一种输电线路在线监测电路及智能绝缘子吊环制造技术

本发明专利技术提出了一种输电线路在线监测电路及智能绝缘子吊环。在线监测电路集成了闪络监测、微气象监测、泄漏电流监测、以及输电线路覆冰监测功能。同时，将监测电路与绝缘子吊环结合，通过在吊环内部嵌入应变传感器、泄漏电流传感器、闪络传感器、泄漏电流窃取供电模块、北斗/GPS定位模块和无线信号传输模块等，使绝缘子吊环成为具有在线监测功能的智能绝缘子吊环，实现一种具有导线重量在线监测、综合泄漏电流在线监测、闪络计数和定位功能的智能吊环，可大幅提升输电线路状态监测的有效性和实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路在线监测电路及智能绝缘子吊环
本专利技术涉及输电设备状态在线监测
，特别涉及一种输电线路在线监测电路。另外，本专利技术还涉及承载有该在线监测电路的智能绝缘子吊环。
技术介绍
最近几年，随着电力系统状态检修工作的开展和智能电网的建设，输电线路在线监测技术得到迅速发展，国家电网公司、南方电网公司均增加了对输电线路覆冰、舞动的研究投入，2010年国家智能电网规划总报告中提出加大对输电线路状态监测装置及其系统的研制开发，全面建成覆盖全网范围的总部和各网省公司输电设备状态监测系统，利用先进的测量、信息、通信和控制等技术，以线路运行环境和运行状态参数的集中在线监测为基础，实现对特高压线路、跨区电网、大跨越、灾害多发区的环境参数（温度、湿度、风速、风向、雨量、气压、图像等）和运行状态参数（污秽、风偏、振动、舞动等）进行集中实时监测，开展状态评估，实现灾害的预警。目前在线监测产品的安装数量达到了上万套的规模，但各厂家产品质量参差不起，总起来说有以下问题：1）产品可靠性差，据南方电网2011年5月对2008年至2010年底安装的产品进行统计，产品在线运行率不足40%；2）产品功能实用化成度不高，如通过测量导线及金具在覆冰状况下的拉力来分析导线的覆冰状况，由于各厂家覆冰计算模型不统一，造成计算误差过大，产生误报警等现象；3）设备体积、重量过大，造成现场安装、维护困难，设备重量普遍达到50㎏以上，甚至有的覆冰监测整套装置总重量达1吨多。4）在环境监测、覆冰判断上存在误判，准确率不高、灵敏度不高。5）在有限重量和体积内无法实现集成环境监测及污闪/雷闪、覆冰拉力监测多种监测功能。6）现有监测装置均为独立设备，需要另外独立安装于输电线路上，额外增加输电线路上的装配零部件。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷和不足，本专利技术提供一种输电线路在线监测电路，提供了对输电线路的环境情况、污闪/雷闪、覆冰拉力、及泄漏电流的集成在线监测。中央处理器MCU根据分析评判规则对接收的检测信号进行分析判断，并向智能电网控制站（基站）发出状态监测信号。为智能电网的智能控制提供可供参考的信息。另外，本专利技术还提供一种智能绝缘子吊环，吊环壳体承载上述的在线监测电路，使该在线监测电路与绝缘子吊环形成一体，无需独立的监测设备，不用单独设置并安装于输电线路上。无线传感器和金具有机结合，采用机电一体化设计，形成智能绝缘子吊环，通过绝缘子吊环的安装即可实现在线监测。本专利技术提供的一种输电线路在线监测电路，包括：污闪雷闪检测电路，检测输电线路的污闪、及雷闪情况并输出污闪雷闪检测信号；泄漏电流检测电路，检测输电线路上绝缘子的体泄漏电流、表面污秽泄漏电流并输出泄漏电流检测信号；微气象检测电路，检测输电线路环境气象信息并输出微气象检测信号，所述微气象检测信号包括温度信息和湿度信息；覆冰拉力检测电路，检测输电线路覆冰拉力并输出拉力检测信号；信号处理电路，用于接收上述检测信号并对检测信号进行分析判断并输出运行状态监测信号；无线信号收发电路，用于所述信号处理电路与智能电网控制站之间的无线信息通讯；无线导航定位电路，为所述信号处理电路提供地理位置信息；为上述各电路工作提