基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及輸電線路測量領(lǐng)域，具體為一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電事故多發(fā)于線路接頭接觸電阻、過負(fù)荷等因素引起的接頭溫度過高，使得接頭處絕緣變差或燒崩，突發(fā)故障引起火災(zāi)，給工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場帶來了嚴(yán)重的不安全隱患，甚至導(dǎo)致被迫停機(jī)。而且輸電線路跳線處的斷線一般不會(huì)有接地點(diǎn)，所以對故障定位將會(huì)有一定困難，這就進(jìn)一步延長了停電時(shí)間，造成短時(shí)間無法恢復(fù)生產(chǎn)的嚴(yán)重事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。
[0003]輸電線路跳線接頭，特別是用并溝線夾連接的接頭和變電站引下線處使用螺栓線夾的接頭，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，個(gè)別線夾由于螺栓松動(dòng)、鋁表面氧化等多種原因，接觸電阻增大。當(dāng)通過比較大的負(fù)荷電流時(shí)，在線夾接觸面局部區(qū)域會(huì)過熱發(fā)紅，以致燒熔成洞或者表面燒成凹凸不平，從而又進(jìn)一步增大了接觸電阻，嚴(yán)重者可能燒斷跳線/引下線造成事故。由此可見，輸電線路跳線接頭是輸電線路中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，對輸電線路跳線接頭進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并對危險(xiǎn)點(diǎn)及時(shí)采取補(bǔ)救措施具有極其重要的意義:一是大大減少發(fā)現(xiàn)輸電線路跳線接頭故障的時(shí)間，從而可以及早發(fā)現(xiàn)和檢修有故障的輸電線路跳線接頭，避免因此而引起的停電等事故的發(fā)生；二是大大減少輸電線路跳線接頭的盲目檢修，從而節(jié)省工作量巨大的線路維護(hù)工作。
[0004]目前對輸電線路跳線接頭常用的測溫方法有:紅外測溫、導(dǎo)線接觸式測溫以及光纖式智能型導(dǎo)線測溫。其中，紅外測溫的優(yōu)點(diǎn)在于可用于遠(yuǎn)距離非接觸式測量，靈敏度高、反應(yīng)速度快、精度高、測量范圍廣；缺點(diǎn)在于其主要是利用表面熱效應(yīng)來進(jìn)行在線監(jiān)測，對外部發(fā)熱故障檢測效果較好，對于由于內(nèi)部導(dǎo)致的發(fā)熱故障，則需要結(jié)合其他方法；并且這種非接觸式遠(yuǎn)程紅外測溫的方法需要巡線工人利用紅外測量儀在用電高峰期逐個(gè)測量跳線接頭溫度來判斷是否需要對跳線接頭進(jìn)行檢修，對人力造成極大浪費(fèi)，并且對監(jiān)測目標(biāo)的判斷比較盲目；另外，由于是人工操作，不能夠很好的對準(zhǔn)被測點(diǎn)，并且儀器比較靈敏，易受設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境干擾。導(dǎo)線接觸式測溫采用收費(fèi)的GPRS/GSM等通訊方式，需要每個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測并發(fā)送大量數(shù)據(jù)到監(jiān)控主站，這就造成了通訊花費(fèi)高的缺點(diǎn)；另外，其主要針對導(dǎo)線溫度進(jìn)行測量，也可監(jiān)測部分導(dǎo)線接頭，但由于導(dǎo)線接頭體積小個(gè)數(shù)多，對于導(dǎo)線接頭溫度的監(jiān)測難定位，很難實(shí)際應(yīng)用這種方法。光纖式智能型導(dǎo)線測溫是將通信光纖并入傳統(tǒng)的ACSR導(dǎo)線(鋼芯鋁絞線)，并使其與線路終端的儀表相連，以此來收集導(dǎo)線溫度數(shù)據(jù)。分布式光纖測溫更適合于電力電纜線路運(yùn)行溫度連續(xù)的在線檢測和后期應(yīng)用平臺(tái)的軟件開發(fā)，采用該技術(shù)不僅能夠連續(xù)地實(shí)時(shí)檢測線路的表面溫度和測算穩(wěn)態(tài)載流量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部過熱點(diǎn)位置，同時(shí)可檢測和分析運(yùn)行中線路絕緣狀態(tài)；缺點(diǎn)是實(shí)施費(fèi)用較高，短期內(nèi)不可能對電網(wǎng)進(jìn)行如此大規(guī)模大成本的改造?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了克服上述不足以提供一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置，該裝置能對輸電線路尤其是輸電線路跳線接頭的溫度進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測。
[0006]基于上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置，其包括:
[0007]第一溫度探頭，其設(shè)置在輸電線路的母線上，以檢測母線的溫度；
