專利名稱：架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于線纜監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國氣象環(huán)境多變，冰災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生，凍結(jié)在輸電線路上的冰雨或冰雪，會(huì)在導(dǎo)線上逐漸形成一種橫截面近似于橢圓形或蛋形的冰殼。輸電線路的覆冰是在特定的自然環(huán)境下才能形成，當(dāng)空氣的溫、濕度各達(dá)到一定的條件才可能形成覆冰，而當(dāng)溫度和濕度滿足條件以后，形成覆冰的量取決于風(fēng)速，當(dāng)無風(fēng)或是微風(fēng)時(shí)，只能形成極薄的冰，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定速度后，線路上的覆冰才會(huì)越積越厚。嚴(yán)重的覆冰會(huì)導(dǎo)致輸電線路的損害，甚至是輸電的中斷，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。為了保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，需要對(duì)輸電線路的覆冰情況進(jìn)行監(jiān)測并判斷是否采取相應(yīng)措施以避免斷線、倒塔等事故的發(fā)生。目前，監(jiān)測輸電線路覆冰的方法主要有人工巡視監(jiān)測、觀冰站、模擬覆冰導(dǎo)線等， 這些方法存在著勞動(dòng)強(qiáng)度高、投資大、監(jiān)測結(jié)果和實(shí)際情況出入大等問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中輸電線路覆冰監(jiān)測系統(tǒng)勞動(dòng)強(qiáng)度高、監(jiān)測結(jié)果與實(shí)際情況出入大的技術(shù)問題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸電線路覆冰狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果精度高的架空輸電線路覆冰監(jiān)測系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供一種架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于采集輸電線路當(dāng)前信息的數(shù)據(jù)采集模塊，用于通訊并發(fā)送輸電線路當(dāng)前信息的通訊模塊，用于控制所述采集模塊及通訊模塊工作的主控模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊及通訊模塊依次電連接，其中，還包括用于根據(jù)所采集的當(dāng)前信息建立Malck0nen模型，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理的數(shù)據(jù)處理模塊，所述通訊模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊通訊。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括用于采集風(fēng)向信息的風(fēng)向傳感器，用于采集風(fēng)速信息的風(fēng)速傳感器，用于采集絕緣子傾斜角度信息的角度傳感器、用于采集絕緣子及導(dǎo)線負(fù)載的重力傳感器，用于采集溫度信息的溫度傳感器及用于采集濕度信息的濕度傳感器， 以上所述傳感器分別與所述主控模塊電連接。優(yōu)選地，所述主控模塊采用型號(hào)為MEGA128的單片機(jī)。優(yōu)選地，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的電源模塊，所述電源模塊分別給所述主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及通訊模塊供電。優(yōu)選地，所述電源模塊包括控制器，與所述主控模塊連接，用于控制電源模塊在不同的發(fā)電方式之間進(jìn)行切換；光伏電池，與所述控制器連接，用于利用太陽的光能發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電機(jī)，與所述控制器連接，用于利用風(fēng)力發(fā)電；蓄電池，與所述控制器連接，用于儲(chǔ)存電能。[0014]優(yōu)選地，所述架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的高速球機(jī)，用于以視屏的形式采集輸電線路的覆冰狀態(tài)信息，所述高速球機(jī)通過所述視頻壓縮卡與所述主控模塊電連接。優(yōu)選地，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的FLASH擴(kuò)展電路，所述擴(kuò)展電路的控制芯片采用型號(hào)為AT45DB161的芯片。優(yōu)選地，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的復(fù)位電路， 用于對(duì)所述主控模塊進(jìn)行復(fù)位操作。