一种输电线路导线状态综合监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种输电线路导线状态综合监测系统，包括导线形变监测单元、导线温度监测单元、导线电流监测单元、供电单元、主控单元和通信单元；导线形变监测单元、导线温度监测单元和导线电流监测单元分别与主控单元相连接；供电单元分别与导线形变监测单元、导线温度监测单元、导线电流监测单元、主控单元和通信单元连接并供电；通讯单元一端与主控单元连接，另一端与数据传输基站连接。本实用新型专利技术采用综合监测技术，同时实现导线舞动、风偏、弧垂、温度、电流等状态的监测，功能丰富，监测能力强，能够实现统一管理；并且本实用新型专利技术针对导线轨迹采用RTK方式，通过差分技术可以实现对导线舞动坐标的精确结算。现对导线舞动坐标的精确结算。现对导线舞动坐标的精确结算。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路导线状态综合监测系统


[0001]本技术涉及输电线缆监控
，尤其涉及一种输电线路导线状态综合监测系统。

技术介绍

[0002]输电线路规模和输电长度不断扩大，且通常架设在野外、地处山区、丘陵、江河等多种恶劣地理环境，其在运行过程中经常会遇到雷电、覆冰、强风等复杂的气象条件，输电线路的安全运行日益面临挑战，为此需要对输电线路的运行状态实时监测掌握。输电系统的安全核心之一就是保障输电导线的安全运行，实时监控输电导线的各种运行状态包括正常状态、异常状态和故障状态等。输电线路导线的运行状态种类繁多，包括输电导线在不均匀覆冰下的低频大幅振动的导线舞动现象、输电线受风力的作用偏离其垂直位置的风偏现象、以及导线对地距离状态、导线工作温度、导线负载电流等。
[0003]目前针对导线状态监测的传感器种类众多且功能单一，针对导线舞动的监测的传感器不能监测导线温度，而针对导线温度的传感器又不能监测导线舞动。为此针对一条输电线路的监测需要安装各类型各种数量的传感器，增加安装和传感器的维护负担，同时各类传感器通常源于不同厂家，导致各类传感器之间采用不同的规约不同的技术方法，很难对这些传感器进行统一的管理。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于解决目前导线类传感器功能单一、监测能力有限和难以统一管理的问题，提出了一种输电线路导线状态综合监测系统。
[0005]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]一种输电线路导线状态综合监测系统，包括导线形变监测单元、导线温度监测单元、导线电流监测单元、供电单元、主控单元和通信单元；所述导线形变监测单元、导线温度监测单元和导线电流监测单元分别与主控单元相连接；所述供电单元分别与导线形变监测单元、导线温度监测单元、导线电流监测单元、主控单元和通信单元连接并供电；所述通讯单元一端与主控单元连接，另一端与数据传输基站连接。
[0007]所述主控单元是整个系统的核心管控单元，实现系统的协调管理、电源控制管理和监测数据处理计算功能。
[0008]所述通信单元主要实现对传感器采样数据和装置的状态数据进行上传数据基站，同时转发数据基站下发的控制和采集命令等功能。
[0009]所述供电单元包括太阳能电池板、相线取电模块和锂电池；所述锂电池输入端分别与太阳能电池板输出端和相线取电模块输出端连接；所述锂电池输出端与主控单元相连接。供电单元对整个系统进行供电，同时支持太阳能和导线感应取电。
[0010]所述导线形变监测单元对导线舞动、弧垂及风偏情况进行监控，包括加速度计、IMU惯性模块、超声波测量设备和RTK模块；所述加速度计输出端、IMU惯性模块输出端、超声
波测量设备输出端和RTK模块输出端分别与主控单元相连接。
[0011]所述导线温度监测单元具体为温度传感器，导线温度监测单元实时采集导线当前的工作温度。
[0012]所述导线电流监测单元为电流传感器，导线电流监测单元实时采集导线电流和地线融冰电流。
[0013]所述IMU惯性模块包括多个单轴的加速度传感器和多个单轴的陀螺仪。
[0014]本技术的有益效果：
[0015]1、本技术采用太阳能取电和感应取电相结合的导线状态监测装置，保障装置正常运行、提高设备的可靠性。
[0016]2、本技术采用综合监测技术，同时实现导线舞动、风偏、弧垂、温度、电流等状态的监测，功能丰富，监测能力强，实现统一管理。
