一體化輸電線路狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于高壓側(cè)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種一體化輸電線路狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高，高壓輸電線路的安全與穩(wěn)定是保證電能質(zhì)量的基礎(chǔ)。長期以來，我國電力行業(yè)對(duì)于高壓輸電線路的安全檢查，沿用人工帶電作業(yè)方式，勞動(dòng)強(qiáng)度高，危險(xiǎn)性大，對(duì)電力安全運(yùn)行帶來隱患。而且高壓輸電線路通常建在郊外，巡線作業(yè)會(huì)消耗較大能量，現(xiàn)場(chǎng)又沒有可用充電電源，頻繁更換蓄電池也會(huì)造成諸多不便?；谝陨峡紤]，高壓輸電線路需要實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以保證高壓輸電線路的正常安全穩(wěn)定運(yùn)行，這也是目前智能電網(wǎng)發(fā)展的迫切要求。
[0003]隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，工作在高壓輸電線路上的電氣設(shè)備種類繁多，如輸電線路溫度在線監(jiān)測(cè)裝置、輸電線路舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置、高壓線路結(jié)冰在線監(jiān)測(cè)等。這些設(shè)備大多數(shù)功能比較單一，使得輸電線路需要監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目越多，需要掛接的監(jiān)測(cè)設(shè)備也越多。而且這些在線監(jiān)測(cè)設(shè)備通常采用太陽能供電的方式，太陽能供電又容易受到轉(zhuǎn)換效率、天氣及成本等因素影響，使得監(jiān)測(cè)設(shè)備無法充分滿足全天候和長期穩(wěn)定運(yùn)行等方面的要求，不得不加入笨重的蓄電池以存儲(chǔ)電能。但由于蓄電池本身存在使用壽命問題，大大增加了設(shè)備的維護(hù)成本。這些問題都是高壓輸電線路上難以普及在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的主要原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種一體化輸電線路狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)裝置。其目的是解決現(xiàn)有工作在高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能單一和難以普及的問題。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一體化輸電線路狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)裝置，包括控制模塊，感應(yīng)取電模塊，超級(jí)電容器組，無線通信模塊，線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器，線路弧垂監(jiān)測(cè)傳感器，視頻監(jiān)測(cè)傳感器，溫度監(jiān)測(cè)傳感器，濕度監(jiān)測(cè)傳感器，線路電流監(jiān)測(cè)傳感器，上述部件高集成于印制電路板上；
[0007]其中:超級(jí)電容器組多組串聯(lián)，與感應(yīng)取電模塊并聯(lián)連接；控制模塊分別與無線通信模塊、線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器、線路弧垂監(jiān)測(cè)傳感器、視頻監(jiān)測(cè)傳感器、溫度監(jiān)測(cè)傳感器、濕度監(jiān)測(cè)傳感器以及線路電流監(jiān)測(cè)傳感器相連接。
[0008]所述的感應(yīng)取電模塊內(nèi)部包含開口環(huán)狀鐵芯以及整流變換電路，開口環(huán)狀鐵芯與整流變換電路串聯(lián)連接；整流變換電路采用全橋變換電路:KBP206，芯片反向擊穿電壓可達(dá)600伏，瞬時(shí)通過浪涌電流高達(dá)5安。
[0009]所述的超級(jí)電容器組的型號(hào)選用10F/2.7V，支持電源穩(wěn)定、高功率輸出；所述的控制模塊采用微控制器:STM32F103VE。
[0010]所述的無線通信模塊包括SUb-1G或2.4G無線通信以及GPRS無線通訊。
[0011]所述的GPRS無線通訊采用GPRS芯片:SM900 ;所述的線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器采用三軸加速度傳感器芯片:ADXL345 ;所述的線路弧垂監(jiān)測(cè)傳感器采用雙軸角速率傳感器:ADXRS290。
[0012]所述的視頻監(jiān)測(cè)傳感器采用現(xiàn)有200萬像素高清攝像頭模組，實(shí)現(xiàn)1280x960分辨率圖像監(jiān)控。
[0013]所述的溫度監(jiān)測(cè)傳感器包括采集芯片和鉑電阻，采集芯片采用Σ-Λ型ADC芯片:AD7793。
[0014]所述的濕度監(jiān)測(cè)傳感器包括采集芯片和濕度變送器，采集芯片采用Σ-Λ型ADC芯片:AD7791 ;濕度變送器采用濕度變送器:HX71-MA。
[0015]所述的線路電流監(jiān)測(cè)傳感器包括洛式線圈和儀表放大器，儀表放大器選用可編程儀表放大器:AD8231。