優(yōu)選地，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的控制芯片采用型號(hào)為RX-8025T的芯片。以上所述技術(shù)方案，通過采集輸電線路的各種狀態(tài)信息，建立Malck0nen模型，對(duì)輸電線路進(jìn)行覆冰載荷、覆冰厚度、桿塔受力及導(dǎo)線受力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測值一旦超過預(yù)警值時(shí)即發(fā)出報(bào)警以示輸電線路發(fā)生覆冰故障，需要對(duì)輸電線路進(jìn)行監(jiān)測維修。 以上技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線路覆冰狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)測，同時(shí)與以往的人工巡視監(jiān)測相比較，有效提高了線路覆冰監(jiān)測的精確度，有效減小了勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測方法示意圖。圖2是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖3是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的主控模塊的結(jié)構(gòu)圖。圖5是本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的FLASH擴(kuò)展電路的電路圖。圖6是本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的硬件看門狗電路的電路圖。圖7是本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的復(fù)位電路的電路圖。圖8是本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的電路圖。圖9是本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的GPRS通訊部分的電源控制單元的電路圖。圖10是本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的高速球機(jī)以及視頻壓縮卡的電源控制單元的電路圖。圖11是本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的高速球機(jī)的云臺(tái)控制接口電路的電路圖。圖12是本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的電源模塊的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1所示，一種架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測方法，包括以下步驟實(shí)時(shí)采集輸電線路的當(dāng)前信息；根據(jù)所采集的當(dāng)前信息建立Malck0nen模型，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到輸電線路的覆冰狀態(tài)數(shù)據(jù)。輸電線路的當(dāng)前信息，如該區(qū)域的風(fēng)速信息、風(fēng)向信息、溫度信息、濕度信息、線路上的絕緣子及線路負(fù)載信息、絕緣子傾斜角度信息等。所述Malck0nen模型具體包括垂直檔距單元內(nèi)垂直載荷數(shù)學(xué)模型、等值覆冰厚度數(shù)學(xué)模型、桿塔三維受力狀態(tài)數(shù)學(xué)模型及不同覆冰、風(fēng)向、風(fēng)速和導(dǎo)線舞動(dòng)狀態(tài)下的導(dǎo)線受力數(shù)學(xué)模型等，此Malckonen模型為公知的一種模型，在多個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用，具體的計(jì)算過程可以采用公知的計(jì)算過程，在此不再贅述。本實(shí)用新型所提供的架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測方法，結(jié)合所述Malck0nen模型， 有效解決了傳統(tǒng)輸電線路覆冰監(jiān)測技術(shù)中監(jiān)測精度低，誤差大，勞動(dòng)強(qiáng)度高的缺點(diǎn)，其具體的監(jiān)測方法包括以下幾種。實(shí)施例一采集絕緣子及導(dǎo)線負(fù)荷、風(fēng)速及風(fēng)向信息；根據(jù)以上信息建立一個(gè)垂直檔距單元內(nèi)垂直載荷數(shù)學(xué)模型，并計(jì)算垂直檔距內(nèi)的冰載荷；可采用公式 q, = ^0+ ^ +qi￡￡，這里的I綜合垂直載荷，可通過重力傳感器測量的絕緣子及導(dǎo)線負(fù)荷
計(jì)算得出；辦為垂直檔距內(nèi)導(dǎo)線和絕緣子自重載荷，可依據(jù)電力建設(shè)手冊(cè)查出；為垂直
檔距內(nèi)風(fēng)載荷，可通過風(fēng)速傳感器、導(dǎo)線直徑和風(fēng)向夾角算出db為垂直檔距內(nèi)冰載荷。在
