【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及输电线路振动监测，具体涉及一种基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统。
技术介绍
1、在高空风力作用下输电线路常处于振动状态，其中最为频繁的是微风振动，此种状态轻则导线损伤，重则发生导地线断股断线事故。当输电线处于低频或高频的振动时,在交变应力的作用下，股线间的接触表面发生小幅相对滑移，接触面的摩擦滑动，造成线股表面出现磨损,反复的切向位移使得线股疲劳 强度下降,促使线股疲劳裂纹的产生和扩展，最终导致线股断裂。工程上通过安装防振金具来抑制输电线的微风振动。防振锤是输电线路最常用的防振金具，能够有效抑制输电线的振动。当输电线路发生微风振动时，防振锤利用钢绞线产生股间摩擦，消耗振动能量，降低微分振动的强度，进而延长输电线路的使用寿命。防振锤安装在距离铁塔绝缘子串挂点不远处，通过线夹装配在输电线路上，当夹握力充足时，防振锤不会发生滑移或者脱落。但防振锤会因微风振动、环境温度变化以及螺栓老化等因素作用下而发生螺栓松动现象，防振锤会沿着导线产生滑移甚至脱落，当防振锤偏离特定的位置时防振效果将大大降低。
2、现有和输电线路振动相关的在线监测主要是对导线运行状态进行监测，监测环境风速和导线振动情况。目前还缺少直接针对防振锤自身运行状态的在线监测方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，该系统有利于对输电线路的防振装置状态进行连续、在线监测，能耗小，稳定性高，实现成本低。
2、为了实现上述
3、基于摩擦纳米发电机实现的能量采集模块，用于采集输电线路上的振动机械能并转化为电能实现系统自供电；
4、能量管理模块，用于将能量采集模块转化的电能处理成系统所需的电能形式，并存储多余的电能，以提高能量的使用效率并延长系统的运行时间；
5、距离感应模块，用于测量防振锤相对于设定参考点位置的距离，并将测量的距离信号回传给综合控制模块；
6、综合控制模块，用于接收距离信号并判断防振锤相对于设定参考点位置是否发生松动滑移，若是，则生成预警信号给无线通信模块；以及
7、无线通信模块，用于将预警信号发送给检修站服务器。
8、进一步地，所述能量采集模块包括多层摩擦能量弹性板，所述摩擦能量弹性板的一端连接于同一处，所述摩擦能量弹性板一面贴有铜箔，另一面贴有pvdf薄膜，所述铜箔和pvdf薄膜在多层摩擦能量弹性板上依次上下交替设置，所述铜箔相互导通；
9、所述多层摩擦能量弹性板集成于一个绝缘、密封的丙烯酸壳体中，所述多层摩擦能量弹性板固定于丙烯酸壳体中可移动树脂板和底部树脂板之间，在外部微风振动激励作用下，所述可移动树脂板在丙烯酸壳体内部的钛合金支撑棒上垂直振动，所述多层摩擦能量弹性板在可移动树脂板垂直振动挤压下不断接触分离，将导线振动机械能转化为电能。
10、进一步地，所述能量管理模块将能量采集模块转化的交流电能转换为可供给距离感应模块、综合控制模块和无线通信模块的电能，并将多余的电能存储起来；
11、所述能量管理模块包括整流滤波部分、降压稳压部分和储能部分，所述整流滤波部分将能量采集模块输出的交流电压转换为滤除高频噪声的直流电压，所述降压稳压部分将整流滤波部分滤除高频噪声的直流电压降压为3.3v，供给距离感应模块、综合控制模块和无线通信模块使用，所述储能部分在满足系统供电需求后将多余的电能存储到锂电池中供系统长时使用。
12、进一步地，所述距离感应模块测量防振锤相对于设定参考点位置的距离，所述距离感应模块为激光测距模块，所述参考点位置为铁塔横担。
13、进一步地，所述激光测距模块采用高性能激光测距模块atk-ms53l2m。
14、进一步地，所述综合控制模块获取距离感应模块发出的距离信号并进行解码处理，处理后得到距离数据，所述综合控制模块根据距离数据判断防振锤相对于设定参考点位置是否发生松动滑移并生成相应的预警信号。
15、进一步地，所述预警信号包括：若防振锤相对于设定参考点位置的滑移距离不超出第一区间，则生成提醒信号；若防振锤相对于设定参考点位置的滑移距离超出第一区间，则生成报警信号，所述提醒信号和报警信号均为预警信号。
16、进一步地，所述综合控制模块采用型号为msp430g2553的mcu。
17、进一步地，所述无线通信模块接收到综合控制模块发出的提醒信号，则发送提醒信号到检修站服务器提醒检修人员；所述无线通信模块接收到综合控制模块发出的报警信号，则发送报警信号到检修站服务器向检修人员报警。
