專利名稱：一種輸電線路的風偏角在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸電線路的風偏角在線監(jiān)測裝置，屬架空高壓輸電線路的遠程在線監(jiān)測設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
架空輸電線路是電網(wǎng)系統(tǒng)的重要部分，輸電線路主要由桿塔、避雷針、導(dǎo)線、絕緣子串和金具組成；輸電線路的風偏放電是影響線路正常運行的因素之一，風偏包括跳線風偏、相間風偏和絕緣子風偏，跳線風偏是指轉(zhuǎn)角塔跳線受到大風影響，使跳線與轉(zhuǎn)角塔的距離縮短，形成跳線放電；相間風偏是指強風條件下，導(dǎo)線之間的電氣距離縮短，使不同相導(dǎo)線間放電；絕緣子風偏角是在風速作用下引起的懸垂絕緣子串和導(dǎo)線與豎直方向所成的夾角，絕緣子串風偏是造成風偏放電事故的最主要因素，絕緣子串風偏主要是由于在危地形區(qū)如山坡、峽谷，容易造成絕緣子串下端帶電體與鐵塔之間的空氣間隙減小，當此間隙的電氣強度不能承受系統(tǒng)運行電壓時就會發(fā)生放電現(xiàn)象。風偏閃絡(luò)的原因有外因與內(nèi)因，外因是強風、冰雹、降雨、揚沙等惡劣天氣，降低了絕緣子串與鐵塔之間的空氣間隙電氣強度，從而造成風偏放電；內(nèi)因是輸電線路抵御強風能力不足，如前后桿塔的檔距、代表檔距、導(dǎo)線懸點的高度差、導(dǎo)線與絕緣子懸垂串的重量、 導(dǎo)線直徑與比載及應(yīng)力等有偏差，也會發(fā)生風偏放電；故輸電線路的風偏放電是一個十分重要的研究課題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)的狀況，設(shè)計一種輸電線路的風偏角在線監(jiān)測裝置，采用雙屏蔽電路板、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、傾角傳感器、太陽能電池、3G無線通訊、計算機處理器，對輸電線路進行全天候的風偏及外圍環(huán)境進行在線監(jiān)測，以大幅度提高風偏故障的預(yù)警、預(yù)報的準確性和效率。技術(shù)方案本發(fā)明主要結(jié)構(gòu)由主機箱、電路板、風速風向儀、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、傾角傳感器、太陽能電池板、蓄電池、攝像頭、3G無線通訊天線、主計算機、打印機、避雷針、屏蔽電纜組成；主機箱6裝在桿塔上，在主機箱6的上部設(shè)有風速風向儀支座8，風速風向儀支座8上部為風速風向儀9，風速風向儀9上部為風標身11及風速風向傳感器34，風標身11左部為風速標1、右部為風向標10 ；主機箱6的左上部設(shè)有天線座3、3G發(fā)射天線2 ； 主機箱6左斜部設(shè)有太陽能電池板4 ；主機箱6的右部通過攝像頭固定架12聯(lián)接攝像頭支架21，攝像頭支架21右部通過螺栓19聯(lián)接法蘭盤18、攝像頭17，攝像頭17外部為球罩外殼16、下部為支撐圈15、透明罩14 ；攝像頭17上部設(shè)有避雷針20 ；主機箱6的左下部設(shè)有風偏角傳感器33，并由導(dǎo)線7與主機箱6相連，風偏角傳感器33安裝在桿塔的絕緣子串上； 在地面設(shè)有3G接收天線沈，3G接收天線沈聯(lián)接主計算機27、鍵盤觀，并通過導(dǎo)線30聯(lián)接打印機四。所述的主機箱6為梯形狀，用不銹鋼材料制作，主機箱6內(nèi)設(shè)有屏蔽機箱22、蓄電池M、溫濕度傳感器31，并由導(dǎo)線25聯(lián)接，在屏蔽機箱22內(nèi)為電路板23及傾角傳感器32， 屏蔽機箱22用銅鋁合金材料制作，主機箱為雙屏蔽機箱。