以上的計(jì)算過程中可能還需要考慮導(dǎo)線受風(fēng)體形系數(shù)\風(fēng)壓不均與系數(shù)以及線路導(dǎo)線風(fēng)災(zāi)調(diào)整系數(shù)等的影響。最后根據(jù)計(jì)算出的垂直檔距內(nèi)的冰載荷與第一預(yù)警值進(jìn)行比較，如果垂直檔距內(nèi)的冰載荷在第一預(yù)警值的范圍之內(nèi)，則表示線路正常或者覆冰不足以影響導(dǎo)線正常工作； 如果垂直檔距內(nèi)的冰載荷超出所述第一預(yù)警值，則進(jìn)行報(bào)警，表明線路出現(xiàn)故障或者覆冰影響了線路的正常工作。具體報(bào)警操作可通過設(shè)置報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警或者報(bào)警信息可以在特定的系統(tǒng)，如專家系統(tǒng)中提示，并且根據(jù)緊級(jí)的級(jí)別設(shè)定報(bào)警的頻率，還可通過短信發(fā)送到相關(guān)人員手機(jī)上(可設(shè)置成不同人員的多部手機(jī))。根據(jù)不同地區(qū)的氣候環(huán)境和輸電線的直徑大小，所述第一預(yù)警值的范圍為1噸一10噸。實(shí)施例二采集絕緣子傾斜度、絕緣子及導(dǎo)線負(fù)荷、風(fēng)速及風(fēng)向信息；根據(jù)以上信息，建立導(dǎo)線等值覆冰厚度數(shù)學(xué)模型，并計(jì)算垂直檔距單元內(nèi)等值覆
冰厚度值；例如可根據(jù)公式產(chǎn)jh)2+^"1-K得出導(dǎo)線覆冰厚度值，其中為導(dǎo)線覆
N 2 Tpi 2^p
冰厚度；d為無冰時(shí)導(dǎo)線外徑；m3為導(dǎo)線每米覆冰后總質(zhì)量，可由重力傳感器冊(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得出 ’ 為無冰時(shí)導(dǎo)線每米總質(zhì)量；Pi為覆冰密度。最后根據(jù)計(jì)算出的等值覆冰厚度與第二預(yù)警值進(jìn)行比較，如果等值覆冰厚度在第二預(yù)警值的范圍之內(nèi)，則表示線路正?；蛘吒脖蛔阋杂绊憣?dǎo)線正常工作；如果等值覆冰厚度超出所述第二預(yù)警值，則進(jìn)行報(bào)警，表明線路出現(xiàn)故障或者覆冰影響了線路的正常工作。具體報(bào)警操作可通過設(shè)置報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警或者報(bào)警信息可以在特定的系統(tǒng)，如專家系統(tǒng)中提示，并且根據(jù)緊級(jí)的級(jí)別設(shè)定報(bào)警的頻率，還可通過短信發(fā)送到相關(guān)人員手機(jī)上 (可設(shè)置成不同人員的多部手機(jī))。所述第二預(yù)警值的范圍可根據(jù)第一預(yù)警值得出。[0046]實(shí)施例三采集絕緣子傾斜度、絕緣子及導(dǎo)線負(fù)荷信息；根據(jù)以上信息，建立桿塔三維受力狀態(tài)數(shù)學(xué)模型，并計(jì)算桿塔受力大?。淮怂惴ǖ膶?shí)現(xiàn)可根據(jù)物理學(xué)中的受力分析計(jì)算桿塔受力大小。最后根據(jù)計(jì)算出的桿塔受力大小與第三預(yù)警值進(jìn)行比較，如果桿塔受力大小在第三預(yù)警值的范圍之內(nèi)，則表示線路正常或者覆冰不足以影響導(dǎo)線正常工作；如果桿塔受力大小超出所述第三預(yù)警值，則進(jìn)行報(bào)警，表明線路出現(xiàn)故障或者覆冰影響了線路的正常工作。具體報(bào)警操作可通過設(shè)置報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警或者報(bào)警信息可以在特定的系統(tǒng)，如專家系統(tǒng)中提示，并且根據(jù)緊級(jí)的級(jí)別設(shè)定報(bào)警的頻率，還可通過短信發(fā)送到相關(guān)人員手機(jī)上 (可設(shè)置成不同人員的多部手機(jī))。所述第三預(yù)警值的范圍可根據(jù)第一預(yù)警值及風(fēng)速、方向信息得出。實(shí)施例四采集絕緣子傾斜度、絕緣子及導(dǎo)線負(fù)荷、風(fēng)速及風(fēng)向信息；據(jù)以上信息，建立在不同覆冰、風(fēng)向、風(fēng)速和導(dǎo)線舞動(dòng)狀態(tài)下的導(dǎo)線受力數(shù)學(xué)模型，并計(jì)算導(dǎo)線受到的垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力；這些都可以通過物理學(xué)中的受力分析計(jì)算得出，具體算法不再詳述；最后根據(jù)計(jì)算出的垂直應(yīng)力與第四預(yù)警值進(jìn)行比較，水平應(yīng)力與第五預(yù)警值進(jìn)行比較，如果垂直應(yīng)力大小在第四預(yù)警值的范圍之內(nèi)，同時(shí)水平應(yīng)力大小在第五預(yù)警值的范圍內(nèi)，則表示線路正?；蛘吒脖蛔阋杂绊憣?dǎo)線正常工作；如果所述垂直應(yīng)力超過第四預(yù)警值或水平應(yīng)力超過第五預(yù)警值，則進(jìn)行報(bào)警，表明線路出現(xiàn)故障或者覆冰影響了線路的正常工作。