一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了提供一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置及方法，包括数据采集前置单元、相间间隔棒装置、通讯转换单元和工控机；数据采集前置单元包括第一拉力传感器、第二拉力传感器和控制模块，第一拉力传感器与输电线路A相‑B相的相间间隔棒连接，第二拉力传感器与输电线路B相‑C相的相间间隔棒连接，控制模块分别连接所述第一拉力传感器和第二拉力传感器，将所述信号经无线通讯方式发送至通讯转换单元；所述通讯转换单元将接收到的数据经通讯电缆传输至工控机。本发明专利技术及时获取相间间隔棒的受力情况，便于电力工作人员根据相间间隔棒舞动受力情况，改善相间间隔棒的设计和布局，提高其可靠性和有效性，最终提高相间间隔棒的防舞效果。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置及方法
本专利技术涉及特高压电网
，尤其是涉及一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置及方法。
技术介绍
输电线路舞动是不均匀覆冰导线在风激励下产生的一种低频率（0.1～5Hz）、大振幅（导线直径的20～300倍）的自激振动。高压输电线路舞动能量大，持续时间长，易造成线路闪络、跳闸、杆塔螺栓松动、脱落，严重时会发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，甚至倒塔，导致重大电网事故。作为一种有效的舞动抑制手段，相间间隔棒被大规模引入。现场的相间间隔棒悬挂于两相导线间，两端固定在导线的间隔棒上。多年的经验表明，虽然相间间隔棒在舞动治理方面发挥了显著的作用，但是其依然存在诸多问题有待改进。目前输电线路拉力监测装置，主要针对输电线路覆冰监测，安装位置在铁塔塔材上，主要监测连接铁塔的绝缘子拉力信号，这种装置与输电线路无任何连接，不参与输电线路的舞动。CN104933403的专利技术专利公开了一种基于间隔棒识别的导线舞动的监测方法，以输电线路视频流中截取的数字图像为研究对象，通过图像灰度化、平滑去噪等方法对图像进行预处理。对预处理之后的图像进行阈值分割，边缘检测，轮廓跟踪与补偿，提取导线间隔棒的轮廓，根据舞动前后间隔棒模板轮廓匹配差异形状，来计算舞动扭转角。舞动扭转角度出现异常时，能够及时将预警信息发送给安全检查人员，使其对线路运行状况予以关注同时采取相应处理措施。该方法采用图像处理的方法根据根据舞动前后间隔棒模板轮廓匹配差异形状进行导线舞动监测，可实现导线舞动扭转角的检测，但是该方法在特殊天气情况下，例如雾霾、雨、雪等天气，截取的数字图像画面质量难以保证，难以实现导线舞动的准确监测。而且，该方法仅能监测导线舞动，无法监测相间间隔棒在舞动过程中所承受的拉力、压力等力学特性。因此，亟需一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测的装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置及方法，用以实时监测相间间隔棒的舞动拉力。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置，其中，包括数据采集前置单元、相间间隔棒装置、通讯转换单元和工控机；所述数据采集前置单元包括第一拉力传感器、第二拉力传感器和控制模块，所述第一拉力传感器与输电线路A相-B相的相间间隔棒连接，用于检测A相-B相的相间间隔棒的舞动拉力信号，所述第二拉力传感器与输电线路B相-C相的相间间隔棒连接，用于检测B相-C相的相间间隔棒的舞动拉力信号，所述控制模块分别连接所述第一拉力传感器和第二拉力传感器，用于接收第一拉力传感器和第二拉力传感器检测到的信号，并将所述信号经无线通讯方式发送至通讯转换单元；所述通讯转换单元将接收到的数据经通讯电缆传输至工控机；所述工控机用于处理数据得到实时舞动拉力信号曲线，并予以显示和存储。优选的，所述数据采集前置单元设置在输电线路B相的间隔棒上。优选的，所述第一拉力传感器和第二拉力传感器上均设置有用于减少相间间隔棒对与其连接的拉力传感器撞击的防撞护套。优选的，所述控制模块包括防护盒，所述防护盒内设置有无线通讯模块、锂电池、ARM控制模块和数模转换模块；所述无线通讯模块、数模转换模块均与所述ARM控制模块连接，锂电池为ARM控制模块供电。优选的，所述防护盒上设置有航空插头，所述航空插头经信号电缆与所述数模转换模块连接。优选的，所述通讯转换单元设置在被测相间间隔棒所在的档距杆塔的铁塔塔顶。优选的，所述工控机设置在铁塔下侧；所述工控机外置环境防护箱。一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测方法，包括如下步骤：通过A相-B相之间的相间间隔棒上设置的第一拉力传感器，获取A相-B相之间的相间间隔棒的舞动拉力，通过B相-C相之间的相间间隔棒上设置的第二拉力传感器，获取B相-C相之间的相间间隔棒的舞动拉力；所有获取的舞动拉力信号进入设置在铁塔上的通讯转换单元，并通过通讯电缆传递给工控机；工控机在获取舞动拉力原始信号后，进行实时显示、处理，生成拉力信号曲线，并将获取的拉力原始信号存储，工控机根据处理结果进行信号反馈，向数据采集前置单元发送命令，改变其采样率。一种输电线路相间间隔棒装置，包括相互嵌套的间隔棒外框板和间隔棒内框板；所述间隔棒内框板上设置有安装连板，所述安装连板用于安装如上任一项所述的控制模块；所述间隔棒外框板上用于连接相间间隔棒、如上任一项所述的第一拉力传感器和第二拉力传感器以及连接所述控制模块和各拉力传感器的信号电缆。