供电源的供电电路；所述信号处理电路根据接收的污闪雷闪检测信号，当通过无线信号收发电路接收到外部雨量传感器传输的雨量信号时，则判定为雷闪，当接收的微气象检测信号中湿度为80%至95%之间时，则判定为污闪并由所述无线信号收发电路输出所述运行状态监测信号；所述信号处理电路根据接收的拉力检测信号，当拉力检测信号大于所设定的覆冰阈值，同时所接收的微气象检测信号中的温度小于4度时，则判定为输电线路覆冰并由所述无线信号收发电路输出所述运行状态监测信号；所述信号处理电路根据接收的所述泄漏电流检测信号由所述无线信号收发电路输出所述运行状态监测信号。优选的：所述污闪雷闪检测电路包括霍尔闪络传感器，所述微气象检测电路包括微气象信息传感器，所述泄漏电流检测电路包括泄漏电流传感器，所述信号处理电路包括中央处理器（MCU），所述覆冰拉力检测电路包括应变片和放大器电路。优选的：当有闪络发生时，霍尔闪络传感器产生污闪雷闪检测信号并输入至所述中央处理器（MCU）的第a2端口（GPIO端口），微气象信息传感器检测输电线路所处环境的温度和湿度信息并输入至所述中央处理器（MCU）的第a1端口，所述泄漏电流传感器检测绝缘子的体泄漏电流、表面污秽泄漏电流，当泄漏电流流过所述泄漏电流传感器时，所述泄漏电流传感器输出泄漏电流检测信号至中央处理器（MCU）的第a4端口（GPIO端口）。优选的：所述应变片的数量为4个，所述第一应变片与第二应变片串联，第三应变片与第四应变片串联，两组串联的应变片之间相互并联，两组串联的应变片的一端共同接入中央处理器（MCU）的第a7端口并与供电电路连接、另一端与中央处理器（MCU）的第a8端口一同接地，所述第一组串联的应变片接入放大器的正极，所述第二组串联的应变片接入放大器的负极，当应变片受拉力产生形变，应变片电阻变化导致流经的电流变化，放大器将电流转化为电平信号输入至中央处理器（MCU）的第a3端口，电平信号即为所述的拉力检测信号。优选的：所述无线信号收发电路包括无线信号传输模块（RF），所述无线信号传输模块与所述中央处理器（MCU）的第a5端口连接，为中央处理器（MCU）与智能电网控制站之间提供无线信号传输。优选的：所述无线导航定位电路包括北斗/GPS双模导航定位模块（BD/GPS），所述北斗/GPS双模导航定位模块（BD/GPS）与中央处理器（MCU）的第a6端口连接，为中央处理器（MCU）提供输电导线的地理位置信息。优选的：所述供电电路包括从输电线路中获取电能的取能线圈、与所述取能线圈连接的电源管理电路、与所述电源管理电路连接的充电电池，所述电源管理电路向各电路提供工作电源。优选的：所述电源管理电路包括整流电路、充电管理电路、和稳压电路，所述取能线圈与所述整流电路连接对电流进行整流处理，所述充电管理电路与所述充电电池连接对其进行充电管理，所述稳压电路将充电电池输出的电源进行稳压处理后输出至各电路。本专利技术提供的一种智能绝缘子吊环，包括吊环壳体，所述吊环壳体上设有用于与绝缘子连接的第一连接部和与所述输电线路连接的第二连接部，所述吊环壳体承载有上述任一所述的输电线路运行状态在线监测电路。本专利技术提供的一种智能绝缘子吊环，包括吊环壳体，所述吊环壳体上设有用于与绝缘子连接的第一连接部和与输电线路连接的第二连接部，所述吊环壳体承载有上述任一所述的输电线路运行状态在线监测电路，所述吊环壳体的上下两端开有缺口，在所述上下两端缺口之间的壳体内开有空腔，所述的4个应变片分别对应的贴于所述空腔内壁的上下左右四个测点上。采用本专利技术提供的一种输电线路在线监测电路带来的有益效果为：（1）在线监测电路集成了污闪雷闪在线监测判断、覆冰拉力在线监测判断、体泄漏电流在线监测及定位功能。基本实现对输电线路主要环境及运行时的主要状态参数的在线监测及分析判断，及时将输电线路的运行状态情况进行分析并上传给智能电网控制站。（2）覆冰拉力检测电路中，应变片的数量为4个，每2个彼此串联形成一组，两组之间并联，构成桥式电路结构。