高压输电通道导线与跨越物安全距离检测预警系统的制作方法

1.本发明涉及输电线路检测技术领域，具体为高压输电通道导线与跨越物安全距离检测预警系统。


背景技术：

2.随着电力系统行业的快速发展以及国家对智能电网建设的需求，加大了对高压输电线路运行环境和运行状态的实时监测，保证高压输电线路稳定高效地运行，才能为工业、生产生活提供稳定的电力保障，严寒地区由于气候恶劣，高压输电线路表面易形成不同程度的覆冰现象，输电线路在覆冰的情况下发生舞动，极易造成线路的相间闪络、线路断线等危害，甚至会造成杆塔发生疲劳损伤而引起倒塌，给电网的安全稳定运行。
3.对于目前的输电线路的监测时，采用图像传感器采集输电线路图像，识别线路覆冰状态，但导线舞动会造成采集图像的清晰度不高，降低识别的准确率，采用反射传感系统对线路覆冰进行监测时，所用传感器属于光纤传感器，需使用长距离的光纤线缆，传输和处理数据需要较长时间，使检测数据传输出现延迟，现有的只是考虑输电线路的某种因素造成的影响，所研制的设备没有将智能感知设备与金具相结合形成智能金具，未能对输电线路的状态进行多参数综合监测。