所述的電路板23的電路，由微計算機控制電路IC1、模數(shù)轉(zhuǎn)換基準電源電路IC2、 JTAG調(diào)試電路IC3、3G無線通訊模塊電路IC4、SD存儲卡電路IC5、SIM卡電路IC6、太陽能板充電電路IC7、風速風向儀電源控制電路IC8、傾角傳感器電源控制電路IC9、串口調(diào)試電路IC10、風速風向采集電路IC11、溫濕度采集電路IC12、傾角采集電路IC13、視頻采集電路 IC14、電源控制電路IC15組成整體電路，各分電路由導(dǎo)線連接。所述的輸電線路的風偏角在線監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)采集、控制、計算均由計算機程序完成，程序如下^include "config.h" ^include "msp430xl4x.h" #include "stdio.h" ^include "string.h" #include "target.h" #ifiidef TRUE Meflne TRUE 1 #endif
射 fiidef FALSE #define FALSE 0 #endif
typedef unsigned char uint8;// defined for unsigned 8-bits
integer variable
typedef signed char int8; // defined for signed 8-bits integer variable
typedef unsigned short uintl 6; // defined for unsigned 16-bits integer variable
typedef signed short intl6; // defined for signed 16-bits integer variable
typedef unsigned int uint32; // defined for unsigned 32-bits integer variable typedef signed int int32; // defined for signed 32-bits integer variable WDTCTL 二 WDTP W+WDTHOLD ；
void DELAYMSMS(uintl6 *TIME)//DELAYMS
{ uintl6 i,j;
WATCHJNTI(); for(;TIME>0;TIME--) { forG-10;j>0;j-)
for(i=0;i<400;i++);
}
WATCH—DOG();
5}
J ^^ * * ** * * ^^ ^^ * ^^ ^^ ^^ ^^ * ^^ * ^^ * ^^ * *^^*^^ ^^ ^^ ^^ ^^ *
**函數(shù)名稱main
**函數(shù)功能
uint8DATABUF[30000]={0};
uint8DATA[6]={11,11,24,12,0,0}； //11 年 11 月 24 日 12:00:00
uint8 IP_ADD[]={,1,;9,;2,;.,,,1,;6,;8,,,.,;2,,,4',,1,,,.,,,1,,,5,;7',': ',^', ', ', '};
uint8TARGET
uint8BUF[140];
uintl6i,j;
void main(void) {
BAUD—RATE (9600); SEND_STRING("ATACGMI\r\n"); SEND_STRING("AT+CFUN=2\r\n"); SEND_STRING("ATARESET\r\n")； SET—TIME(DATA); while (1)
{ SENSOR_CONTROL(TARGET); SMS_READ(); GETSTRING(BUF); if(((BUF
=='M')& (BUF[1]=='C)& (BUF[2]==’7’)& (BUF[3]=='3')))
{
switch (BUF[4]) {case 'S':
SENSOR_COLLECT(); SENSOR_SEND(); break;'.
