本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種輸電線路舞動在線監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

本部分旨在為權(quán)利要求書中陳述的本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供背景或上下文。此處的描述不因?yàn)榘ㄔ诒静糠种芯统姓J(rèn)是現(xiàn)有技術(shù)。

目前我國正在建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，以信息化、自動化、互動化為特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。其特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸電、電網(wǎng)損耗低、可自由互聯(lián)、能靈活適應(yīng)電力市場運(yùn)營要求等。然而，我國幅員遼闊，地理及氣象條件復(fù)雜多變，很多地區(qū)電網(wǎng)在冬季易遭受冰雪、大風(fēng)天氣影響，引發(fā)舞動災(zāi)害。近年來，隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷發(fā)展和惡劣氣象的頻繁出現(xiàn)，電網(wǎng)發(fā)生舞動事故的頻率和危害程度呈明顯增加的趨勢，幾乎每年都發(fā)生大范圍的舞動事故，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，舞動故障的頻發(fā)已嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。其中輸電線路覆冰舞動是發(fā)生頻率高、影響范圍廣、造成損失大的一種災(zāi)害形式，所以，必須對輸電線路進(jìn)行定期巡視檢查，隨時掌握輸電線路的運(yùn)行情況，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患，防止事故的發(fā)生，確保供電系統(tǒng)安全。

近年來隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長，線路走廊與地方建設(shè)用地之間矛盾日益突出，作為架空輸電線路的一種形式，緊湊型線路能有效壓縮線路走廊，節(jié)省工程用地，但緊湊型線路與常規(guī)線路在桿塔結(jié)構(gòu)、掛線方式、相間距離等方面存在明顯差異，在相同氣象、覆冰及地貌條件下，緊湊型線路較之普通線路更易發(fā)生舞動現(xiàn)象，舞動發(fā)生后也更易發(fā)生跳閘故障，因此，有必要對緊湊型輸電線路實(shí)行24小時實(shí)時監(jiān)測，以便于在發(fā)生舞動前，實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警，保障輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

傳統(tǒng)模式下對于輸電線路舞動現(xiàn)象監(jiān)測只能依賴人工巡視，工作效率低、浪費(fèi)大量人力物力，無法實(shí)現(xiàn)24小時實(shí)時監(jiān)控。應(yīng)用自動化、信息化在線監(jiān)測系統(tǒng)對輸電線路進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，可提高正常巡視和事故搶修過程中的快速反應(yīng)能力，加強(qiáng)輸電線路的運(yùn)行維護(hù)、提高現(xiàn)代化管理水平已成為電力行業(yè)研究和探討的熱點(diǎn)。

目前已有一些自動化程度較高的輸電線路舞動監(jiān)測系統(tǒng)，通過在輸電線路上設(shè)置舞動監(jiān)測儀來實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)測輸電線路的舞動情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

目前已有的這類自動化程度較高的輸電線路舞動監(jiān)測系統(tǒng)，一般采用太陽能作為各種監(jiān)測設(shè)備的主要供電方式，但這種供電方式卻存在功率不穩(wěn)定、帶負(fù)載能力有限、受天氣因素影響大、維護(hù)成本高等問題，這些問題會直接影響到監(jiān)測結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。

為了克服以上問題，本實(shí)用新型提供一種輸電線路舞動在線監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)，包括：裝設(shè)于輸電線路上的舞動監(jiān)測裝置，裝設(shè)于桿塔上的微氣象監(jiān)測裝置、地線感應(yīng)電源和監(jiān)測基站，以及監(jiān)測中心設(shè)備；

所述微氣象監(jiān)測裝置用于采集輸電線路所處環(huán)境的氣象信息；

所述舞動監(jiān)測裝置用于采集輸電線路的運(yùn)動數(shù)據(jù)；

所述監(jiān)測基站用于將所述氣象信息和所述運(yùn)動數(shù)據(jù)發(fā)送給所述監(jiān)測中心設(shè)備；

所述監(jiān)測中心設(shè)備用于顯示和/或輸出所述氣象信息和所述運(yùn)動數(shù)據(jù)；

所述地線感應(yīng)電源連接所述微氣象監(jiān)測裝置和所述監(jiān)測基站，并提供電能。

借助于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型采用地線感應(yīng)電源從架空輸電線路地線感應(yīng)能量中取電，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，解決了傳統(tǒng)太陽能供電方式充電功率不穩(wěn)定、帶負(fù)載能力有限、受外界因素影響大、維護(hù)成本高的難題。