具體報(bào)警操作可通過設(shè)置報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警或者報(bào)警信息可以在特定的系統(tǒng)， 如專家系統(tǒng)中提示，并且根據(jù)緊級(jí)的級(jí)別設(shè)定報(bào)警的頻率，還可通過短信發(fā)送到相關(guān)人員手機(jī)上(可設(shè)置成不同人員的多部手機(jī))。所述第四預(yù)警值的數(shù)值范圍及第五預(yù)警值的數(shù)值范圍可根據(jù)第一預(yù)警值及風(fēng)速、方向信息得出。作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述的架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測方法還包括通過視頻監(jiān)測所述輸電線路的覆冰狀態(tài)。具體為利用用先進(jìn)的數(shù)字視頻壓縮技術(shù)、電磁兼容技術(shù)、低功耗技術(shù)、新一代無線通訊技術(shù)、新能源應(yīng)用技術(shù)、軟件技術(shù)等，采用高清攝像頭對(duì)所述輸電線路進(jìn)行覆冰狀態(tài)的監(jiān)測，可以有直觀得到輸電線路覆冰狀態(tài)的一些外觀信肩、ο作為更進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測方法具體還包括采集架空輸電線路的環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、雨量、雪量等的氣象信息；將以上所采集的信息傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行模焕?，?shù)據(jù)傳輸通過GPRS無線方式直接發(fā)送信息的自動(dòng)氣象站。將多個(gè)自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)信息利用無線方式連接至數(shù)據(jù)中心處理系統(tǒng)就構(gòu)成了自動(dòng)氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，通過該監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)與查詢，包括歷史數(shù)據(jù)的查詢及氣象數(shù)據(jù)的分析曲線圖包括溫度，濕度等氣象數(shù)據(jù)的日平均、月平均等曲線圖的觀察。如圖2所示，本實(shí)用新型還提供一種實(shí)現(xiàn)上述監(jiān)測方法的架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊100、主控模塊200、通訊模塊300、數(shù)據(jù)處理模塊400及電源模塊500，所述數(shù)據(jù)采集模塊100與所述通訊模塊300分別與所述主控模塊200電連接，所述主控模塊200控制所述通訊模塊300與所述數(shù)據(jù)處理模塊400進(jìn)行通訊，所述電源模塊500與所述主控模塊200電連接，分別給所述主控模塊200、數(shù)據(jù)采集模塊100及通訊模塊300供電。所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集輸電線路的當(dāng)前信息；所述通訊模塊，用于與所述數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行通訊；所述主控模塊，用于控制所述數(shù)據(jù)采集模塊的工作，并將采集的當(dāng)前信息通過通訊模塊發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于根據(jù)所采集的當(dāng)前信息建立Malck0nen模型，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理，得到輸電線路的覆冰狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對(duì)超過警戒值的數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警；所述電源模塊，用于給所述主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及通訊模塊供 H1^ ο數(shù)據(jù)采集模塊100采集輸電線路的覆冰狀態(tài)信息，將所采集到的信息傳送給所述主控模塊200，主控模塊200進(jìn)行處理分析后通過通訊模塊300傳送給所述數(shù)據(jù)處理模塊 400進(jìn)行模型建立和數(shù)據(jù)處理分析，一旦出項(xiàng)故障則進(jìn)行報(bào)警提示。優(yōu)選地，結(jié)合圖3所示，所述采集模塊100包括用于采集風(fēng)向信息的風(fēng)向傳感器 106，用于采集風(fēng)速信息的風(fēng)速傳感器105，用于采集絕緣子傾斜角度信息的角度傳感器 102及用于采集絕緣子及導(dǎo)線負(fù)載的重力傳感器101，用于采集溫度信息的溫度傳感器104 及用于采集濕度信息的濕度傳感器104，所述以上傳感器分別與所述主控模塊200電連接。所述采集模塊100還包括一高速球機(jī)107和一視頻壓縮卡108，所述高速球機(jī)107 通過所述視頻壓縮卡108與所述主控模塊200電連接，視頻壓縮卡108，與高速球機(jī)107連接，用于對(duì)采集的視頻進(jìn)行處理。