[0016]所述的感應(yīng)取電模塊通過電磁感應(yīng)原理從輸電線路感應(yīng)取得電能與超級(jí)電容器組并聯(lián)，給超級(jí)電容器組充電；超級(jí)電容器組充滿電后，感應(yīng)取電模塊和超級(jí)電容器組同時(shí)為控制模塊、無線通信模塊以及后端的各種傳感器供電；控制模塊通過無線通信模塊向外發(fā)送信息，同時(shí)支持sub-lG/2.4G無線通信以及GPRS無線通訊；控制模塊通過線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器、線路弧垂監(jiān)測(cè)傳感器、視頻監(jiān)測(cè)傳感器、溫度監(jiān)測(cè)傳感器、濕度監(jiān)測(cè)傳感器以及線路電流監(jiān)測(cè)傳感器獲知線路舞動(dòng)、弧垂、視頻圖像、溫度、濕度以及線上電流的數(shù)據(jù)。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]由于采用感應(yīng)取電方式，高壓線路在線監(jiān)測(cè)裝置尺寸可以更加小巧簡單，成本更加低廉；集成多種傳感器，實(shí)現(xiàn)功能多樣化，一機(jī)多用；具有適應(yīng)各種惡劣天氣、全天候穩(wěn)定、可靠、長期免維護(hù)運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:控制模塊1，感應(yīng)取電模塊2，超級(jí)電容器組3，無線通信模塊4，線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器5，線路弧垂監(jiān)測(cè)傳感器6，視頻監(jiān)測(cè)傳感器7，溫度監(jiān)測(cè)傳感器8，濕度監(jiān)測(cè)傳感器9，線路電流監(jiān)測(cè)傳感器10。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型是一種一體化輸電線路狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)裝置，包括控制模塊1，感應(yīng)取電模塊2，超級(jí)電容器組3，無線通信模塊4，線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器5，線路弧垂監(jiān)測(cè)傳感器6，視頻監(jiān)測(cè)傳感器7，溫度監(jiān)測(cè)傳感器8，濕度監(jiān)測(cè)傳感器9，線路電流監(jiān)測(cè)傳感器10，上述部件集成于印制電路板上。其中超級(jí)電容器組3多組串聯(lián)，超級(jí)電容器組3與感應(yīng)取電模塊2并聯(lián)連接；控制模塊I分別與無線通信模塊4、線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器5、線路弧垂監(jiān)測(cè)傳感器6、視頻監(jiān)測(cè)傳感器7、溫度監(jiān)測(cè)傳感器8、濕度監(jiān)測(cè)傳感器9以及線路電流監(jiān)測(cè)傳感器10相連接。
[0023]所述的感應(yīng)取電模塊2內(nèi)部包含開口環(huán)狀鐵芯以及整流變換電路，開口環(huán)狀鐵芯與整流變換電路串聯(lián)連接；整流變換電路采用全橋變換電路:KBP206，芯片反向擊穿電壓可達(dá)600伏，瞬時(shí)通過浪涌電流高達(dá)5安。
[0024]所述的超級(jí)電容器組3的型號(hào)選用10F/2.7V，支持電源穩(wěn)定、高功率輸出。
[0025]所述的控制模塊I采用意法半導(dǎo)體公司的微控制器:STM32F103VE。
[0026]控制模塊I選用意法半導(dǎo)體公司的微控制器STM32F103VE作為核心控制單元，集成了工作頻率為72MHz的高性能ARM?CorteX-M3 32位RISC內(nèi)核、高速嵌入式存儲(chǔ)器(Flash存儲(chǔ)器和SRAM的容量分別高達(dá)512K字節(jié)和64K字節(jié))，和大量連至2條APB總線的增強(qiáng)型I/O與外設(shè)，帶有3個(gè)12位ADC、4個(gè)16位通用定時(shí)器和2個(gè)PWM定時(shí)器，以及標(biāo)準(zhǔn)與高級(jí)通信接口:22個(gè)I2C、3個(gè)SP1、2個(gè)I2S、21個(gè)SD1、5個(gè)USART、1個(gè)USB和I個(gè)CAN。
[0027]本實(shí)用新型支持輸電線路感應(yīng)取能，通過感應(yīng)取電模塊2將輸電線路周圍磁場(chǎng)的電磁能量捕獲，并轉(zhuǎn)化成與裝置所需的電能，并由超級(jí)電容器組3蓄能以防輸電線路電流不穩(wěn)定造成供電質(zhì)量下降。
[0028]本實(shí)用新型支持無線通信功能，所述的無線通信模塊4同時(shí)支持sub-lG或2.4G無線通信以及GPRS無線通訊。GPRS無線通訊采用SMCOM公司的GPRS芯片:SM900。
[0029]本實(shí)用新型支持線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)，所述的線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器5采用ADI公司的三軸加速度傳感器芯片ADXL345檢測(cè)。ADXL345是一款小而薄的低功耗3軸加速度計(jì)，分辨率高(13位)，測(cè)量范圍達(dá)土 16g。數(shù)字輸出數(shù)據(jù)為16位二進(jìn)制補(bǔ)碼格式，可通過SPI