金具(30)与塔架(26)固定，若干个荷重无线信号传感器(1)的信号输出端与中央处理器(2)的信号输入端连接，中央处理器(2)的信号输出端与无线控制装置(3)的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的输电线路导线冰重自动监测和控制系统，其特征是：所述中央处理器(2)的结构是，包括中央处理器外壳(28)，在中央处理器外壳(28)内设置的中央无线信号收发器(9)与集中处理器(11)连接，集中处理器(11)与无线报警装置(10)连接。

3.根据权利要求2所述的输电线路导线冰重自动监测和控制系统，其特征是：所述中央处理器(2)的中央无线信号收发器(9)的结构是，包括中央无线信号微处理器(13)分别与射频开关(18)、DAC模块(14)、射频收发模块(16)连接，射频开关(18)与天线(19)连接，DAC模块(14)与功率放大器(17)连接，射频收发模块(16)与功率放大器(17)连接，功率放大器(17)与射频开关(18)连接。

4.根据权利要求1所述的输电线路导线冰重自动监测和控制系统，其特征是：所述无线控制装置(3)的结构是，包括无线控制装置外壳(29)，在无线控制装置外壳(29)内设置的微处理器(20)与光电耦合器(21)连接，光电耦合器(21)与继电器(22)连接，继电器(22)与脱线器(23)连接。

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