這些處理包括視頻壓縮等一系列圖像處理，以保證傳輸數(shù)據(jù)的正確性和穩(wěn)定性。所述高速球機(jī)107能360°旋轉(zhuǎn)，能夠拍攝到輸電線路的任何角度， 保證獲得一個(gè)最大的可視范圍。所述通訊模塊300與所述數(shù)據(jù)處理模塊400之間可進(jìn)行有線或者無線通訊，優(yōu)選地，所述通訊模塊300與所述數(shù)據(jù)處理模塊400之間通過GPRS/CDMA等公眾無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，所述主控模塊200控制各種傳感器采集完信息后，又控制通訊模塊300將所采集的數(shù)據(jù)或者圖像信息傳送到數(shù)據(jù)處理模塊400。優(yōu)選地，所述通訊模塊300為DTU，該DTU具有以下功能精選工業(yè)級(jí)器件，滿足各種惡劣環(huán)境的需求；支持動(dòng)態(tài)IP地址數(shù)據(jù)中心DNS域名尋址；支持固定IP地址數(shù)據(jù)中心；收發(fā)數(shù)據(jù)無需計(jì)算機(jī)支持；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、中心對(duì)多點(diǎn)等數(shù)據(jù)傳輸，傳輸時(shí)延一般小于一秒；模塊化設(shè)計(jì)，CPU和無線核心模塊分離的設(shè)計(jì)方式，超強(qiáng)的擴(kuò)展性；內(nèi)嵌PPP、TCP/IP、UDP/IP協(xié)議；宏電特有的DDP協(xié)議，保證數(shù)據(jù)鏈路暢通；AT+協(xié)議；滿足客戶個(gè)性化需求；永遠(yuǎn)在線及多種觸發(fā)上線模式；按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)；數(shù)據(jù)和短信通信互為備份、自由切換；支持多方通信；TCP/IP Server/Client, UDP/IP、DDP, SMS、AT多種通信方式；可定義數(shù)據(jù)通信方式；數(shù)據(jù)中心服務(wù)器遠(yuǎn)程參數(shù)配置；AT+參數(shù)配置；提供完整的數(shù)據(jù)中心服務(wù)程序，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)發(fā)；提供函數(shù)開發(fā)包，便于二次開發(fā)；提供完整的中英文 DEMO 源碼(VB、VC、C#、Delphi、VB. net)。所述數(shù)據(jù)處理模塊400具有專家分析系統(tǒng)，所述該專家分析系統(tǒng)可根據(jù)接收到的輸電線路的當(dāng)前信息進(jìn)行Malckonen模型的建立和對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理，如根據(jù)絕緣子及導(dǎo)線負(fù)荷、風(fēng)速及風(fēng)向信息建立垂直檔距單元內(nèi)垂直載荷數(shù)學(xué)模型并計(jì)算垂直檔距內(nèi)的冰載荷；根據(jù)絕緣子傾斜度、絕緣子及導(dǎo)線負(fù)荷、風(fēng)速及風(fēng)向信息，建立導(dǎo)線等值覆冰厚度數(shù)學(xué)模型，并計(jì)算垂直檔距單元內(nèi)等值覆冰厚度值；根據(jù)絕緣子傾斜度、絕緣子及導(dǎo)線負(fù)荷信息，建立桿塔三維受力狀態(tài)數(shù)學(xué)模型，并計(jì)算桿塔受力大小；根據(jù)絕緣子傾斜度、絕緣子及導(dǎo)線負(fù)荷、風(fēng)速及風(fēng)向信息，建立在不同覆冰、風(fēng)向、風(fēng)速和導(dǎo)線舞動(dòng)狀態(tài)下的導(dǎo)線受力數(shù)學(xué)模型，并計(jì)算導(dǎo)線受到的垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力；當(dāng)監(jiān)測到的冰載荷數(shù)據(jù)超過第一預(yù)警值或等值覆冰厚度值超過第二預(yù)警值或受力值超過第三預(yù)警值則進(jìn)行報(bào)警或垂直應(yīng)力超過第四預(yù)警值或水平應(yīng)力超過第五預(yù)警值則進(jìn)行報(bào)警。具體報(bào)警操作可通過設(shè)置報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警或者報(bào)警信息可以在特定的系統(tǒng)，如專家系統(tǒng)中提示，并且根據(jù)緊級(jí)的級(jí)別設(shè)定報(bào)警的頻率，還可通過短信發(fā)送到相關(guān)人員手機(jī)上(可設(shè)置成不同人員的多部手機(jī))。如圖12所示，本實(shí)用新型所述的電源模塊500包括光伏電池502，控制器501，風(fēng)力發(fā)電機(jī)503及蓄電池504，其中，控制器501，與主控模塊200連接，用于在不同的發(fā)電方式之間進(jìn)行切換。光伏電池502，與控制器501連接，用于利用太陽的光能發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電機(jī)503，與控制器501連接，用于利用風(fēng)力發(fā)電；蓄電池504，與控制器501連接，用于儲(chǔ)存電能。