一种输电线路的数字化在线监测系统和监测装置制造方法及图纸

一种输电线路的数字化在线监测系统和监测装置，采用支持无线传感网络的嵌入式处理器／控制器，设有通过ＳＰＩ总线接口与微控制器相连的支持无线传感网络的无线通信模块，所述无线通信模块依次通过无线传感与异构网络的网关、通信信道与监测主站相连，微控制器通过它采集传感器的数据，向执行器发布动作指令，并将采集的数据传送至监测中心汇整。系统对影响输电线路安全运行的各种参数快速、准确、可靠、无误的监测、进而为架空路线的安全运行提供判定依据；免除了人工巡检的多余耗费。由于网络节点设备硬件价格低廉，不仅最大程度地降低了运营成本、人力和时间。本系统允许组建若干个容纳多达六万五千个监测装置的高冗余节点的网络，保证网络具有强大的数据采集能力和出错自恢复能力，在个别节点停止工作的情况下仍然可以正常运转。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种输电线路的监测方法和相应监测装置，主要用于电力系统的输电线路状态监测，属于电力监测
技术背景高压电网基本上布置在人迹罕至的郊野地带，长期存在着杆塔基础冲刷、塔体倾 斜、导线振动、舞动等事故隐患，鸟害、山火、走廊内树木、覆冰等环境类隐患，以及绝缘子绝 缘水平降低、污闪、偷盗等隐患。输电网迫切需要准确有效的预测事故隐患，大幅度减少破 坏性事故发生的次数、频度和概率，降低电网维护修理的人力、物力、时间和劳动条件，保证 长期可靠的安全运行；为了实现对输电线路的实时监测，利用、改造甚至需要本技术、 研制各种类型的传感器，同时构筑一个变电站与铁塔、铁塔与铁塔之间的传感器网络。2005年国家发改委颁布的电力行业标准DL/T 626-2005《劣化盘形悬式绝缘子 检测规程》在第五章运行绝缘子的巡检5. 2检测方法、要求、判断准则中规定必须2年进 行一次人工在线运行的火花间隙检测。实际工作中，拿500kV的线路，双回路，单支绝缘子 30片，一座铁塔必须做30*6*3*2 = 1080次火花间隙检测，也就是说一个带电作业班工人 一天也测不完一座铁塔。据中国电力科学研究院《中国电网发展战略报告》，截至2002年， 35kV-500kV线路85. 78万公里，10kV_35kV线路331万公里。工作量大，供电系统无法按规 程要求定期实施检测。本
技术实现思路
本技术所要解决的一个技术问题是针对人工测试存在的技术缺陷，提出一种 基于无线传感网络的输电线路的监测方法。本技术所要解决的另一个技术问题是上述监测方法的监测装置。对于本技术基于无线传感网络的输电线路的监测方法，其技术问题通过以下 技术方案予以解决。这种基于无线传感网络的输电线路的监测方法的特征在于依次有如下步骤(1)每个基于无线传感网络的监测装置通电后，启动建立自组织网络，包括每个基 于无线传感网络的监测装置建立至异构网络的网关的路由，以及异构网络的网关建立至基 于无线传感网络的监测装置的路由表。(2)基于无线传感网络的监测装置，通过其建立至异构网络的路由，将监测装置传 感器采集的传感信息传输至异构网络的网关。(3)主站系统通过异构网络的网关至每个基于无线传感网络的监测装置的路由， 发出遥测、遥信、遥控、遥调、遥视信号给每个或指定的监测装置。对于本技术的基于无线传感网络的输电线路的监测方法来说，其技术问题通 过以下进一步的技术方案予以解决。所述自组织网络，由基于无线传感网络的监测装置形成自组织、自路由、自恢复、自愈合的无线多跳网络，监测装置具有路由功能，监测装置能够和相邻的任何监测装置相 互通信，由此通过无线连接构成任意的网络拓扑，实现监测装置和主站系统之间的通信，这 种网络可以独立工作，也可以与光纤、蜂窝无线网络连接，在后一种情况中无线传感网络通 常以接入网络形式接入现有网络。所述异构网络，包括光纤、电缆、PSTN有线网络，以及GSM/CDMA/3G/WiMax无线蜂 窝网络。所述主站系统是指安装在运行监控中心的计算机系统，具备专家分析系统。所述传感信息，包括泄露电流(里程0. Ol-IOOmA精度IOuA)、脉冲频次 (50-20000Hz)、温度(量程-50C-100C灵敏度0. 5C)、湿度(量程1 % -100 %灵敏度 +/-2 % )、风速(量程0-100m/s精度士 0. 4+ (0. 05 X实际风速)m/s ；风向测量范围 0-360°精度士5)、视频摄像信息、声音信息。