附圖說明

通過參考附圖閱讀下文的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型示例性實(shí)施方式的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得易于理解。在附圖中，以示例性而非限制性的方式示出了本實(shí)用新型的若干實(shí)施方式，其中：

圖1為本實(shí)用新型提供的輸電線路舞動在線監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)的示意圖；

圖2為具有攝像裝置的輸電線路舞動在線監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)的示意圖；

圖3為利用多個舞動監(jiān)測儀一起監(jiān)測輸電線路的舞動情況的示意圖；

圖4為利用地線感應(yīng)電源為微氣象監(jiān)測裝置和監(jiān)測基站供電的示意圖；

在附圖中，相同或?qū)?yīng)的標(biāo)號表示相同或?qū)?yīng)的部分。

具體實(shí)施方式

下面將參考若干示例性實(shí)施方式來描述本實(shí)用新型的原理和精神。應(yīng)當(dāng)理解，給出這些實(shí)施方式僅僅是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，而并非以任何方式限制本實(shí)用新型的范圍。相反，提供這些實(shí)施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

目前已有的輸電線路舞動監(jiān)測系統(tǒng)一般采用太陽能作為各種監(jiān)測設(shè)備的主要供電方式，這種供電方式存在功率不穩(wěn)定、帶負(fù)載能力有限、受天氣因素影響大、維護(hù)成本高等問題，會直接影響到監(jiān)測結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。

為了克服以上問題，本實(shí)用新型提供一種輸電線路舞動在線監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)，如圖1所示，該輸電線路舞動在線監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)包括：裝設(shè)于輸電線路上的舞動監(jiān)測裝置1，裝設(shè)于桿塔上的微氣象監(jiān)測裝置2、地線感應(yīng)電源6和監(jiān)測基站4，以及監(jiān)測中心設(shè)備5；

所述微氣象監(jiān)測裝置2用于采集輸電線路所處環(huán)境的氣象信息；

所述舞動監(jiān)測裝置1用于采集輸電線路的運(yùn)動數(shù)據(jù)；

所述監(jiān)測基站4用于將所述氣象信息和所述運(yùn)動數(shù)據(jù)發(fā)送給所述監(jiān)測中心設(shè)備5；

所述監(jiān)測中心設(shè)備5用于顯示所述氣象信息和所述運(yùn)動數(shù)據(jù)；

所述地線感應(yīng)電源6連接所述微氣象監(jiān)測裝置2和所述監(jiān)測基站4，并提供電能。

所述監(jiān)測中心設(shè)備5用于顯示和/或輸出所述氣象信息、所述運(yùn)動數(shù)據(jù)和所述影像信息。

本實(shí)用新型采用的地線感應(yīng)電源6是一種地線耦合感應(yīng)取電裝置，是利用導(dǎo)線流過交變電流時會在空間產(chǎn)生磁場，而該磁場切割兩根防雷地線時又會在地線上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的原理供電。采用地線感應(yīng)電源6從架空輸電線路地線感應(yīng)能量中取電，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，解決了傳統(tǒng)太陽能供電方式充電功率不穩(wěn)定、帶負(fù)載能力有限、受外界因素影響大、維護(hù)成本高的難題。具體實(shí)施時，可以采用HM5002型地線感應(yīng)電源。

圖4所示為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，利用HM5002型地線感應(yīng)電源6為微氣象監(jiān)測裝置2和監(jiān)測基站4提供電能。如圖4所示，HM5002型地線感應(yīng)電源6的輸入接口與防雷地線連接用于取電，輸出接口連接監(jiān)測基站4為其供電，另外還有一個接口連接桿塔，起到接地保護(hù)的作用。HM5002型地線感應(yīng)電源6不直接連接微氣象監(jiān)測裝置2，而是由監(jiān)測基站4獲取電能后，再提供給微氣象監(jiān)測裝置2，通過這種供電方式可以使監(jiān)測基站4具備控制微氣象監(jiān)測裝置2啟動或關(guān)閉的功能。