case 'C':
IOlSET I= CAMERA; DELAYMS(5000);
if(G3_CONNECT(IP_ADD)) {
GET_STRING(BUF);
G3_SEND(4,BUF);
VIDEO_OPEN();
VIDEO_SETUP(1,70);
j = VIDEO—GETPIC(DATABUF);
if(j<=0)
{
G3_SEND(l,&i); break;
}
ifG>0)
{
G3_SEND(PACKAGE
(0,0,DATABUF,j),DATABUF); }}
break; case 'B':
G3_DISC0NNECT(); break;
case 'A'://modify ipaddres
GET—STRING(BUF);for(i=0;i<20;i++) {
*(IP_ADD+i)=0;
}
i=0; j-o；
while((BUF[i]!二 V) && (j<50))
{
*(IP_ADD+j)=BUF[i];
i++； j++;
}
break;
}
WATCHDOG0；
}
return ();
}所述的輸電線路的風偏角在線監(jiān)測裝置，測量風偏角的方法如下通過風偏角傳感器采集的數(shù)據(jù)，計算風偏角，再計算出桿塔絕緣子串的偏移量，根據(jù)不同的微氣象條件計算出風偏放電最小間隙，當接近最小間隙時報警；利用攝像頭拍攝桿塔絕緣子串靜止時圖像，存儲到SD卡中，然后再實時采集桿塔絕緣子串圖像，利用圖像邊緣檢測技術(shù)將采集到的圖像與靜止時的圖像對比處理，得出桿塔絕緣子串的風偏角和偏移量，與上邊計算出的風偏角和偏移量進行對比，精確風偏預(yù)警，同時記錄風偏角和微氣象數(shù)據(jù)。有益效果本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有明顯的先進性，是針對架空高壓輸電線路的惡劣環(huán)境，設(shè)計的一種在線、遠程、信息化、數(shù)字化監(jiān)測裝置，在桿塔上安裝主機箱、太陽能電池、傾角傳感器、球型攝像頭、3G無線通訊天線，利用風偏數(shù)據(jù)計算風偏量、通過攝像頭監(jiān)視桿塔絕緣子串對風偏角進行測量，達到準確預(yù)警，此裝置設(shè)計先進、布局合理，可遠距離、全天候在線監(jiān)測桿塔絕緣子串風偏角情況及輸電線路的運行情況，通過3G無線通訊網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到地面主計算機，實現(xiàn)了信息化、數(shù)字化監(jiān)控，安全穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)翔實準確、誤差小， 攝像機控制實現(xiàn)了全方位監(jiān)控，是十分理想的輸電線路的風偏角在線監(jiān)測裝置，此裝置填補了此類技術(shù)的科研空白。


圖1為整體結(jié)構(gòu)及布置2為圖1的主機箱A-A剖面3為主機箱電路板的電路中所示，附圖標記清單如下1、風速標，2、3G發(fā)射天線，3、天線座，4、太陽能電池板，5、安裝孔，6、主機箱，7、導(dǎo)線，8、風速風向儀支座，9、風速風向儀，10、風向標，11、風標身，12、攝像頭固定架，14、透明罩，15、支撐圈，16、球罩外殼，17、攝像頭，18、法蘭盤，19、螺栓，20、避雷針，21、攝像頭支架， 22、屏蔽機箱，23、電路板，24、電池，25、導(dǎo)線，26、3G接收天線，27、主計算機，28、鍵盤，29、打印機，30、導(dǎo)線，31、溫濕度傳感器，32、傾角傳感器，33、風偏角傳感器，34、風速風向傳感器。IC1、微計算機控制電路，IC2、模數(shù)轉(zhuǎn)換電源電路，IC3、JTAG調(diào)試電路，IC4、3G無線通訊模塊電路，IC5、SD存儲卡電路，IC6、SIM卡電路，IC7、太陽能電池充電電路，IC8、風速風向儀電源控制電路，IC9、傾角傳感器電源控制電路，IC10、串口調(diào)試電路，IC11、風速風向采集電路，IC12、溫濕度采集電路，IC13、傾角采集電路，IC14、視頻采集電路，IC15、電源控制電路。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明圖1所示，為整體結(jié)構(gòu)及布置圖，各部位置、連接關(guān)系要正確，安裝牢固。主機箱6及攝像頭17是監(jiān)測主體，安裝在架空輸電線塔上，用太陽能電池板取得電能，并在主機箱6上設(shè)置風速、風向、風偏角傳感器，通過3G無線通訊傳輸監(jiān)測信息至地面主計算機，主計算機通過程序化運算得出風偏角數(shù)據(jù)并打印。圖2所示，為圖1的主機箱A-A剖面圖，主機箱6為雙屏蔽機箱，電路板23置于主機箱6、屏蔽機箱22內(nèi)，起到了雙層保護作用。圖3所示，為主機箱電路板電路圖，各部位置、連接關(guān)系要正確，微計算機控制整體電路，并程序化進行運算，完成采集信息、傳輸信息功能。
