一种基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测方法及系统，属于输电线监测领域，用于解决现有技术中的测量方法准确度难以保障，并且不易实现低成本、低功耗的缺陷。本发明专利技术的方法包括：将第一测量装置和第二测量装置分别设置在架空线的两端；根据第一测量装置测得的第一倾角和第二测量装置所测得的第二倾角计算架空线的最大弧垂。本发明专利技术的系统包括：第一测量装置以及第二测量装置，其中第一测量装置包括：第一传感模块以及第一LoRa模块；第二测量装置包括：第二传感模块、第二LoRa模块以及NB

【技术实现步骤摘要】
一种基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测方法及系统


[0001]本专利技术涉及输电线监测领域，具体涉及一种基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测方法及系统。

技术介绍

[0002]弧垂是指相邻两基电杆上的导线最低点与两悬挂点间连线的垂直距离。一般地，当输电距离较远时，由于导线自重，会形成轻微的弧垂，使导线呈悬链线的形状。
[0003]现有技术中一般采用单点测量，并且未考虑架空线由于摆动而造成的随机误差，容易导致测量数值不准确，并且测量元件难以做到低成本、低功耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是解决现有技术的测量方法准确度难以保障，并且不易实现低成本、低功耗的缺陷。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测方法，包括：将第一测量装置和第二测量装置分别设置在架空线的两端；根据第一测量装置测得的第一倾角和第二测量装置所测得的第二倾角计算所述架空线的最大弧垂。
[0006]优选地，所述第一测量装置包括第一传感模块以及第一LoRa模块；所述第二测量装置包括第二传感模块、第二LoRa模块以及NB
‑
loT模块；第一传感模块和第二传感模块分别用于测量第一倾角和第二倾角；第一LoRa模块将第一倾角发送至第二LoRa模块；NB
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loT模块将第一倾角和第二倾角发送至云端，并从所述云端接收由第一倾角和第二倾角拟合计算得到的最大弧垂。
[0007]优选地，本专利技术的方法还包括：持续监测所述最大弧垂是否大于预设值，若是，则通过NB
‑
loT模块向云端发送报警信息。
[0008]优选地，所述第一传感模块和所述第二传感模块还用于分别获取第一摆动角度和第二摆动角度，所述NB
‑
loT模块还用于将第一摆动角度和第二摆动角度也发送至云端，并从云端接收由第一倾角、第二倾角、第一摆动角度和第二摆动角度拟合计算得到的最大弧垂。
[0009]优选地，步骤S2的计算过程为：优选地，步骤S2的计算过程为：其中f
m
为所述最大弧垂；f
m1
为根据第一倾角计算的弧垂；f
m2
为根据第二倾角计算的弧垂；l为水平档距；β为高差角；θ
A
为第一倾角，θ
B
为第二倾角。
[0010]优选地，所述步骤S2用于在所述架空线其中的一端发生扰动时减少误报。
[0011]根据本专利技术的第二方面，提供一种基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测系统，包括第一测量装置以及第二测量装置，其中第一测量装置包括：第一传感模块以及第一LoRa模块；第一传感模块用于获取架空线的第一端与水平方向所成的第一倾角，第一LoRa
模块用于将所述第一倾角发送至第二LoRa模块；第二测量装置包括：第二传感模块、第二LoRa模块以及NB
‑
loT模块；第二传感模块用于获取架空线第二端与水平方向所成的第二倾角，第二LoRa模块用于将从第一LoRa模块接收到的第一倾角以及第二传感器采集到的第二倾角通过NB
‑
loT模块发送至云端，并由NB
‑
loT模块从所述云端接收由第一倾角和第二倾角拟合计算得到的最大弧垂。
[0012]优选地，所述系统还包括设置在第二测量装置中的预警模块，用于持续监测所述最大弧垂是否大于预设值，若是，则通过NB
‑
loT模块向云端发送报警信息。
[0013]优选地，第一传感模块和第二传感模块还用于分别获取第一摆动角度和第二摆动角度，所述NB
‑
loT模块还用于将第一摆动角度和第二摆动角度也发送至云端，并从云端接收由第一倾角、第二倾角、第一摆动角度和第二摆动角度拟合计算得到的最大弧垂。
[0014]优选地，最大弧垂通过以下公式计算：优选地，最大弧垂通过以下公式计算：其中f
m
为所述最大弧垂；f
m1
为根据第一倾角计算的弧垂；f
m2
为根据第二倾角计算的弧垂；l为水平档距；β为高差角；θ
A
为第一倾角，θ
B
为第二倾角。