[0008]第二溫度探頭，其設(shè)置在輸電線路的母線接頭處，以檢測母線接頭處的溫度；
[0009]取能線圈，其副邊連接有采樣電阻，所述取能線圈檢測母線上的電流；
[0010]控制模塊，其與所述第一溫度探頭、第二溫度探頭分別連接，以根據(jù)第一溫度探頭和第二溫度探頭傳輸?shù)臏囟刃盘柎_定母線接頭處的溫升，所述控制模塊還與采樣電阻連接，并根據(jù)采樣電阻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)獲得母線上的電流值；
[0011]供電裝置，其與所述控制模塊連接，以為所述輸電線路測量裝置供電；
[0012]無線傳輸模塊，其與所述控制模塊連接，以將控制模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)近距離發(fā)送出去，以及接收近距離傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
[0013]本實(shí)用新型所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置中，第一溫度探頭和第二溫度探頭采集的溫度的差值反映了母線接頭處的溫升；取能線圈實(shí)際上就是一個(gè)電流互感器，其副邊的感應(yīng)電流大小可以反映母線上電流的大小，故在取能線圈的副邊接一個(gè)采樣電阻把電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，作為控制模塊計(jì)算母線電流的依據(jù)。
[0014]本實(shí)用新型所述的輸電線路測量裝置在工作時(shí)，可以被設(shè)置于包含相距較近的多個(gè)測量節(jié)點(diǎn)的測量集群(通常是一個(gè)桿塔對應(yīng)一個(gè)測量集群)，每個(gè)測量節(jié)點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)本實(shí)用新型以測量所述測量節(jié)點(diǎn)處的母線的溫度、母線接頭處的溫度以及母線上的電流，所述測量節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)從節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)。所述從節(jié)點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)被本實(shí)用新型即時(shí)處理后/直接與所述中心節(jié)點(diǎn)近距離無線交互，所述中心節(jié)點(diǎn)將所述測量數(shù)據(jù)即時(shí)處理后/直接與后臺(tái)監(jiān)控遠(yuǎn)程交互。中心節(jié)點(diǎn)處設(shè)置的裝置可以是集成了遠(yuǎn)程傳輸功能的本實(shí)用新型裝置，也可以是其它具有遠(yuǎn)程傳輸功能的裝置。所述即時(shí)處理可以是對異常情況的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，如溫升過高、電流異常等。
[0015]本實(shí)用新型所述的輸電線路測量裝置相對于現(xiàn)有的紅外測溫裝置，更加真實(shí)準(zhǔn)確，且無需人工參與，不易受現(xiàn)場環(huán)境干擾；相對于現(xiàn)有的導(dǎo)線接觸式測溫裝置，因其采用了近距離無線傳輸，定位準(zhǔn)確，且大大節(jié)約了遠(yuǎn)程通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊費(fèi)用；相對于現(xiàn)有的光纖式智能型導(dǎo)線測溫裝置，成本低廉，至少短期內(nèi)可行性高。
[0016]進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置中，所述控制模塊包括單片機(jī)。
[0017]更進(jìn)一步地，在上述基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置中，所述單片機(jī)包括AD采樣模塊和主控CPU。該AD采樣模塊用于與所述第一溫度探頭、第二溫度探頭分別連接，以及與采樣電阻連接，并對接收的模擬信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換供主控CPU使用。
[0018]更進(jìn)一步地，在上述基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置中，所述采樣電阻與AD采樣模塊之間連接有信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊對采樣電阻輸出的信號進(jìn)行抬壓和濾波。取能線圈副邊連接的采樣電阻出來的信號是一個(gè)交流信號，在進(jìn)控制模塊前需要進(jìn)行抬壓和濾波。
[0019]更進(jìn)一步地，在上述基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置中，所述信號調(diào)理電路包括雙運(yùn)放芯片和與其連接的低通濾波器。該雙運(yùn)放芯片用于抬壓和有源濾波，低通濾波器用于抗混疊濾波。
[0020]進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置中，所述供電裝置包括:
[0021]供電模塊，其包括感應(yīng)線圈，所述感應(yīng)線圈設(shè)于輸電線路上，以從輸電線路感應(yīng)取電；
[0022]限流漏斗，其與所述供電模塊的輸出端連接；限流漏斗用于電流過大時(shí)將電流分流；
[0023]溢出開關(guān)，其與所述限流漏斗連接；溢出開關(guān)用于控制充電電流通斷；
[0024]整流穩(wěn)壓單元，其與所述限流漏斗連接；
[0025]儲(chǔ)能元件，其與所述整流穩(wěn)壓單元連接，所述儲(chǔ)能單元還與控制模塊連接；
[0026]充電控制單元，其與所述溢出開關(guān)、儲(chǔ)能單元和控制模塊分別連接，以根據(jù)控制模塊的控制信號控制儲(chǔ)能單元的充放電。
[0027]供電裝置負(fù)責(zé)提供本實(shí)用新型運(yùn)行電源。由于本實(shí)用新型運(yùn)行在高壓端，對絕緣有較高的要求，普通的太陽能供電系統(tǒng)不宜安裝在此運(yùn)行環(huán)境，又由于本實(shí)用新型要長期運(yùn)行在戶外高壓輸電線上，不宜更換電池，故采用更換電池供電也不具有可行性?；谝陨显?，采用在母線上感應(yīng)取電的方式來給本實(shí)用新型供電。
[0028]更進(jìn)一步地，在上述基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置中，所述儲(chǔ)能元件包括蓄電池。
[0029]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置中，所述無線傳輸模塊為ZigBee射頻模塊。一個(gè)測量集群的各個(gè)測量節(jié)點(diǎn)的本實(shí)用新型之間必須采用無線方式通信，考慮成本、可靠性和靈活性等因素，選擇ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)短距離無線組網(wǎng)。
[0030]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置還包括遠(yuǎn)程傳輸模塊，其與所述控制模塊連接，以將控制模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)送出去。
[0031]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置還包括遠(yuǎn)程傳輸模塊，其集成于控制模塊內(nèi)，以將控制模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)送出去。
[0032]本實(shí)用新型所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0033]I)相對紅外測溫，更加真實(shí)準(zhǔn)確，且無需人工參與，不易受現(xiàn)場環(huán)境干擾；
[0034]2)相對導(dǎo)線接觸式測溫，采用了分布式測量、即時(shí)處理以及近距離無線傳輸，定位準(zhǔn)確，且大大節(jié)約了遠(yuǎn)程通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊費(fèi)用；
[0035]3)相對光纖式智能型導(dǎo)線測溫，成本低廉，至少短期內(nèi)可行性高；
[0036]4)大大減少了發(fā)現(xiàn)輸電線路跳線接頭故障的時(shí)間，從而可以及早發(fā)現(xiàn)和檢修有故障的輸電線路跳線接頭，避免因此而引起的停電等事故的發(fā)生；
[0037]5)大大減少了輸電線路跳線接頭的盲目檢修，從而節(jié)省工作量巨大的線路維護(hù)工作。
【附圖說明】
[0038]圖1為本實(shí)用新型所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置在一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)框圖。
[0039]圖2為本實(shí)用新型在一種實(shí)施方式下的供電裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0040]圖3為本實(shí)用新型在一種實(shí)施方式下的無線傳輸模塊的接口示意框圖。
[0041]圖4為本實(shí)用新型在一種實(shí)施方式下的遠(yuǎn)程傳輸模塊的接口示意框圖。
[0042]圖5為本實(shí)用新型在一種實(shí)施方式下的系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
[0044]圖1顯示了本實(shí)用新型所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置在一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)；圖2顯示了本實(shí)施例的供電裝置的結(jié)構(gòu)；圖3顯示了本實(shí)施例的無線傳輸模塊的接口電路；圖4顯示了本實(shí)施例的遠(yuǎn)程傳輸模塊的接口電路。
[0045]如圖1所示，本實(shí)施例的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測量裝置包括:第一溫度探頭，其設(shè)置在輸電線路的母線上，以檢測母線的溫度；第二溫度探頭，其設(shè)置在輸電線路的母線接頭處，