具體實(shí)施時，HM5002型地線感應(yīng)電源6、監(jiān)測基站4和微氣象監(jiān)測裝置2之間可采用防水航空電纜連接。

具體實(shí)施時，也可以在已有的采用太陽能光伏板供電的輸電線路舞動監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對設(shè)置于桿塔上的各種監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行改造，例如用地線感應(yīng)電源6供電替代太陽能光伏板，使用太陽能光伏電池和監(jiān)測設(shè)備的插頭作為電源連接口，使其依靠地線感應(yīng)電源6供電。

基于監(jiān)測中心設(shè)備5顯示和/或輸出的氣象信息和運(yùn)動數(shù)據(jù)，工作人員或外部設(shè)備可進(jìn)行相關(guān)分析及處理，例如，根據(jù)氣象信息，判斷輸電線路所處的環(huán)境是否會導(dǎo)致輸電線路發(fā)生舞動；根據(jù)運(yùn)動數(shù)據(jù)，計(jì)算輸電線路的運(yùn)動軌跡；當(dāng)確定輸電線路所處的環(huán)境會導(dǎo)致輸電線路發(fā)生舞動時，及時采取防御措施，防止舞動事故的發(fā)生，避免電網(wǎng)受到更大范圍的影響。

目前已有的輸電線路舞動在線監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)，僅僅是依靠舞動監(jiān)測儀來判斷輸電線路真實(shí)的舞動情況可靠性較差，例如當(dāng)舞動監(jiān)測儀本身出現(xiàn)故障時，就可能導(dǎo)致傳回的監(jiān)測結(jié)果是錯誤的。為了避免這種情況，可選地，如圖2所示，本實(shí)用新型提供的輸電線路舞動在線監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)還可以包括裝設(shè)于桿塔上的攝像裝置3；所述攝像裝置3用于采集輸電線路的影像信息；所述監(jiān)測基站4還用于將所述影像信息發(fā)送給所述監(jiān)測中心設(shè)備5；所述監(jiān)測中心設(shè)備5還用于顯示所述影像信息。

基于監(jiān)測中心設(shè)備5顯示和/或輸出的運(yùn)動數(shù)據(jù)和影像信息，工作人員或外部設(shè)備可將運(yùn)動數(shù)據(jù)和影像信息進(jìn)行對比，根據(jù)對比結(jié)果確定輸電線路真實(shí)的舞動情況，可避免因?yàn)槲鑴颖O(jiān)測儀本身故障帶來的誤判情況，當(dāng)確定輸電線路的舞動程度劇烈時，及時動態(tài)調(diào)整相關(guān)輸電線路的輸電容量，提高線路的使用效率。

為了方便工作人員查看和調(diào)取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，具體實(shí)施時，可以將監(jiān)測中心設(shè)備5設(shè)置于地面監(jiān)控機(jī)房內(nèi)。

考慮到輸電線路的長距離、大跨度等特點(diǎn)，一個監(jiān)測點(diǎn)的運(yùn)動數(shù)據(jù)往往不能很好地體現(xiàn)出整條輸電線路的運(yùn)動軌跡，這就需要在整條輸電線路上設(shè)計(jì)多個監(jiān)測點(diǎn)來采集運(yùn)動數(shù)據(jù)，為此，本實(shí)用新型將舞動監(jiān)測裝置1設(shè)計(jì)為由多個舞動監(jiān)測儀組成，如圖3所示，將舞動監(jiān)測裝置1包括的多個舞動監(jiān)測儀100裝設(shè)在輸電線路上的不同位置，每個舞動監(jiān)測儀100采集其裝設(shè)位置處的運(yùn)動數(shù)據(jù)，最后由監(jiān)測中心設(shè)備5綜合顯示多個舞動監(jiān)測儀100采集的運(yùn)動數(shù)據(jù)，有利于工作人員或外部設(shè)備計(jì)算整條輸電線路的運(yùn)動軌跡。

具體的，舞動監(jiān)測儀100中可采用高精度的三維加速度傳感器檢測安裝位置的點(diǎn)在三個方向上的加速度，并采用高精度的模數(shù)AD轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，以此完成運(yùn)動數(shù)據(jù)的采集。具體實(shí)施時，舞動監(jiān)測儀100可以配備高容量膠體電池為其供電。