技术实现要素：

4.解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了高压输电通道导线与跨越物安全距离检测预警系统，解决了现有的对输电线路检测时，检测采集清晰度不高，数据传输延迟的问题和未能对输电线路的状态进行多参数综合监测的问题。
5.技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：高压输电通道导线与跨越物安全距离检测预警系统，包括自感应取电环和导线综合状态检测球，所述自感应取电环与导线综合状态检测球电性连接，所述导线综合状态检测球电性连接设有数据传输基站，所述数据传输基站分别连接有铁塔综合状态检测装置和中继服务器，所述中继服务器电性连接设有数据服务器，所述数据服务器电性连接设有物联网平台。
6.高压输电通道导线与跨越物安全距离检测预警系统，所述导线综合状态检测球的系统安装预警流程如下：sp1：取电安装，将自感应取电环套接在高压输电线路表面，采用互感取能方式供电，从高压线路中获取电能，获取的电能传导至导线综合状态检测球内；sp2：线路检测安装，将导线综合状态检测球安装在输电线路表面，对高压输电线路的电流进行实时录波，对高压输电线路的舞动状态进行检测，同时监测环境温度，湿度以及对地测距；sp3：铁塔检测安装，将铁塔综合状态检测装置安装在铁塔表面，采集铁塔的微小
形变量等参数；sp4：数据传输，导线综合状态检测球的数据和铁塔综合状态检测装置的数据均通过微功耗短距离无线传输方式传输到数据传输基站；sp5：数据转接，数据传输基站接收数据后，将以上数据通过4g的通信方式输送到中继服务器中；sp6：数据加密，中继服务器对数据进行计算、加密处理等操作，再传输到数据服务器中；sp7：数据监测，数据服务器将数据传输到物联网平台，利用物联网平台展示各项监测参数。
7.优选的，所述导线综合状态检测球内部设有激光测距传感器，gps定位传感器，温度传感器，湿度传感器，电流传感器，供电电池，高速录波模块，和mcu主控单元，且激光测距传感器，gps定位传感器，温度传感器，湿度传感器，电流传感器和供电电池均由mcu主控单元电性连接控制。
8.优选的，所述导线综合状态检测球通过蓝牙通信模块，将各个传感器测得的参数值通过modbus-ｒtu通信协议传输到数据传输基站。
9.优选的，所述导线综合状态检测球内部的mcu主控单元设置模块的数据传输速率为256kbps，设置最大的发射功率为4dbm，测得发射模块的平均功耗为60mw。
10.优选的，所述导线综合状态检测球内部的高速录波模块采用高速16位模数转换的ad芯片，实现每秒两百万次采样速率，2msps采样率下功耗仅为9.5mw。
11.优选的，所述导线综合状态检测球内部的高速录波模块由主控单元，供电系统，罗氏线圈，积分滤波电路，ad采样电路，北斗授时定位模块，sd卡存储模块和寄存器电路组成。
12.优选的，所述高速录波模块的主控单元采用stm32f407zgt6高性能芯片，北斗授时定位模块采用atgm332d-5r31芯片。
13.优选的，三对所述对导线综合状态检测球，自感应取电环和一个数据传输基站构成相邻两个输电线路铁塔之间的检测系统的设备。
14.有益效果本发明提供了高压输电通道导线与跨越物安全距离检测预警系统。具备以下有益效果：1、本发明系统各监测模块内置于导线综合状态检测球，能够以2m/s速率高速监测输电线路电流，同时监测线路舞动、环境温湿度等参数，通过归一化电流差值识别算法进行电流故障识别，将故障前后的10个周期的录波数据传出，利用全球定位系统秒脉冲信号实现全电网不同终端的高速采样，信号严格对齐，时间分辨率达到了100ns，确保了高速录波数据的时间一致，可实时有效地监测输电线路的运行参数和运行状态，提高输电线路的检测精准度。
附图说明
15.图1为本发明系统连接结构图；图2为本发明的导线综合状态检测球内部结构图；图3为本发明的高速录波模块内部结构图；
图4为本发明的安装流程图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.具体实施例一：如图1-4所示，高压输电通道导线与跨越物安全距离检测预警系统，包括自感应取电环和导线综合状态检测球，自感应取电环与导线综合状态检测球电性连接，导线综合状态检测球电性连接设有数据传输基站，数据传输基站分别连接有铁塔综合状态检测装置和中继服务器，中继服务器电性连接设有数据服务器，数据服务器电性连接设有物联网平台。
18.具体实施例二：高压输电通道导线与跨越物安全距离检测预警系统，导线综合状态检测球的系统安装预警流程如下：sp1：取电安装，将自感应取电环套接在高压输电线路表面，采用互感取能方式供电，从高压线路中获取电能，获取的电能传导至导线综合状态检测球内；sp2：线路检测安装，将导线综合状态检测球安装在输电线路表面，对高压输电线路的电流进行实时录波，对高压输电线路的舞动状态进行检测，同时监测环境温度，湿度以及对地测距；sp3：铁塔检测安装，将铁塔综合状态检测装置安装在铁塔表面，采集铁塔的微小形变量等参数；sp4：数据传输，导线综合状态检测球的数据和铁塔综合状态检测装置的数据均通过微功耗短距离无线传输方式传输到数据传输基站；sp5：数据转接，数据传输基站接收数据后，将以上数据通过4g的通信方式输送到中继服务器中；sp6：数据加密，中继服务器对数据进行计算、加密处理等操作，再传输到数据服务器中；sp7：数据监测，数据服务器将数据传输到物联网平台，利用物联网平台展示各项监测参数。
19.自感应取电模块采用互感取能方式供电，从高压线路中获取电能，首先，自感应取电线圈从高压输电导线上感应电能，其次，自感应线圈获取的感生电流经过整流滤波电路滤除高频纹波，增加隔离保护电路实现对电路的故障保护作用，可防止雷击、短路等原因造成的大电流冲击，最后，利用稳压电路有效地保证了电路输出稳定的供电电压，导线综合状态检测球内部设有激光测距传感器，gps定位传感器，温度传感器，湿度传感器，电流传感器，供电电池，高速录波模块，和mcu主控单元，温湿度传感器用于监测输电线路的环境的温度和湿度，在环境温度为-1—5
°
c和空气湿度大于85%的情况下，易造成输电线路覆冰，利用温湿度传感器监测的数据，可以判断输电线路是否有发生线路覆冰的风险，且激光测距传感器，gps定位传感器，温度传感器，湿度传感器，电流传感器和供电电池均由mcu主控单元
电性连接控制，对地测高采用双模测距方式，同时利用gps定位传感器和激光测距传感器监测输电线路的摆动，由于gps定位传感器支持gp，北斗等多种定位方式，可大幅度提高gps定位传感器的定位精度，使得这种双模测距的方式具有很强的适配性，适用于恶劣的环境状况，对地距离的测量时精度可达到厘米级，在大雾天气下，由于激光光线的传输受到大雾的干扰，会严重影响激光测距模块的精度，因此采用受天气因素影响较小的gps测量模块，利用基于多模空间距离权重融合方法设计的gps差分定位系统，有效避免了天气原因造成的测量误差，可大幅度提高gps系统定位的精度，利用输电导线高度变化是否发生异常，判断是否发生故障，导线综合状态检测球通过蓝牙通信模块，将各个传感器测得的参数值通过modbus-ｒtu通信协议传输到数据传输基站，蓝牙通信作为常用的通信方式，具有短距离微功耗的特点，选用的蓝牙通信模块，可在200m范围内进行通信，模块的工作频率为2.4ghz，导线综合状态检测球内部的mcu主控单元设置模块的数据传输速率为256kbps，设置最大的发射功率为4dbm，测得发射模块的平均功耗为60mw，导线综合状态检测球内部的高速录波模块采用高速16位模数转换的ad芯片，实现每秒两百万次采样速率，2msps采样率下功耗仅为9.5mw，同时mcu主控单元输出高速采样时钟信号，实现了2msps的采样率，高速录波模块为实现线路监测、电流故障识别提供了高分辨率的数据，导线综合状态检测球内部的高速录波模块由主控单元，供电系统，罗氏线圈，积分滤波电路，ad采样电路，北斗授时定位模块，sd卡存储模块和寄存器电路组成，高速录波模块的主控单元采用stm32f407zgt6高性能芯片，北斗授时定位模块采用atgm332d-5r31芯片，罗氏线圈感生出高压输电线路的电流信号，并在调理电路进行积分和滤波处理后，得到电流调理信号，调理滤波后的电流信号经过ad采样电路，得到16位电流动态值，采样值经过标定处理后，由故障波形识别算法进行实时在线计算，得到故障波形数据并计算有效值，根据主控单元内部的实时时钟为当前的故障波形和有效值标定时间戳，以安全数字输入输出接口方式存储到sd卡中，识别出电流故障后，将故障前后10个周期的录波数据传出，采用一种归一化电流差值识别算法，可以对故障电流进行有效地识别。相比于其他方法，此方法在识别电流故障中简单实用，适用于低功耗的嵌入式产品，三对对导线综合状态检测球，自感应取电环和一个数据传输基站构成相邻两个输电线路铁塔之间的检测系统的设备，导线综合状态检测球的供电系统分为两部分，第一部分，利用自感应取电环获得电能，用于对导线综合状态检测球进行供电，当导线综合状态检测球内部电路所消耗的电能小于自感应线圈产生的电能时，会将多余的电能储存到导线综合状态检测球内置供电电池中，第二部分，当导线综合状态检测球内部电路消耗的电能大于自感应取电装置获取的电能时，不能保证导线综合状态监测球的正常工作，此时内置的供电电池放电，用于补偿自感应取电环的电能供应不足。
20.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
21.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。