本专利技术的有益效果是：本专利技术为了提高相间间隔棒的防舞动效果和自身的机械强度，避免相间间隔棒在使用过程中出现受损断裂而失效，提供了一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置及方法，通过在输电线路的A相-B相之间、B相-C相之间分别设置相间间隔棒，并在相间间隔棒上安装拉力传感器，实时监测输电线路舞动时相间间隔棒上的受力情况，通过监测舞动过程中相间间隔棒所承受的拉力、压力等力学特性，为判断改善相间间隔棒的设计和布局，提高其可靠性和有效性提供数据支持。本专利技术的输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置能够实时监测相间间隔棒的舞动拉力、输电线路舞动状态，可以及时获取相间间隔棒的受力情况，便于电力工作人员根据相间间隔棒舞动受力情况，改善相间间隔棒的设计和布局，提高其可靠性和有效性，最终提高相间间隔棒的防舞效果。本专利技术具有以下特点：可靠性高，可长期工作在户外，耐受雨雪、(-20~50℃)、高湿(~95%RH)、振动等典型覆冰舞动自然环境；结构简单，采用最小化设计，减少非必要配件，采用仅电池供电以及现场快速更换电池模式，减少了在线路上安装设备的数量和重量，提升了系统整体的可靠性和后期维护难度；通讯速率高，抗干扰能力强，传输距离远，实时性强，特定帧结构便于数据处理和故障判断；功能完善，高精度，重量轻，功耗低，满足相间间隔棒舞动拉力监测需要。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明图1为本专利技术输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置的原理框图。图2为本专利技术输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置的现场布置示意图。图3为本专利技术输电线路相间间隔棒装置的结构及安装示意图。图4为本专利技术数据采集前置单元中控制模块的原理框图。图5为本专利技术输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。如图1所示，一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置包括数据采集前置单元、相间间隔棒装置、通讯转换单元和工控机。数据采集前置单元包括拉力传感器1、拉力传感器2和控制模块，拉力传感器1与输电线路A相-B相的相间间隔棒连接，用于检测A相-B相的相间间隔棒的舞动拉力信号，拉力传感器2与输电线路B相-C相的相间间隔棒连接，用于检测B相-C相的相间间隔棒的舞动拉力信号，控制模块分别连接拉力传感器1和拉力传感器2，用于接收拉力传感器1和拉力传感器2检测到的信号，并将接收到的信号经无线通讯方式发送至通讯转换单元；通讯转换单元将接收到的数据经通讯电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置，其特征在于：包括数据采集前置单元、通讯转换单元和工控机；所述数据采集前置单元包括第一拉力传感器、第二拉力传感器和控制模块，所述第一拉力传感器与输电线路A相‑B相的相间间隔棒连接，用于检测A相‑B相的相间间隔棒的舞动拉力信号，所述第二拉力传感器与输电线路B相‑C相的相间间隔棒连接，用于检测B相‑C相的相间间隔棒的舞动拉力信号，所述控制模块分别连接所述第一拉力传感器和第二拉力传感器，用于接收第一拉力传感器和第二拉力传感器检测到的信号，并将所述信号经无线通讯方式发送至通讯转换单元；所述通讯转换单元将接收到的数据经通讯电缆传输至工控机；所述工控机用于处理数据得到实时舞动拉力信号曲线，并予以显示和存储。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置，其特征在于：包括数据采集前置单元、通讯转换单元和工控机；所述数据采集前置单元包括第一拉力传感器、第二拉力传感器和控制模块，所述第一拉力传感器与输电线路A相-B相的相间间隔棒连接，用于检测A相-B相的相间间隔棒的舞动拉力信号，所述第二拉力传感器与输电线路B相-C相的相间间隔棒连接，用于检测B相-C相的相间间隔棒的舞动拉力信号，所述控制模块分别连接所述第一拉力传感器和第二拉力传感器，用于接收第一拉力传感器和第二拉力传感器检测到的信号，并将所述信号经无线通讯方式发送至通讯转换单元；所述通讯转换单元将接收到的数据经通讯电缆传输至工控机；所述工控机用于处理数据得到实时舞动拉力信号曲线，并予以显示和存储。2.根据权利要求1所述的一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置，其特征在于：所述数据采集前置单元设置在输电线路B相的间隔棒上。3.根据权利要求1或2所述的一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置，其特征在于：所述第一拉力传感器和第二拉力传感器上均设置有用于减少相间间隔棒对与其连接的拉力传感器撞击的防撞护套。4.根据权利要求1所述的一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置，其特征在于：所述控制模块包括无线通讯模块、锂电池、ARM控制模块和数模转换模块；所述无线通讯模块、数模转换模块均与所述ARM控制模块连接，所述锂电池为ARM控制模块供电。5.根据权利要求5所述的一种输电线路相间间隔棒舞动拉力实时监测装置，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，魏建林，宋高丽，杨威，李梦莉，谢凯，任鹏亮，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41