考慮到舞動監(jiān)測儀100是裝設(shè)在輸電線路上，而監(jiān)測基站4、微氣象監(jiān)測裝置2和攝像裝置3是裝設(shè)在桿塔上，具體實(shí)施時，舞動監(jiān)測儀100與監(jiān)測基站4之間可以通過Zigbee協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，監(jiān)測基站4可以通過RS485通信電纜連接微氣象監(jiān)測裝置2和攝像裝置3。

考慮到監(jiān)測中心設(shè)備5設(shè)置于地面監(jiān)測機(jī)房中，與桿塔上的監(jiān)測基站4相隔較長的距離，二者之間可以采用無線通信技術(shù)(例如GPRS、CDMA等技術(shù))進(jìn)行通信。

研究表明，舞動的形成受覆冰、風(fēng)的激勵(風(fēng)速及風(fēng)向)等因素影響，而覆冰又受空氣相對濕度和氣溫的影響(例如，當(dāng)輸電線路所處環(huán)境的空氣相對濕度為70％～100％，氣溫處于-5℃到0.5℃之間，風(fēng)速為5.8m/s～13.7m/s時，輸電線路上極易形成覆冰)。因此，輸電線路所處環(huán)境的氣象信息是判斷其是否發(fā)生舞動現(xiàn)象的重要依據(jù)。本實(shí)用新型可利用微氣象監(jiān)測儀實(shí)時采集輸電線路附近的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等氣象信息，并通過監(jiān)測中心設(shè)備5顯示和/或輸出這些氣象信息，以便工作人員或外部設(shè)備來判斷氣象環(huán)境是否會導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)舞動現(xiàn)象。

可選地，本實(shí)用新型提供的輸電線路舞動在線監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)還可以包括蜂鳴器和/或聲光報警器，當(dāng)判斷輸電線路所處的環(huán)境會導(dǎo)致其發(fā)生舞動現(xiàn)象時，通過觸發(fā)蜂鳴器和/或聲光報警器來通知相關(guān)維護(hù)人員及時采取防御措施，防止舞動事故的發(fā)生，或者，當(dāng)判斷輸電線路的舞動程度劇烈時，通過觸發(fā)蜂鳴器和/或聲光報警器來提醒相關(guān)的工作人員及時動態(tài)調(diào)整相關(guān)輸電線路的輸電容量，提高線路的使用效率。

具體實(shí)施時，也可以由監(jiān)測中心設(shè)備5發(fā)出聲、光或顯示文字等信息來通知相關(guān)的工作人員或維護(hù)人員。

利用該輸電線路舞動在線監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)，本實(shí)用新型具有如下有益效果：

(1)采用地線感應(yīng)電源為桿塔上的微氣象監(jiān)測裝置、攝像裝置和監(jiān)測基站供電，解決了傳統(tǒng)太陽能供電方式充電功率不穩(wěn)定、帶負(fù)載能力有限、受外界因素影響大、維護(hù)成本高的難題；

(2)采集輸電線路的影像信息，以便通過對比輸電線路的舞動軌跡和影像信息確定真實(shí)的舞動情況，可避免因?yàn)槲鑴颖O(jiān)測儀本身故障帶來的誤判情況，監(jiān)測結(jié)果更加可靠；

(3)當(dāng)判斷輸電線路所處的環(huán)境會導(dǎo)致其發(fā)生舞動現(xiàn)象時，通過觸發(fā)蜂鳴器和/或聲光報警器來通知相關(guān)維護(hù)人員及時采取防御措施，防止舞動事故的發(fā)生，或者，當(dāng)判斷輸電線路的舞動程度劇烈時，通過觸發(fā)蜂鳴器和/或聲光報警器來提醒相關(guān)的工作人員及時動態(tài)調(diào)整相關(guān)輸電線路的輸電容量，提高線路的使用效率；

(4)可實(shí)現(xiàn)全全天候24小時自動監(jiān)測，無需工作人員現(xiàn)場檢測，降低了工作強(qiáng)度、操作復(fù)雜程度和危險程度，節(jié)約了人工成本；

(5)實(shí)時采集輸電線路的舞動數(shù)據(jù)和所處環(huán)境的氣象信息，為分析舞動現(xiàn)象發(fā)生的原因、積累防御舞動經(jīng)驗(yàn)、提高動態(tài)調(diào)整線路負(fù)荷等提供可靠的數(shù)據(jù)。

以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、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)。