在进行覆冰拉力检测时，对于输电线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路在线监测电路，其特征在于，包括：污闪雷闪检测电路，检测输电线路的污闪、及雷闪情况并输出污闪雷闪检测信号；泄漏电流检测电路，检测输电线路上绝缘子的体泄漏电流、表面污秽泄漏电流并输出泄漏电流检测信号；微气象检测电路，检测输电线路环境气象信息并输出微气象检测信号，所述微气象检测信号包括温度信息和湿度信息；覆冰拉力检测电路，检测输电线路覆冰拉力并输出拉力检测信号；信号处理电路，用于接收上述检测信号并对检测信号进行分析判断并输出运行状态监测信号；无线信号收发电路，用于所述信号处理电路与智能电网控制站之间的无线信息通讯；无线导航定位电路，为所述信号处理电路提供地理位置信息；为上述各电路工作提供电源的供电电路；所述信号处理电路根据接收的污闪雷闪检测信号，当通过无线信号收发电路接收到外部雨量传感器传输的雨量信号时，则判定为雷闪，当接收的微气象检测信号中湿度为80%至95%之间时，则判定为污闪并由所述无线信号收发电路输出所述运行状态监测信号；所述信号处理电路根据接收的拉力检测信号，当拉力检测信号大于所设定的覆冰阈值，同时所接收的微气象检测信号中的温度小于4度时，则判定为输电线路覆冰并由所述无线信号收发电路输出所述运行状态监测信号；所述信号处理电路根据接收的所述泄漏电流检测信号由所述无线信号收发电路输出所述运行状态监测信号。...

【技术特征摘要】
1.一种输电线路在线监测电路，其特征在于，包括：污闪雷闪检测电路，检测输电线路的污闪及雷闪情况并输出污闪雷闪检测信号；泄漏电流检测电路，检测输电线路上绝缘子的体泄漏电流及表面污秽泄漏电流并输出泄漏电流检测信号；微气象检测电路，检测输电线路环境气象信息并输出微气象检测信号，所述微气象检测信号包括温度信息和湿度信息；覆冰拉力检测电路，检测输电线路覆冰拉力并输出拉力检测信号；信号处理电路，用于接收上述检测信号并对检测信号进行分析判断并输出运行状态监测信号；无线信号收发电路，用于所述信号处理电路与智能电网控制站之间的无线信息通讯；无线导航定位电路，为所述信号处理电路提供地理位置信息；为上述各电路工作提供电源的供电电路；所述信号处理电路根据接收的污闪雷闪检测信号，当通过无线信号收发电路接收到外部雨量传感器传输的雨量信号时，则判定为雷闪，当接收的微气象检测信号中湿度为80％至95％之间时，则判定为污闪并由所述无线信号收发电路输出所述运行状态监测信号；所述信号处理电路根据接收的拉力检测信号，当拉力检测信号大于所设定的覆冰阈值，同时所接收的微气象检测信号中的温度小于4度时，则判定为输电线路覆冰并由所述无线信号收发电路输出所述运行状态监测信号；所述信号处理电路根据接收的所述泄漏电流检测信号由所述无线信号收发电路输出所述运行状态监测信号。2.根据权利要求1所述的在线监测电路，其特征在于：所述污闪雷闪检测电路包括霍尔闪络传感器，所述微气象检测电路包括微气象信息传感器，所述泄漏电流检测电路包括泄漏电流传感器，所述信号处理电路包括中央处理器，所述覆冰拉力检测电路包括应变片和放大器电路。3.根据权利要求2所述的在线监测电路，其特征在于：当有闪络发生时，霍尔闪络传感器产生污闪雷闪检测信号并输入至所述中央处理器的第a2端口，微气象信息传感器检测输电线路所处环境的温度和湿度信息并输入至所述中央处理器的第a1端口，所述泄漏电流传感器检测绝缘子的体泄漏电流、表面污秽泄漏电流，当泄漏电流流过所述泄漏电流传感器时，所述泄漏电流传感器输出泄漏电流检测信号至中央处理器的第a4端口。4.根据权利要求3所述的在线监测电路，其特征在于：所述应变片...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥珍，欧清海，甄岩，王峥，王奔，冯志刚，
申请(专利权)人：国家电网公司，南京南瑞集团公司，
类型：发明
国别省市：北京;11