一种面向输电线路的自供能振动监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向输电线路的自供能振动监测系统，包括：自供能模块、测量模块和数据处理传输模块，测量模块的输出端与数据处理传输模块的输入端相连接，自供能模块用于为量模块和数据处理传输模块供电；其中，自供能模块包括依次连接的振动能量采集器、整流电路和电能储存设备；测量模块包括传感器以及传感器的信号处理电路，数据处理传输模块包括MCU控制器和发射器；传感器的输入端用于采集输电线路的振动信号，传感器的输出端与MCU控制器的输入端相连接，MCU控制器的输出端与发射器的输入端相连接，发射器的输出端用于输出接收的信号。本发明专利技术从输电线路振动中收集能量为传感器供电，可使传感器件能长期运行，确保输电线路的安全运行。路的安全运行。路的安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种面向输电线路的自供能振动监测系统


[0001]本专利技术属于电气工程以及仪器科学
，涉及输电线路振动监测领域，特别涉及一种面向输电线路的自供能振动监测系统。

技术介绍

[0002]输电线路常见的振动形式有微风振动、导线舞动、档距振荡，输电线路的振动特性发生变化时会产生异常的振动信号，可以反映其被异物缠绕或挤压的状态，也可对其断裂隐患进行提前预警。
[0003]对输电线路的检查主要依靠人工巡线，效率低且对隐患排查不够彻底，缺乏有效监测手段，无法掌握各类振动对线路安全运行的危害。在输电线路上安装传感器是监测输电线路振动情况的另一种方法，主要原理是通过传感器将输电线路的振动情况转化为电信号，然后对数据进行处理，计算输电线路的疲劳程度和对故障进行预警；这种传感器监测方法的优点是能精确测量输电线路的振动参数，但传感器安装在户外输电线路上并且需要长时间运行，存在供电和电池更换的问题。目前采取的供电方式有太阳能电池、高压互感取能、锂电池等，分别存在受天气影响大、不稳定、电能存储容量有限的问题。
[0004]综上，亟需为输电线路设计一种具有更优供电方式的振动监测系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种面向输电线路的自供能振动监测系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术的自供能振动监测系统，利用振动能量采集技术从输电线路振动中收集能量为传感器供电，可使传感器件能长期运行，确保输电线路的安全运行，可解决现存达到供电方式中存在的部分或全部缺陷。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术公开的一种面向输电线路的自供能振动监测系统，包括：自供能模块、测量模块和数据处理传输模块，所述测量模块的输出端与所述数据处理传输模块的输入端相连接，所述自供能模块用于为所述测量模块和数据处理传输模块供电；
[0008]其中，所述自供能模块包括依次连接的振动能量采集器、整流电路和电能储存设备；所述测量模块包括传感器以及传感器的信号处理电路，所述数据处理传输模块包括MCU控制器和发射器；所述传感器的输入端用于采集输电线路的振动信号，所述传感器的输出端与所述MCU控制器的输入端相连接，所述MCU控制器的输出端与所述发射器的输入端相连接，所述发射器的输出端用于输出接收的信号。
[0009]本专利技术的进一步改进在于，所述振动能量采集器为静电式、压电式、电磁式、摩擦电式的振动能量采集器。
[0010]本专利技术的进一步改进在于，所述电能储存设备包括超级电容器和电池；所述超级电容器的输入端与所述整流电路的输出端相连接，所述超级电容器的输出端与所述电池相连接。
[0011]本专利技术的进一步改进在于，所述电能储存设备还包括：升压电路，所述升压电路设置于所述整流电路与所述超级电容器之间。
[0012]本专利技术的进一步改进在于，所述电能储存设备还包括：电源管理模块，包括能量指示电路、充电控制电路、升压电路、稳压输出电路、电池过压保护电路中的一个或多个组成。
[0013]本专利技术的进一步改进在于，所述测量模块的传感器至少能够测量输电线路振动的加速度、频率、位移状态信息。
[0014]本专利技术的进一步改进在于，所述测量模块的信号处理电路包括放大电路、特征值提取模块，用于对接收到的数据进行特征提取。
[0015]本专利技术的进一步改进在于，所述MCU控制器预设有阈值，当其接收的振动特征值超过所述阈值时，控制发射器发送报警信息。
[0016]本专利技术的进一步改进在于，所述发射器发送的为振动信号特征值。
