基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及輸電線路風(fēng)偏監(jiān)測裝置，具體為基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置，解決現(xiàn)有裝置易受磁場和野外環(huán)境因素影響的問題，技術(shù)方案如下：包括機箱、微處理單元、風(fēng)速風(fēng)向儀、溫濕度傳感器、蓄電池、3G無線通訊模塊、3G發(fā)射天線、電磁屏蔽箱及超聲波傳感器；機箱為不銹鋼箱體，機箱內(nèi)設(shè)有銅鋁合金的電磁屏蔽箱；屏蔽箱內(nèi)設(shè)有微處理單元、3G無線通訊模塊和蓄電池；機箱頂部固定有風(fēng)速風(fēng)向儀和3G發(fā)射天線，機箱側(cè)面固定有超聲波傳感器和溫濕度傳感器。具有以下優(yōu)點：1、不受周圍高壓輸電線路電磁場干擾；2、超聲波監(jiān)測數(shù)據(jù)并帶有溫濕度補償功能，提高測量精度；3、結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)；4、體積較小，不易與輸電線路發(fā)生干涉短路。
【專利說明】基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及輸電線路風(fēng)偏監(jiān)測裝置，具體為基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]架空送電線路的路徑較為復(fù)雜，在運行過程中受氣象條件和外界環(huán)境等的影響會發(fā)生各種故障。跳線風(fēng)偏是指轉(zhuǎn)角塔跳線受到大風(fēng)影響，使跳線與轉(zhuǎn)角塔的距離縮短，形成跳線放電比如在某些地帶受微氣象條件的影響容易產(chǎn)生強風(fēng)，往往導(dǎo)致跳線風(fēng)偏角過大，使懸垂線夾與結(jié)構(gòu)塔頭的絕緣間隙不夠，產(chǎn)生放電跳閘，如果對跳線的風(fēng)偏角不能做出及時的監(jiān)控及預(yù)警，極易造成電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。
[0003]近年來，受災(zāi)害性氣象條件的影響，架空輸電線路跳線風(fēng)偏事故發(fā)生的頻率和強度明顯增加，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全運行。現(xiàn)有風(fēng)偏裝置具有以下缺點:1、大多采用電子測量，容易受到高壓輸電線路周圍磁場干擾；2、鮮有利用超聲波測量的，且超聲波測量易受野外溫度、濕度等環(huán)境因素影響；3、風(fēng)偏測量裝置體積過大，不易安裝且容易與輸電線路發(fā)生干涉導(dǎo)致短路。因此，設(shè)計一種對輸電導(dǎo)線跳線風(fēng)偏進(jìn)行有效監(jiān)測的裝置成為當(dāng)務(wù)之急。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決現(xiàn)有風(fēng)偏裝置易受磁場和野外溫度濕度等環(huán)境因素影響的問題，提供一種基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置，包括機箱、微處理單元、風(fēng)速風(fēng)向儀、溫濕度傳感器、蓄電池、3G無線通訊模塊、3G發(fā)射天線、電磁屏蔽箱和超聲波傳感器；所述機箱為不銹鋼材質(zhì)的矩形箱體，機箱內(nèi)設(shè)有銅鋁合金材質(zhì)的電磁屏蔽箱，機箱和電磁屏蔽箱頂部鉸接有翻蓋；電磁屏蔽箱內(nèi)設(shè)有微處理單元、3G無線通訊模塊和蓄電池；機箱頂部固定有風(fēng)速風(fēng)向儀和3G發(fā)射天線，機箱側(cè)面固定有超聲波傳感器和溫濕度傳感器；風(fēng)速風(fēng)向儀、溫濕度傳感器、3G無線通訊模塊、微處理單元分別與蓄電池連接，微處理單元與風(fēng)速風(fēng)向儀、溫濕度傳感器、3G無線通訊模塊及超聲波傳感器分別連接；3G無線通訊模塊與3G發(fā)射天線連接。使用時，不銹鋼機箱保護(hù)監(jiān)測裝置內(nèi)部器件不受野外風(fēng)吹雨淋等侵蝕，且與內(nèi)部電磁屏蔽箱構(gòu)成雙層電磁屏蔽，最大限度避免外界高壓電路磁場干擾。風(fēng)速風(fēng)向儀可實時監(jiān)測所處環(huán)境的風(fēng)力及風(fēng)向，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給微處理單元。超聲波傳感器可實時監(jiān)測跳線的風(fēng)偏角以及與桿塔之間的距離，并將數(shù)據(jù)傳輸給微處理單元。溫濕度傳感器監(jiān)測所處環(huán)境的溫濕度，將數(shù)據(jù)傳輸給微處理單元。微處理單元綜合以上數(shù)據(jù)，根據(jù)水在不同溫度下的飽和蒸汽壓表計算當(dāng)前溫度下的飽和蒸汽壓P1，而空氣中的水蒸氣的分壓強P2=P1XRH% (RH%表示相對濕度)，以此計算超聲波在當(dāng)前溫度、濕度下的實際傳播速度V=331.45[ (l+t/273.15) (1+0.32XP2/P) ]/2，其中標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P=L 013X 15Pa,結(jié)合超聲波傳感器測的數(shù)據(jù)可算出此時跳線的實際風(fēng)偏角和跳線與桿塔的實際距離，并根據(jù)當(dāng)前溫濕度計算放電最小間隙，當(dāng)最小間隙低于安全值時，通過3G無線通訊模塊和3G發(fā)射天線將數(shù)據(jù)傳輸出去，實現(xiàn)報警功能。