由于受時(shí)間和地域的約束，很難全天候都只依靠太陽能或者風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。而太陽能和風(fēng)能在時(shí)間上和地域上都具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性白天光照強(qiáng)時(shí)風(fēng)較小；夜間光照弱時(shí)，風(fēng)能由于地表溫差變化而增強(qiáng)。因此本實(shí)用新型實(shí)施例根據(jù)具體情況在太陽能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電之間進(jìn)行切換，以保證系統(tǒng)電源的可靠性和穩(wěn)定性。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述主控模塊優(yōu)選采用如圖4所示的型號(hào)為MEGA128 的單片機(jī)。其中，GPIO為通用I/O 口，IIC為IIC總線，ADC為數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，USART為通用同步/異步串行接收/發(fā)射器，JTAG為JTAG接口，SDRAM為同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，SPI為 SPI總線，F(xiàn)LASH為閃存，EBI為EBI總線，還具有調(diào)試接口 206。圖5示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的FLASH擴(kuò)展電路，為了便于說明只示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。作為本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)示例，可以用型號(hào)為 AT45DB161的芯片實(shí)現(xiàn)。圖6示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的硬件看門狗電路，為了便于說明只示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。作為本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)示例，可以用型號(hào)為 2P706REN的芯片實(shí)現(xiàn)。圖9示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的GPRS通訊部分的電源控制單元的電路，為了便于說明只示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。該電路可用于實(shí)現(xiàn)電源管理和低功耗設(shè)計(jì)要求。圖10示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的高速球機(jī)107以及視頻壓縮卡108的電源控制單元的電路，為了便于說明只示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。該電路可用于實(shí)現(xiàn)電源管理和低功耗設(shè)計(jì)要求。圖11示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的高速球的云臺(tái)控制接口電路，為了便于說明只示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。作為本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)示例，可以用型號(hào)為MAX13487的芯片實(shí)現(xiàn)。作為一種優(yōu)選方案，該系統(tǒng)還包括與與主控模塊電連接的復(fù)位電路201和實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路202，圖7示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的復(fù)位電路，為了便于說明只示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分；圖8示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，為了便于說明只示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分，作為本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)示例，可以用型號(hào)為RX-8025T的芯片實(shí)現(xiàn)。以上技術(shù)方案，可實(shí)現(xiàn)線路覆冰監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖像監(jiān)控等在后臺(tái)系統(tǒng)的有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測、在線分析、實(shí)時(shí)報(bào)警功能的集中管理。