所述采集的传感信息包括由两个或多个独立的传感器所提供的、从不同侧面描述 同一对象或环境的、彼此间又不相互重复的多个互补信息；一组传感器(或一个传感器多 次观测)获得的关于同一环境特征的冗余信息。互补信息和冗余信息通过人工智能和专家 系统处理，成功防止错误反应的发生。对于本技术基于无线传感网络的输电线路监测装置来说，其技术问题通过以 下技术方案予以解决。所述基于无线传感网络的输电线路监测装置，监测装置屏蔽盒安装在输电线路铁 塔的横担处，通过微风发电、太阳能发电和储电装置供电，包括安装导线表面的光纤温/湿 度传感器、安装在绝缘子球头挂环金具上的泄露/脉冲电流传感器、应力传感器，安装在输 电铁塔塔身处的视频摄像头、声纳传感器、加速度器，风速/风向传感器、超声波发生器、紫 外成像仪传感器，传感器的信号输入给预处理单元、信号经过预处理单元处理后由中央处 理器控制存储和传输，若决定存储则输出给存储器并经哈希运算后存储，若决定传输则输 出给无线传输模块查看路由表遵循瞬时最优路由规则进行传输。所述基于无线传感网络的监测装置的特点是所述光纤温度传感器是当电线温度变化时，紧贴在电线上的光纤传感温度也发生 变化，将温度信息通过光纤传送给位于横档处的监测装置。在各种气象条件下(包括覆冰 状态)，通过光纤温度传感器可以测量导线运行中输送容量，以便调度实时掌握运行状态， 提高调度能力。所述应力传感器是安装在铁塔结构组件上，测试铁塔的应力变化，以防倒杆倒塔 事故，安装在导线悬挂点处的金具通过应力变化可以测出各种荷载情况下的受力情况以及 导线的振动频率、幅值、应力、舞动、摇摆。所述的泄露电流传感器安装在绝缘子悬挂点的金具上，当绝缘子污秽严重时或雷 击时有泄漏电流或击穿电流通过时，可通过该装置测出绝缘子泄漏和雷击电流从而减少输 电工人实施零值检测的工况，预防和减少污闪造成的线路跳闸以及因此而造成的事故分 析。所述加速度传感器通过安装在铁塔上的三轴的加速度传感器来测量塔体受外力 作用的振动波，通过振动波来判断是人为盗窃塔材还是导线舞动。所述声纳传感器是是声音(Sound)、导航(Navigation)和搜索(Ranging)三个单词首字母缩写词，可以根据人声、风声、冰凌声进行采集、判断。所述风速/风向传感器可采 集风速、风向信息。通过导线和塔体物体固有频率和状态频率无线传递到附近的接受装置 同样可以实现温度传感器的相关功能。所述超声波发声器发出的各种频率的声波干扰威慑鸟类，其可安装在绝缘子挂点 的上端以防鸟类飞禽在上面筑巢。所述风速/风向传感器，采用的是三杯式感应器，当风杯受风的作用而旋转时，经 转换电路的变换，产生正比于风速的频率信号输出。所述视频摄像头受主站系统控制或其他传感器触发可对导线舞动、人为盗窃、绝 缘子污秽状况进行旋转、聚焦、拍照、摄像。所述紫外成像仪和远红外成像仪用来探测电晕、分析绝缘子沿面放电，来判断绝 缘子的运行状态和导线接头处的温度。所述监测装置采用的外露信号导线均采用双层屏蔽线，其外层屏蔽在最靠近铁塔 的绝缘子的铁头接地，其内层屏蔽在检测装置安装位置接地。本装置对于传感器的输入接 口，采取了防渗、防串扰、防雷击等措施，以保证接口的可靠性。屏蔽盒采用外层铜屏蔽，内 层铁屏蔽分别防止强电场、强磁场和大信号的干扰。所述中央处理器是支持无线传感网络的嵌入式处理器/控制器，固化的程序包括 多线程实时操作系统、传感协议栈、数据安全层、应用支持子层和设备管理，负责安全，可靠 的信息交换。设有支持无线传感网络的无线传输模块，所述支持无线传感网络的无线传输模块 由所述中央处理器控制，通过SPI总线接口与所述中央处理器相连，即无线传输模块各传 感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路的数字化在线监测系统的特征在于：依次有如下步骤：（１）每个基于无线传感网络的监测装置通电后，启动建立自组织网络，包括每个基于无线传感网络的监测装置建立至异构网络的网关的路由，以及异构网络的网关建立至基于无线传感网络的监测装置的路由表，（２）基于无线传感网络的监测装置，通过其建立至异构网络的路由，将监测装置传感器采集的传感信息传输至异构网络的网关，（３）主站系统通过异构网络的网关至每个基于无线传感网络的监测装置的路由，发出遥测、遥信、遥控、遥调、遥视信号给每个或指定的监测装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡广生，秦毅，
申请(专利权)人：胡广生，秦毅，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]