權(quán)利要求
1.一種輸電線路的風偏角在線監(jiān)測裝置，其特征在于主要結(jié)構(gòu)由主機箱、電路板、 風速風向儀、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、傾角傳感器、太陽能電池板、蓄電池、攝像頭、 3G無線通訊天線、主計算機、打印機、避雷針、屏蔽電纜組成；主機箱6安裝在桿塔上，在主機箱(6)的上部設(shè)有風速風向儀支座(8)，風速風向儀支座(8)上部為風速風向儀(9)，風速風向儀(9)上部為風標身(11)及風速風向儀(34)，風標身(11)左部為風速標(1)、右部為風向標(10)；主機箱(6)的左上部設(shè)有天線座(3)、3G發(fā)射天線⑵；主機箱(6)左斜部設(shè)有太陽能電池板；主機箱(6)的右部通過攝像頭固定架(1 聯(lián)接攝像頭支架01)， 攝像頭支架右部通過螺栓(19)聯(lián)接法蘭盤(18)、攝像頭(17)，攝像頭(17)外部為球罩外殼(16)、下部為支撐圈(15)、透明罩(14)；攝像頭(17)上部設(shè)有避雷針(20)，主機箱 (6)的左下部設(shè)有風偏角傳感器(33)，并由導(dǎo)線(7)與主機箱(6)相連，風偏角傳感器(33) 安裝在桿塔的絕緣子串上；在地面設(shè)有3G接收天線06)，3G接收天線06)聯(lián)接主計算機 (27)、鍵盤( )，并通過導(dǎo)線(30)聯(lián)接打印機(29) 0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路的風偏角在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述的主機箱(6)為梯形狀，用不銹鋼材料制作，主機箱(6)內(nèi)設(shè)有屏蔽機箱(22)、蓄電池04)、 溫濕度傳感器(31)，并由導(dǎo)線0 聯(lián)接，在屏蔽機箱0 內(nèi)為電路板及傾角傳感器 (32)，屏蔽機箱02)用銅鋁合金材料制作，主機箱為雙屏蔽機箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路的風偏角在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述的電路板的電路，由微計算機控制電路(ICl)、模數(shù)轉(zhuǎn)換基準電源電路(IC2)、JTAG調(diào)試電路(IO)、3G無線通訊模塊電路(IC4)、SD存儲卡電路(1( )、SIM卡電路(IC6)、太陽能板充電電路(IC7)、風速風向儀電源控制電路(IC8)、傾角傳感器電源控制電路(IC9)、串口調(diào)試電路(IClO)、風速風向采集電路(ICll)、溫濕度采集電路(ICU)、傾角采集電路(IC13)、 視頻采集電路(IC14)、電源控制電路(IC15)組成整體電路，各分電路由導(dǎo)線連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輸電線路的風偏角在線監(jiān)測裝置，主要結(jié)構(gòu)包括主機箱、電路板、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、傾角傳感器、太陽能電池、攝像頭、3G通訊天線、避雷針、計算機、打印機，主機箱及攝像頭采集的數(shù)據(jù)經(jīng)3G無線通訊發(fā)送到地面主計算機進行運算、打印，此裝置設(shè)計先進，結(jié)構(gòu)合理，運行安全穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)翔實準確，誤差小，大幅度提高了風偏角預(yù)警及風偏故障定位的監(jiān)控，是十分理想的架空高壓輸電線路的風偏角在線監(jiān)測裝置，此裝置填補了此類技術(shù)的科研空白。
文檔編號G01B21/22GK102494658SQ20111039907
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者仝步升, 任遠, 呂玉祥, 楊北革, 薛輝, 逯海軍, 高明 申請人:山西省電力公司大同供電分公司