本發(fā)明屬于電力測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輸電線路架空導(dǎo)線弧垂測量裝置及其測量方法。

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背景技術(shù)：
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架空導(dǎo)線弧垂是輸電線路設(shè)計(jì)及運(yùn)行維護(hù)中的重要參數(shù)之一，弧垂的大小直接影響到輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行?；〈惯^小，導(dǎo)線本身、金具、絕緣子等的機(jī)械負(fù)荷增大，振動(dòng)現(xiàn)象加劇，導(dǎo)致導(dǎo)線斷股或斷裂，安全系數(shù)減??；弧垂過大，導(dǎo)致對(duì)跨越物的安全距離不夠，而且由于架空線的風(fēng)擺、舞動(dòng)和跳躍易造成線路停電事故。導(dǎo)線架設(shè)完畢后，由于導(dǎo)線初伸長和氣溫的影響，再加上各類附件(防振錘、間隔棒等)的安裝，都給導(dǎo)線弧垂的變化帶來了不確定性，雖然已經(jīng)進(jìn)行了補(bǔ)償，但對(duì)線路的安全運(yùn)行仍可能造成較大的安全隱患，特別是大跨越、大弧垂等特殊檔的弧垂變化對(duì)線路的安全運(yùn)行是至關(guān)重要的，因此，竣工驗(yàn)收和線路檢修時(shí)必須對(duì)導(dǎo)線的實(shí)際弧垂進(jìn)行測量。

傳統(tǒng)測量弧垂的檔端角度法、檔內(nèi)角度法、檔外角度法操作復(fù)雜，弧垂板的綁扎位置因氣溫或因觀測人員的變化而變化，經(jīng)緯儀的觀測位置選擇、觀測距離、相切點(diǎn)的選擇需依靠人員經(jīng)驗(yàn)判斷，造成目前觀測手段不方便、不精確、周期長、操作復(fù)雜，人為因素對(duì)弧垂的精度影響較大的缺點(diǎn)。

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技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明旨在提供一種測量方便、精度高、操作簡潔的輸電線路架空導(dǎo)線弧垂測量裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種輸電線路架空導(dǎo)線弧垂測量裝置，包括至少兩個(gè)懸掛于輸電線路上實(shí)時(shí)監(jiān)測輸電線路坐標(biāo)和導(dǎo)線傾角的傳感器，以及接收傳感器數(shù)據(jù)信息從而計(jì)算輸電線路弧垂的手持機(jī)，所述傳感器與手持機(jī)無線通訊連接，所述傳感器包括懸掛于輸電線上至少兩個(gè)的鉤爪部，以及與鉤爪部裝配對(duì)鉤爪部起穩(wěn)固作用的支撐部和手柄部；在所述支撐部的底端安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)測輸電線路坐標(biāo)和導(dǎo)線傾角的底座。

進(jìn)一步的，在所述底座內(nèi)安裝有控制模塊、電源模塊、無線通訊模塊、GPS模塊以及角度傳感器；所述控制模塊分別與電源模塊、無線通訊模塊、GPS模塊以及角度傳感器電連接，在所述底座上設(shè)置有便于發(fā)射信號(hào)的無線發(fā)射口。

進(jìn)一步的，所述鉤爪部由第一組件、第二組件以及第三組件依次連接構(gòu)成，整體呈“弓”形。

進(jìn)一步的，在所述第一組件與第二組件的交接處設(shè)置有手柄安裝槽，所述手柄部通過手柄安裝槽與鉤爪部連接；在所述第三組件的末端設(shè)置有支撐安裝槽，所述支撐部通過支撐安裝槽與鉤爪部連接。

進(jìn)一步的，在所述第一組件和第二組件靠近輸電線路一側(cè)的中部設(shè)置有滾軸槽，在所述滾軸槽上安裝有能沿輸電線路滾動(dòng)的滾動(dòng)軸。

進(jìn)一步的，在支撐部靠近輸電線路的一側(cè)安裝有對(duì)輸電線路起穩(wěn)固作用的定位架，所述定位架呈三角形。

進(jìn)一步的，在所述手持機(jī)內(nèi)安裝有主控模塊、電源模塊、無線通訊模塊、復(fù)位模塊以及數(shù)據(jù)上傳模塊；所述主控模塊分別與電源模塊、無線通訊模塊、復(fù)位模塊以及數(shù)據(jù)上傳模塊連接；所述手持機(jī)通過無線通訊模塊與所述傳感器無線通訊練級(jí)。