[0017]本专利技术的进一步改进在于，所述据处理传输模块还包括：接收器，用于接收所述发射器发送的信号。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术的自供能振动监测系统，考虑到输电线路长时间处于振动状态，振动能量采集器从输电线路振动中收集能量的技术具有就地利用振动能量、稳定的优点；其中，振动能量采集器产生的交流电经过整流电路后变成直流电，通过电能存储设备给后续模块供电；实现在不同的环境条件下对测量模块、数据处理传输模块进行供电，适用位于偏远环境中长时间工作的传感器。基于核心的振动能量采集技术的自供能振动监测系统具有结构简单、稳定性好、电池更换频率低的优点，能提高输电线路运行的可靠性、安全性与经济效益。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术实施例的一种面向输电线路的自供能振动监测系统的示意框图；
[0022]图中，
[0023]1、自供能模块；101、振动能量采集器；102、整流电路；103、超级电容器；104、电源管理模块；105、电池；
[0024]2、测量模块；
[0025]3、数据处理传输模块；301、MCU控制器；302、发射器；303、接收器。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例。基于本专利技术公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本专利技术保护的范围。
[0027]请参阅图1，本专利技术实施例的一种面向输电线路的自供能振动监测系统，包括：相
互连接的自供能模块1、测量模块2、数据处理传输模块3；自供能模块1为测量模块2、数据处理传输模块3提供电能；其中，自供能模块1包括振动能量采集器101、整流电路102和电能储存设备；测量模块2主要包括振动传感器及其相关信号处理电路；数据处理传输模块3包括MCU控制器301、发射器302和外部接收器303等电路及部件。
[0028]所述的振动能量采集器101通过振动能量收集技术从输电线路振动中收集能量并将振动能转化为电能，可通过静电式、压电式、电磁式、摩擦电式或结合多种原理的方法实现，能量采集器的收集振动频率和加速度的范围根据输电线路的振动频率和加速度确定。
[0029]所述的振动能量采集器101产生的交流电经过整流电路102后变成直流电，通过电能存储设备给后续模块供电；振动能量采集器101可以通过整流电路直接给超级电容器103充电和再经由超级电容器103间接给电池105充电；直接给超级电容器103充电的方式中，振动能量采集器101产生的交流电经过整流电路102后变成直流电，可再经过升压电路后，为超级电容器103充电；所述的电源管理模块104的相关电路由能量指示电路、充电控制电路、升压电路、稳压输出电路、电池过压保护电路中的一个或几个组成；电源管理模块104指示电池105的电量，判断电池105的电量是否低于阈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向输电线路的自供能振动监测系统，其特征在于，包括：自供能模块(1)、测量模块(2)和数据处理传输模块(3)，所述测量模块(2)的输出端与所述数据处理传输模块(3)的输入端相连接，所述自供能模块(1)用于为所述测量模块(2)和数据处理传输模块(3)供电；其中，所述自供能模块(1)包括依次连接的振动能量采集器(101)、整流电路(102)和电能储存设备；所述测量模块(2)包括传感器以及传感器的信号处理电路，所述数据处理传输模块(3)包括MCU控制器(301)和发射器(302)；所述传感器的输入端用于采集输电线路的振动信号，所述传感器的输出端与所述MCU控制器(301)的输入端相连接，所述MCU控制器(301)的输出端与所述发射器(302)的输入端相连接，所述发射器(302)的输出端用于输出接收的信号。2.根据权利要求1所述的一种面向输电线路的自供能振动监测系统，其特征在于，所述振动能量采集器(101)为静电式、压电式、电磁式、摩擦电式的振动能量采集器。3.根据权利要求1所述的一种面向输电线路的自供能振动监测系统，其特征在于，所述电能储存设备包括超级电容器(103)和电池(105)；所述超级电容器(103)的输入端与所述整流电路(102)的输出端相连接，所述超级电容器(103)的输出端与所述电池(105)相连接。4.根据权利要求3所述的一种面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李运甲，周晨媛，王心怡，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：