18、进一步地，所述无线通信模块采用nrf24l01芯片。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，该系统通过能量采集模块采集输电线路上的振动机械能，实现了微能量回收和自供电；能量管理模块用于处理和存储电能，提高了能量使用效率和加长了系统稳定运行时间；距离感应模块用于测量防振锤相对于设定参考点位置的距离，并将距离信号回传给综合控制模块；综合控制模块用于接收距离感应模块所传输的距离信号并判断防振锤相对于所设定参考点位置是否发生松动滑移，若是，则生成预警控制信号给无线通信模块；无线通信模块用于将预警信号发送给检修站服务器。本专利技术实现了系统的自供电能够有效减少因为传感器更换电池而引发的安全事故，并且相较于传统的供电方式摩擦纳米发电机受环境影响更小、成本更低；实现对防振装置状态的连续监测，及时发现并预警潜在失效风险，提高电网运行的安全性；准确判断异常振动源位置，为维修提供精确指导，提高巡检效率。该系统有助于提高电网维护的智能化水平，减少人力成本，降低因设备失效导致的经济损失，因此，具有很强的实用性和广阔的应用前景。
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1.一种基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，其特征在于，所述能量采集模块包括多层摩擦能量弹性板，所述摩擦能量弹性板的一端连接于同一处，所述摩擦能量弹性板一面贴有铜箔，另一面贴有PVDF薄膜，所述铜箔和PVDF薄膜在多层摩擦能量弹性板上依次上下交替设置，所述铜箔相互导通；
3.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，其特征在于，所述能量管理模块将能量采集模块转化的交流电能转换为可供给距离感应模块、综合控制模块和无线通信模块的电能，并将多余的电能存储起来；
4.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，其特征在于，所述距离感应模块测量防振锤相对于设定参考点位置的距离，所述距离感应模块为激光测距模块，所述参考点位置为铁塔横担。
5.根据权利要求4所述的基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，其特征在于，所述激光测距模块采用高性能激光测距模块ATK-MS53L2M。<...
【技术特征摘要】
1.一种基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，其特征在于，所述能量采集模块包括多层摩擦能量弹性板，所述摩擦能量弹性板的一端连接于同一处，所述摩擦能量弹性板一面贴有铜箔，另一面贴有pvdf薄膜，所述铜箔和pvdf薄膜在多层摩擦能量弹性板上依次上下交替设置，所述铜箔相互导通；
3.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，其特征在于，所述能量管理模块将能量采集模块转化的交流电能转换为可供给距离感应模块、综合控制模块和无线通信模块的电能，并将多余的电能存储起来；
4.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，其特征在于，所述距离感应模块测量防振锤相对于设定参考点位置的距离，所述距离感应模块为激光测距模块，所述参考点位置为铁塔横担。
5.根据权利要求4所述的基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系统，其特征在于，所述激光测距模块采用高性能激光测距模块atk-ms53l2m。
6.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的输电线路防振装置失效监测系...
【专利技术属性】
技术研发人员：林信恩，冯振波，廖成师，郑孝干，张良发，陈海旭，黄潞璐，卓晗，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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