專利名稱：架空輸電線路地線融冰監(jiān)測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實(shí)用新型涉及ー種監(jiān)測(cè)電路，尤其涉及架空輸電線路地線融冰監(jiān)測(cè)電路。
背景技術(shù)：
直流融冰主要是通過對(duì)輸電線路施加直流電壓并在輸電線路末段進(jìn)行短路，使導(dǎo)線發(fā)熱對(duì)輸電線路進(jìn)行融冰，從而避免線路因結(jié)冰而倒桿斷線。直流融冰時(shí)需要對(duì)線路的融冰效果實(shí)時(shí)監(jiān)控，目前國內(nèi)對(duì)導(dǎo)線溫度的監(jiān)測(cè)技術(shù)比較成熟，而三相導(dǎo)線與大地絕緣電阻高，融冰裝置輸入的電流即等于導(dǎo)線回路中各點(diǎn)的電流，因此融冰時(shí)對(duì)三相導(dǎo)線融冰電流的監(jiān)測(cè)意義不大，僅需檢測(cè)導(dǎo)線各處的溫度參數(shù)。但融冰時(shí)除了要給三相導(dǎo)線除冰，桿塔上地線也要進(jìn)行融冰作業(yè)，地線由于通過桿塔與大地相連，等效于并聯(lián)了ー個(gè)電阻，因此各級(jí)桿塔之間地線上的電流實(shí)際小于融冰裝置輸入電流，且各級(jí)桿塔之間不相同，這樣每級(jí)桿塔之間的實(shí)際融冰效果會(huì)不一樣，因而有必要監(jiān)測(cè)ー些覆冰較嚴(yán)重位置的地線溫度及地線電流參數(shù)，以便合理的調(diào)整融冰輸入電流及融冰時(shí)間以達(dá)到最佳融冰效果。目前國內(nèi)能對(duì)輸電線路融冰時(shí)地線溫度、地線電流同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的裝置比較少見。在地線上安裝的裝置要求體積小，并且無法像導(dǎo)線上裝置那樣采用感應(yīng)供電，因此實(shí)現(xiàn)難度較大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為克服上述的不足之處，目的在于提供架空輸電線路地線融冰監(jiān)測(cè)電路，該電路安裝在輸電線路地線上，能對(duì)地線融冰的效果提供有益的實(shí)時(shí)參考數(shù)據(jù)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的架空輸電線路地線融冰監(jiān)測(cè)電路，包括低功耗嵌入式控制單元、能量收集模塊、溫度采樣模塊、電流采集模塊、無線通信模塊；所述的能量收集模塊、溫度采樣模塊、電流采集模塊分別與低功耗嵌入式控制單元相連，低功耗嵌入式控制單元與無線通信模塊相連。作為優(yōu)選，還包括有后備鋰電池，當(dāng)能力收集模塊供電不足時(shí)，其電源管理電路能切換使用后備鋰電池供電。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型可實(shí)時(shí)采集地線上的溫度及直流電流，采用了太陽能供電方式，有效解決了輸電線路地線上設(shè)備供電問題。該裝置為架空輸電線路地線融冰時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及效果評(píng)估提供了有效的方法，有效降低了融冰時(shí)人員巡線的成本。

圖I是架空輸電線路地線融冰監(jiān)測(cè)電路原理示意圖；圖2是電源管理原理示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步闡述實(shí)施例I :如圖I所示，架空輸電線路地線融冰監(jiān)測(cè)電路，由低功耗嵌入式控制單元、能量收集模塊、溫度采樣模塊、電流采集模塊、無線通信模塊、后備鋰電池；所述的能量收集模塊、溫度采樣模塊、電流采集模塊分別與低功耗嵌入式控制單元相連，低功耗嵌入式控制單元與無線通信模塊相連，后備鋰電池與低功耗嵌入式控制單元電連接。具體工作過程如下本方案中能量收集模塊采用太陽能電池板取能，一次性鋰電 池輔助供電的技木，電路實(shí)現(xiàn)為盡量降低功耗，都選用低功耗嵌入式處理器及外部電子元器件，并在工作中對(duì)能耗進(jìn)行有效管理。工作方式為低功耗嵌入式控制單元周期性從休眠狀態(tài)下喚醒工作，負(fù)責(zé)啟動(dòng)、讀取溫度數(shù)據(jù)；開啟霍爾電流傳感器電源，隨后通過AD轉(zhuǎn)換采集地線電流值、裝置工作電壓；然后通過無線模塊發(fā)送給附近桿塔上的監(jiān)測(cè)接收裝置，最后關(guān)掉外設(shè)，進(jìn)入休眠狀態(tài)等待下次喚醒。日常情況下太陽能電池板給蓄能電容充電，充滿后可供設(shè)備工作時(shí)間應(yīng)大于ー天。連續(xù)陰雨天時(shí)，一次性鋰電池作為后備電源可工作半年以上。能量收集單元監(jiān)測(cè)蓄能電容的電壓，當(dāng)該電壓低于電源轉(zhuǎn)換電路的輸入要求時(shí)，可硬件切換到一次電池供電。線路未融冰時(shí)降低工作頻率以節(jié)省功耗。電流采樣使用霍爾電流傳感器，本方案中選用的傳感器型號(hào)為單電源供電，功耗低，并且是開環(huán)型的，安裝時(shí)可旋開磁環(huán)。