進(jìn)一步的，在所述手柄部與鉤爪部的連接處還安裝有防止傳感器在輸電線路位移的萬向桿。

本發(fā)明的第二發(fā)明目的在于提供一輸電線路架空導(dǎo)線弧垂測量方法，包括步驟：

1)把傳感器懸掛在需要測量弧垂的輸電線路的兩端；

2)手持機(jī)通過USB接口連接無線通訊模塊并下發(fā)測量指令給傳感器；

3)傳感器通過GPS模塊、角度傳感器測量出輸電線路兩端的坐標(biāo)值和導(dǎo)線傾角，通過無線通訊模塊將測量數(shù)據(jù)上傳給手持機(jī)；

4)手持機(jī)通過傳感器所給的數(shù)據(jù)通過主控模塊計(jì)算出輸電線路兩端的高度差、檔距以及觀測角度，根據(jù)公式得出弧垂。

5)手持機(jī)通過數(shù)據(jù)上傳模塊對(duì)測量數(shù)據(jù)上傳。

進(jìn)一步的，當(dāng)弧垂隨輸電導(dǎo)線的收放發(fā)生變化時(shí)，手持機(jī)通過復(fù)位模塊和無線通訊模塊給傳感器下發(fā)重新測量指令。

本發(fā)明通過把電子技術(shù)、無線通信技術(shù)、信息技術(shù)融合，只需簡單的操作就能夠精確的、即時(shí)數(shù)字化監(jiān)測弧垂，告別了依靠經(jīng)驗(yàn)的估算，填補(bǔ)了電力實(shí)時(shí)監(jiān)測領(lǐng)域的空白，極大方便線路弧垂的測量，使得輸電電線變得更加安全可靠；本發(fā)明的應(yīng)用，可將事故率減少85％，施工和檢修費(fèi)用可降低15％-20％。

〖附圖說明〗

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是傳感器懸掛于輸電線路上的工作示意圖；

圖3是傳感器中鉤爪部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是測量裝置的模塊框圖。

〖具體實(shí)施方式〗

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

如圖1所示，一種輸電線路架空導(dǎo)線弧垂測量裝置，包括兩個(gè)懸掛于輸電線路上實(shí)時(shí)監(jiān)測輸電線路坐標(biāo)和導(dǎo)線傾角的傳感器，以及接收傳感器數(shù)據(jù)信息從而計(jì)算輸電線路弧垂的手持機(jī)，所述傳感器與手持機(jī)無線通訊連接，所述傳感器包括懸掛于輸電線上的兩個(gè)鉤爪部1，以及與鉤爪部裝配對(duì)鉤爪部起穩(wěn)固作用的支撐部3和手柄部2；在所述支撐部3的底端安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)測輸電線路坐標(biāo)和導(dǎo)線傾角的底座4。

當(dāng)然，傳感器和鉤爪部1的個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，可以是二個(gè)、三個(gè)或四個(gè)及以上。

結(jié)合圖1、圖3所示，為了使傳感器便于懸掛在輸電線路上，所述鉤爪部由第一組件1a、第二組件1b以及第三組件1c依次連接構(gòu)成，整體呈“弓”形。

為了使兩個(gè)鉤爪部1能夠穩(wěn)固的懸掛于輸電線路上，在所述第一組件1a與第二組件1b的交接處設(shè)置有手柄安裝槽2a，所述手柄部2通過手柄安裝槽2a與鉤爪部1連接；在所述第三組件1c的末端設(shè)置有支撐安裝槽3a，所述支撐部3通過支撐安裝槽3a與鉤爪部1連接。此時(shí)構(gòu)成穩(wěn)固的框架結(jié)構(gòu)。

結(jié)合圖2、圖3所示，為了定位、穩(wěn)固輸電線路6，在支撐部3靠近輸電線路6的一側(cè)安裝有定位架3b，所述定位架3b呈三角形。當(dāng)傳感器懸掛于輸電線路6時(shí)，即使受到風(fēng)力的影響處于擺動(dòng)中，由于受到定位架3b的定位和穩(wěn)固的作用，使得鉤爪部1不易從輸電線路6中脫出。

結(jié)合圖1、圖2、圖3所示，考慮到輸電線路6的弧垂需要經(jīng)過多次的測量以及對(duì)輸電線路6的收放才能完成。傳統(tǒng)的測量方法當(dāng)?shù)谝粶y量后需要拆除傳感器對(duì)輸電線路進(jìn)行收放(防止傳感器隨輸電線路的收放而位移)，然后再重新安裝傳感器進(jìn)行測量最后使輸電線路達(dá)到安全的弧垂程度，這種操作步驟復(fù)雜，花費(fèi)大量的時(shí)間。