[0017]3、本技术针对导线轨迹采用RTK方式，通过差分技术实现对导线舞动坐标的精确结算，直接给出导线舞动轨迹。
附图说明
[0018]图1是本技术的系统结构示意图；
[0019]图2是本技术的原理图。
具体实施方式
[0020]为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式。
[0021]本实施例中，如图1所示，一种输电线路导线状态综合监测系统，包括导线形变监测单元、导线温度监测单元、导线电流监测单元、供电单元、主控单元和通信单元；所述导线形变监测单元、导线温度监测单元和导线电流监测单元分别与主控单元相连接；所述供电单元分别与导线形变监测单元、导线温度监测单元、导线电流监测单元、主控单元和通信单元连接并供电；所述通讯单元一端与主控单元连接，另一端与数据传输基站连接。
[0022]所述主控单元是整个系统的核心管控单元，实现系统的协调管理、电源控制管理和监测数据处理计算功能。
[0023]所述通信单元为RF通讯单元，RF通讯单元可采用LORA或者Zigbee，主要实现对传感器采样数据和装置的状态数据进行上传数据基站，同时转发数据基站下发的控制和采集命令等功能。
[0024]所述供电单元包括太阳能电池板、相线取电模块和锂电池；所述锂电池输入端分别与太阳能电池板输出端和相线取电模块输出端连接；所述锂电池输出端与主控单元相连接。供电单元对整个系统进行供电，同时支持太阳能和导线感应取电。
[0025]所述导线形变监测单元对导线舞动、弧垂及风偏情况进行监控，包括加速度计、IMU惯性模块、超声波测量设备和RTK模块；所述加速度计输出端、IMU惯性模块输出端、毫米波/超声波测量设备输出端和RTK模块输出端分别与主控单元相连接。
[0026]所述IMU惯性模块包括多个单轴的加速度传感器和多个单轴的陀螺仪。
[0027]加速度计和IMU惯性模块采用ADXL362加速度芯片和ADIS16470IMU惯性模块，三轴
加速度和IMU惯性数据用于实现对导线舞动、风偏等状态的监测。
[0028]获取输电导线舞动时的三轴角速度、三轴加速度，通过姿态融合算法对测量装置进行姿态调整并滤除重力加速度，然后结合边界条件对加速度进行积分获得输电线路的三维舞动轨迹，从而得到舞动的幅值、频率和倾斜角等特征量。
[0029]通过对安装处加速度的实时监测，载体Z轴加速度和重力加速度的夹角来计算导线风偏角φ，再根据横担长度L、绝缘子串长度λ、风偏角φ，可以计算出电气间隙 R = L
ꢀ‑ꢀ
λtanφ。
[0030]毫米波/超声波测量设备用于对导线弧垂对地距离的测量，通过向下方发射一束扇形的微波，检测微波的反射情况，判断下方是否有障碍物，反馈障碍物与雷达的相对高度，该设备可采用NRA15 型高度计。
[0031]RTK模块是实时动态载波相位差分模块，是卫星导航技术的应用，通过实时对导航卫星载波信号相位进行差分，可以得到高精度的位置信息，精度可以达到厘米级，具体采用北斗星通的RTK模块和千寻提供的RTK服务，通过4G网络采用Ntrip协议将载体实时概略位置上发到Ntrip服务器，同时接受服务器下发的实时差分数据，RTK模块通过接收到的实时差分数据进行RTK解算输出载体精确的坐标（经度纬度或者XYZ表示），装置将实时的坐标通过RF模块上转数据基站，数据基站按照统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路导线状态综合监测系统，其特征在于，包括导线形变监测单元、导线温度监测单元、导线电流监测单元、供电单元、主控单元和通信单元；所述导线形变监测单元、导线温度监测单元和导线电流监测单元分别与主控单元相连接；所述供电单元分别与导线形变监测单元、导线温度监测单元、导线电流监测单元、主控单元和通信单元连接并供电；所述通信单元一端与主控单元连接，另一端与数据传输基站连接；所述导线形变监测单元对导线舞动、弧垂及风偏情况进行监控，包括加速度计、IMU惯性模块、超声波测量设备和RTK模块；所述加速度计输出端、IMU惯性模块输出端、超声波测量设备输出端和RTK模块输出端分别与主控单元相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王善林，苟科磊，宋昌林，李剑峰，吕成铭，
申请(专利权)人：四川汇源光通信有限公司，
类型：新型
国别省市：