低功耗嵌入式控制單元開啟霍爾電流傳感器電源開關(guān)后，霍爾電流傳感器工作時(shí)輸出正比于線路電流大小的電壓值。低功耗嵌入式控制單元進(jìn)行多次采樣，數(shù)據(jù)平均后計(jì)算輸出地線電流的測(cè)量值。溫度采樣模塊采用小封裝溫度傳感器，封裝在與地線表面直接接觸的鋁制探頭里，低功耗嵌入式控制單元通過線纜讀取該傳感器數(shù)據(jù)。無線通訊模塊采用功耗低、數(shù)字式短距離無線通訊模塊，目前較適合的是433開放頻段，應(yīng)用較廣，這類通訊模塊技術(shù)成熟、價(jià)格低廉。作為優(yōu)選，選用的太陽能電池板為最大輸出3. 5V/100mA,屬弱光型單晶娃太陽能電池板，在睛天2 3小時(shí)即可充滿蓄能電容，白天在多云天氣下也能持續(xù)給60F的蓄能電容充電，當(dāng)蓄能電容電壓大于2. 3V時(shí)，一次性電池開關(guān)關(guān)閉，蓄能電容經(jīng)DC/DC電路調(diào)整后給控制電路提供3. 3V電源、給電流傳感器提供5V電源；當(dāng)蓄能電容電壓小于2. 3V吋，電池開通，給各單元供電；控制單元對(duì)電源進(jìn)行采樣，如果供電小于2V，則降低采樣頻率，等待蓄能電容充電。圖2為電源管理原理示意圖。低功耗嵌入式控制單元選用超低功耗嵌入式單片機(jī)TI公司的MSP430系列，該芯片供電電壓為1.8-3. 6V，在IMHz的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流最低會(huì)在165 ii A左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0. I ii A。選用5V單電源霍爾傳感器，當(dāng)線路電流為0-500A吋，線性輸出電壓值為2. 5V-3. 5V，該信號(hào)通過運(yùn)放調(diào)理后輸入至單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換端ロ，通過連續(xù)采用換算出直流電流值。選用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，測(cè)溫范圍為_55°C到+125°C，采用ー線制總線協(xié)議。無線通訊模塊采用TI的CCllOl芯片，工作在ISM(國家開放免申請(qǐng))頻段，頻段為433M，有效傳輸距離為視距大于50米?；贕FSK調(diào)制方式，空中數(shù)據(jù)使用CRC檢驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)安全可靠。低功耗嵌入式控制單元通過SPI方式操作CCllOl模塊，采用單向發(fā)送模式以降低功耗。以上的所述乃是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理，若依本實(shí)用新型的構(gòu)想所作的改變，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神吋，仍應(yīng)屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.架空輸電線路地線融冰監(jiān)測(cè)電路，其特征在于包括低功耗嵌入式控制單元、能量收集模塊、溫度采樣模塊、電流采集模塊、無線通信模塊；所述的能量收集模塊、溫度采樣模塊、電流采集模塊分別與低功耗嵌入式控制單元相連，低功耗嵌入式控制單元與無線通信模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的架空輸電線路地線融冰監(jiān)測(cè)電路，其特征在于還包括有后備鋰電池，后備鋰電池與低功耗嵌入式控制單元電連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)電路，尤其涉及架空輸電線路地線融冰監(jiān)測(cè)電路，包括低功耗嵌入式控制單元、能量收集模塊、溫度采樣模塊、電流采集模塊、無線通信模塊；所述的能量收集模塊、溫度采樣模塊、電流采集模塊分別與低功耗嵌入式控制單元相連，低功耗嵌入式控制單元與無線通信模塊相連。有益效果本實(shí)用新型可實(shí)時(shí)采集地線上的溫度及直流電流，采用了太陽能供電方式，有效解決了輸電線路地線上設(shè)備供電問題。該裝置為架空輸電線路地線融冰時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及效果評(píng)估提供了有效的方法，有效降低了融冰時(shí)人員巡線的成本。
文檔編號(hào)G01K1/02GK202421299SQ201220050399
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者傅建華, 劉更生, 季洪獻(xiàn), 張秀麗, 徐望圣, 徐青松, 李興, 鄭瑋, 陸巖 申請(qǐng)人:中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司貴陽局, 浙江雷鳥智能電網(wǎng)技術(shù)有限公司