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有風(fēng)偏監(jiān)測裝置相比具有以下優(yōu)點:1、不受周圍高壓輸電線路電磁場干擾；2、超聲波監(jiān)測數(shù)據(jù)并帶有溫濕度補償功能，提高測量精度；3、結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)；
4、體積較小,不易與輸電線路發(fā)生干涉短路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中1-風(fēng)速風(fēng)向儀，2-3G發(fā)射天線，3-機箱，4_超聲波傳感器，5_溫濕度傳感器，6-太陽能電池板。

【具體實施方式】
[0009]基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置，包括機箱3、微處理單元、風(fēng)速風(fēng)向儀1、溫濕度傳感器5、蓄電池、3G無線通訊模塊、3G發(fā)射天線2、電磁屏蔽箱及超聲波傳感器4 ;所述機箱3為不銹鋼材質(zhì)的矩形箱體，機箱3內(nèi)設(shè)有銅鋁合金材質(zhì)的電磁屏蔽箱，機箱3和電磁屏蔽箱頂部鉸接有翻蓋；電磁屏蔽箱內(nèi)設(shè)有微處理單元、3G無線通訊模塊和蓄電池；機箱3頂部固定有風(fēng)速風(fēng)向儀I和3G發(fā)射天線2，機箱3側(cè)面固定有超聲波傳感器4和溫濕度傳感器5 ;風(fēng)速風(fēng)向儀1、溫濕度傳感器5、3G無線通訊模塊、微處理單元分別與蓄電池連接，微處理單元與風(fēng)速風(fēng)向儀1、溫濕度傳感器5、3G無線通訊模塊及超聲波傳感器4分別連接；3G無線通訊模塊與3G發(fā)射天線2連接。
[0010]具體實施時，所述基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置還包括太陽能電池板6，太陽能電池板6與蓄電池連接。所述風(fēng)速風(fēng)向儀I為風(fēng)速傳感器WAA15和風(fēng)向傳感器WAV15。所述微處理單元為TI公司的16位MSP430F247微處理器。所述超聲波傳感器4型號為HC-SR04。所述溫濕度傳感器5型號為AM2301。
【權(quán)利要求】
1.一種基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置，其特征為:包括機箱(3)、微處理單元、風(fēng)速風(fēng)向儀(I)、溫濕度傳感器(5 )、蓄電池、3G無線通訊模塊、3G發(fā)射天線(2 )、電磁屏蔽箱及超聲波傳感器(4);所述機箱(3)為不銹鋼材質(zhì)的矩形箱體，機箱(3)內(nèi)設(shè)有銅鋁合金材質(zhì)的電磁屏蔽箱，機箱(3)和電磁屏蔽箱頂部鉸接有翻蓋；電磁屏蔽箱內(nèi)設(shè)有微處理單元、3G無線通訊模塊和蓄電池；機箱(3 )頂部固定有風(fēng)速風(fēng)向儀(I)和3G發(fā)射天線(2 )，機箱(3 )側(cè)面固定有超聲波傳感器(4)和溫濕度傳感器(5);風(fēng)速風(fēng)向儀(I)、溫濕度傳感器(5)、3G無線通訊模塊、微處理單元分別與蓄電池連接，微處理單元與風(fēng)速風(fēng)向儀(I)、溫濕度傳感器(5 )、3G無線通訊模塊及超聲波傳感器(4 )分別連接；3G無線通訊模塊與3G發(fā)射天線(2 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置，其特征為:所述基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置還包括太陽能電池板(6)，太陽能電池板(6)與蓄電池連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置，其特征為:所述風(fēng)速風(fēng)向儀(I)為風(fēng)速傳感器WAA15和風(fēng)向傳感器WAV15。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置，其特征為:所述微處理單元為TI公司的16位MSP430F247微處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置，其特征為:所述超聲波傳感器(4)型號為HC-SR04。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于超聲波的跳線風(fēng)偏監(jiān)測裝置，其特征為:所述溫濕度傳感器(5)型號為AM2301。
【文檔編號】G01B17/00GK104236492SQ201410545835
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】張慧明, 嚴(yán)敢, 賈志義 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司陽泉供電公司