針對(duì)操作步驟復(fù)雜的問題，在鉤爪部1中的第一組件1a和第二組件1b靠近輸電線路6一側(cè)的中部設(shè)置有滾軸槽101，在所述滾軸槽101上安裝有能沿輸電線路6滾動(dòng)的滾動(dòng)軸102。

同時(shí)，在所述手柄部2與鉤爪部1的連接處還安裝有防止傳感器在輸電線路位移的萬向桿5。傳感器通過萬向桿一端的連接頭固定電塔上，當(dāng)需要改變輸電線路的弧垂對(duì)輸電線路進(jìn)行收放時(shí)，可以直接對(duì)輸電線路進(jìn)行收放。此時(shí)，傳感器通過轉(zhuǎn)軸和萬向桿的作用固定于空中的某一位置，不隨輸電線路的收放而產(chǎn)生位移，減少了操作工序以及多次操作失誤的可能。

結(jié)合圖1、圖4所示，本方案是通過電子技術(shù)、無線通信技術(shù)、信息技術(shù)融合，在傳感器的底座4內(nèi)安裝有控制模塊、電源模塊、無線通訊模塊、GPS模塊以及角度傳感器；所述控制模塊分別與電源模塊、無線通訊模塊、GPS模塊以及角度傳感器電連接，在所述底座4上設(shè)置有便于發(fā)射信號(hào)的無線發(fā)射口4a。(圖中個(gè)模塊的連接關(guān)系未顯示)

所述電源模塊為各模塊供電；GPS模塊測量傳感器所處位置的坐標(biāo)信息；角度傳感器測量輸電線路的導(dǎo)線傾角；控制模塊通過無線通訊模塊將所測數(shù)據(jù)發(fā)給手持機(jī)。(圖中個(gè)模塊的連接關(guān)系未顯示)

在所述手持機(jī)內(nèi)安裝有主控模塊、電源模塊、無線通訊模塊、復(fù)位模塊以及數(shù)據(jù)上傳模塊；所述主控模塊分別與電源模塊、無線通訊模塊、復(fù)位模塊以及數(shù)據(jù)上傳模塊連接；所述手持機(jī)通過USB接口連接無線通訊模塊，然后通過無線通訊模塊與所述傳感器無線通訊連接。

電源模塊為各模塊供電，主控模塊通過無線模塊接收傳感器的數(shù)據(jù)信息，從而計(jì)算出輸電線路的弧垂；數(shù)據(jù)上傳模塊能夠?qū)鞲衅鲾?shù)據(jù)和弧垂發(fā)送至終端；主控模塊通過復(fù)位模塊和無線通訊模塊給傳感器下發(fā)重新測量指令。(圖中個(gè)模塊的連接關(guān)系未顯示)

其工作原理如下：

一輸電線路架空導(dǎo)線弧垂測量方法，包括步驟：

1)把傳感器懸掛在需要測量弧垂的輸電線路的兩端；

2)手持機(jī)通過無線通訊模塊下發(fā)測量指令給傳感器；

3)傳感器通過GPS模塊、角度傳感器測量出輸電線路兩端的坐標(biāo)值和導(dǎo)線傾角，通過無線通訊模塊將測量數(shù)據(jù)上傳給手持機(jī)；

4)手持機(jī)通過傳感器所給的數(shù)據(jù)通過主控模塊計(jì)算出輸電線路兩端的高度差、檔距以及觀測角度，根據(jù)公式得出弧垂。

其中，f—弧垂，l—檔距，h—高差，θ—測量角度，a—懸掛點(diǎn)垂直距離，±—近懸點(diǎn)較遠(yuǎn)懸點(diǎn)為低時(shí)，取“+”，反之取“-”。

5)手持機(jī)通過數(shù)據(jù)上傳模塊對(duì)測量數(shù)據(jù)上傳。

進(jìn)一步的，當(dāng)弧垂隨輸電導(dǎo)線的收放發(fā)生變化時(shí)，手持機(jī)通過復(fù)位模塊和無線通訊模塊箱傳感器下發(fā)重新測量指令。

以上實(shí)施例僅為充分公開而非限制本發(fā)明，凡基于本發(fā)明的創(chuàng)作主旨、未經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等效技術(shù)特征的替換，應(yīng)當(dāng)視為本申請(qǐng)揭露的范圍。