[0015]本专利技术的有益效果是，采用双端测量，可以将采集到的倾角上传至云端通过拟合获得更准确的弧垂数据，并且具有低功耗低成本的优势。
[0016]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0017]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。
[0018]图1为本专利技术一个实施例的输电线路弧垂监测方法流程图；
[0019]图2为本专利技术一个实施例中架空线斜抛物线下的受力图；
[0020]图3为本专利技术一个实施例的第一测量装置和第二测量装置的原理框图；
[0021]图4为本专利技术一个实施例的原理示意图。
具体实施方式
[0022]现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。
[0023]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。
[0024]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0025]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0026]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0027]<实施方式一>
[0028]本实施方式提供一种输电线路弧垂监测方法，如图1所示，包括：将第一测量装置和第二测量装置分别设置在架空线的两端；根据第一测量装置测得的第一倾角和第二测量装置所测得的第二倾角计算所述架空线的最大弧垂。
[0029]通过倾角计算架空线最大弧垂的示意图如图2所示，在弧垂监测时，并不需要所有弧垂数据，一般只监测导线的最大弧垂。本实施方式通过测量悬点处架空线的倾角角与弧垂的数学关系来获取弧垂数据。
[0030]根据图2，采用斜抛物线公式，即
[0031][0032]悬挂点处的倾角关系为
[0033][0034][0035]将式(2)和(3)分别代入(1)后可得到测量得到的倾角与最大弧垂的关系，即
[0036][0037]式中：f
m
为架空线的最大弧垂；γ为比载；1为水平档距；σ0为水平应力的分量；β为高差角；θ
A
为在A点测得的导线倾角，θ
B
为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测方法，其特征在于，包括：S1:将第一测量装置和第二测量装置分别设置在架空线的两端；S2:根据第一测量装置测得的第一倾角和第二测量装置所测得的第二倾角计算所述架空线的最大弧垂。2.根据权利要求1所述的基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测方法，其特征在于：所述第一测量装置包括第一传感模块以及第一LoRa模块；所述第二测量装置包括第二传感模块、第二LoRa模块以及NB
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loT模块；第一传感模块和第二传感模块分别用于测量第一倾角和第二倾角；第一LoRa模块将第一倾角发送至第二LoRa模块；NB
‑
loT模块将第一倾角和第二倾角发送至云端，并从所述云端接收由第一倾角和第二倾角拟合计算得到的最大弧垂。3.根据权利要求2所述的基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测方法，其特征在于，还包括：S3:持续监测所述最大弧垂是否大于预设值，若是，则通过NB
‑
loT模块向云端发送报警信息。4.根据权利要求2所述的基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测方法，其特征在于，所述第一传感模块和所述第二传感模块还用于分别获取第一摆动角度和第二摆动角度，所述NB
‑
loT模块还用于将第一摆动角度和第二摆动角度也发送至云端，并从云端接收由第一倾角、第二倾角、第一摆动角度和第二摆动角度拟合计算得到的最大弧垂。5.根据权利要求1所述的基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测方法，其特征在于，步骤S2的计算过程为：为：为：其中f
m
为所述最大弧垂；f
m1
为根据第一倾角计算的弧垂；f
m2
为根据第二倾角计算的弧垂；l为水平档距；β为高差角；θ
A
为第一倾角，θ
B
为第二倾角。6.根据权利要求5所述的基于低功耗广域网的输电线路弧垂监测方法，其特征在于，所述步骤S2用于在所述架空线其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张喜海，任克崇，王浩，王政达，杜毅明，魏星，陈泽瑞，刘毅峰，于悦，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：