對(duì)整個(gè)架空輸電線路有效進(jìn)行覆冰狀態(tài)的監(jiān)測，當(dāng)發(fā)生故障是，能夠使數(shù)據(jù)處理模塊或者其他遠(yuǎn)程終端處的人員確切的知道安全隱患的具體形式和地點(diǎn)，以使其對(duì)具體問題采取相應(yīng)的措施，增強(qiáng)了系統(tǒng)的監(jiān)測能力和預(yù)警能力。同時(shí)供電系統(tǒng)采用可在風(fēng)能發(fā)電和太陽能發(fā)電之間切換的電源系統(tǒng)，提高了電源的可靠性和穩(wěn)定性。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于采集輸電線路當(dāng)前信息的數(shù)據(jù)采集模塊，用于通訊并發(fā)送輸電線路當(dāng)前信息的通訊模塊，用于控制所述采集模塊及通訊模塊工作的主控模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊及通訊模塊依次電連接，其中，還包括用于根據(jù)所采集的當(dāng)前信息建立Malck0nen模型，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理的數(shù)據(jù)處理模塊，所述通訊模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括用于采集風(fēng)向信息的風(fēng)向傳感器，用于采集風(fēng)速信息的風(fēng)速傳感器，用于采集絕緣子傾斜角度信息的角度傳感器、用于采集絕緣子及導(dǎo)線負(fù)載的重力傳感器，用于采集溫度信息的溫度傳感器及用于采集濕度信息的濕度傳感器，以上所述傳感器分別與所述主控模塊電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述主控模塊采用型號(hào)為MEGA128的單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的電源模塊，所述電源模塊分別給所述主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及通訊模塊供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊包括控制器，與所述主控模塊連接，用于控制電源模塊在不同的發(fā)電方式之間進(jìn)行切換；光伏電池，與所述控制器連接，用于利用太陽的光能發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電機(jī)，與所述控制器連接，用于利用風(fēng)力發(fā)電；蓄電池，與所述控制器連接，用于儲(chǔ)存電能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的高速球機(jī)，用于以視屏的形式采集輸電線路的覆冰狀態(tài)信息，所述高速球機(jī)通過所述視頻壓縮卡與所述主控模塊電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的FLASH擴(kuò)展電路，所述擴(kuò)展電路的控制芯片采用型號(hào)為AT45DB161的芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的復(fù)位電路，用于對(duì)所述主控模塊進(jìn)行復(fù)位操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的控制芯片采用型號(hào)為RX-8025T的芯片。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種架空輸電線路覆冰狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于采集輸電線路當(dāng)前信息的數(shù)據(jù)采集模塊，用于通訊并發(fā)送輸電線路當(dāng)前信息的通訊模塊，用于控制所述采集模塊及通訊模塊工作的主控模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊及通訊模塊依次電連接，其中，還包括用于根據(jù)所采集的當(dāng)前信息建立Makkonen模型，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理的數(shù)據(jù)處理模塊，所述通訊模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊通訊。以上所述技術(shù)方案，通過采集輸電線路的各種狀態(tài)信息，建立Makkonen模型，對(duì)輸電線路進(jìn)行覆冰載荷、覆冰厚度、桿塔受力及導(dǎo)線受力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測值一旦超過預(yù)警值時(shí)即發(fā)出報(bào)警以示輸電線路發(fā)生覆冰故障，需要對(duì)輸電線路進(jìn)行監(jiān)測維修。
文檔編號(hào)G01D21/02GK202158870SQ20112025180
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者王家田 申請(qǐng)人:航天科工深圳(集團(tuán))有限公司