[發明專利]輸電線路實時風偏在線檢測系統

在審

• 申請號: 201610121830.9
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN105553112A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 任榮源
• 申請（專利權）人: 任榮源
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;G01R31/08;G01B21/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是申請號為2015109562511、申請日為2015年12月17日、發 明名稱為“輸電線路實時風偏在線檢測系統”的專利的分案申請。

技術領域

本發明涉及輸電線路監控領域，尤其涉及一種輸電線路實時風偏在線 檢測系統。

背景技術

當前，輸電線路一般都在采用鐵塔結構架空在空中，由于輸電線路本 身的柔性，在大風天氣下很容易搖晃，嚴重情況下甚至能導致輸電線路被 刮斷，引起斷電事故，給當地的生產部門和居民帶來不便，斷開的線頭也 有可能造成人畜觸電的事件發生。

因此，輸電線路的風偏檢測非常重要，能夠給供電管理部門提供輸電 線路的實時數據，以決定是否需要采取必要的保護措施，避免事態的進一 步擴大。

然而，現有技術中采用的輸電線路風偏檢測方案需要供電管理部門安 排人員到現場進行肉眼檢測，并依靠個人的經驗判斷是否達到預警值，同 時這種人工檢測方案不是全程全時段檢測，效率低且不可靠。

為此，需要一種新的輸電線路風偏檢測方案，能夠替代原先的人工檢 測手段，在現場進行風偏的電子化精確檢測，同時能夠對輸電線路進行全 程全時段的檢測，并能夠將實時數據及時傳輸到供電管理平臺，從而避免 供電事故發生。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種輸電線路實時風偏在線檢測系 統，首先采用有針對性的機器人作為巡視平臺，實現對輸電線路的全程監 控，其次，在輸電線路或機器人上安裝各種環境參數檢測設備以協同操作， 確定準確的輸電線路風偏值，最后還使用了頻分雙工通信鏈路，以保障現 場通信的暢通。

根據本發明的一方面，提供了一種輸電線路實時風偏在線檢測系統， 所述系統包括SDRAM存儲器、風偏角確定設備和機器人主體結構， SDRAM存儲器用于存儲與輸電線路實時風偏角相關的預設參數，風偏角 確定設備用于計算輸電線路的實時風偏角，機器人主體結構架設在輸電線 路上，用于對輸電線路進行巡視，SDRAM存儲器和風偏角確定設備都位 于機器人主體結構上，機器人主體結構基于實時風偏角的數值確定是否報 警。

更具體地，在所述輸電線路實時風偏在線檢測系統中，包括：SDRAM 存儲器，設置在控制箱內，預先存儲了絕緣子串的受風面積、風壓不均勻 系數、輸電線路的體型系數、輸電線路的受風面積、輸電線路的垂直檔距、 輸電線路單位長度的重力以及輸電線路中每相導線的根數，其中，絕緣子 串的受風面積取值為0.03平方米，風壓不均勻系數取值為0.61，輸電線路 的體型系數取值為1.2，輸電線路的受風面積為輸電線路的直徑乘以輸電 線路的線長；風速傳感器，設置在輸電線路上，用于檢測并輸出輸電線路 的實時風速；大氣壓強檢測設備，設置在輸電線路上，用于檢測并輸出輸 電線路周圍大氣的實時大氣壓強；大氣溫度檢測設備，設置在輸電線路上， 用于檢測并輸出輸電線路周圍大氣的實時大氣溫度；大氣濕度檢測設備， 設置在輸電線路上，用于檢測并輸出輸電線路周圍大氣的實時大氣濕度； 空氣密度檢測設備，設置在輸電線路上，與大氣壓強檢測設備、大氣濕度 檢測設備和大氣溫度檢測設備分別連接，基于實時大氣壓強、實時大氣溫 度和實時大氣濕度確定并輸出輸電線路周圍空氣的實時空氣密度；夾角檢 測設備，設置在輸電線路上，用于檢測并輸出風向與輸電線路的軸向夾角； 風偏角確定設備，設置在控制箱內，包括絕緣子串風荷載確定子設備、輸 電線路風荷載確定子設備、絕緣子串垂直荷載加重力檢測子設備、輸電線 路垂直荷載確定子設備和風偏角輸出子設備；絕緣子串風荷載確定子設備 與SDRAM存儲器和風速傳感器分別連接，將9.80665、絕緣子串的受風 面積和實時風速的平方的乘積除以16所得到的結果作為絕緣子串風荷載； 輸電線路風荷載確定子設備與SDRAM存儲器、空氣密度檢測設備、風速 傳感器和夾角檢測設備分別連接，將風壓不均勻系數、輸電線路的體型系 數、輸電線路的受風面積、實時空氣密度、實時風速的平方和軸向夾角正 弦值的平方相乘的乘積除以2，得到輸電線路風荷載；絕緣子串垂直荷載 加重力檢測子設備位于絕緣子上，用于檢測并輸出絕緣子串垂直荷載加重 力；輸電線路垂直荷載確定子設備與SDRAM存儲器連接，將輸電線路的 垂直檔距、輸電線路單位長度的重力以及輸電線路中每相導線的根數相 乘，將乘積作為輸電線路垂直荷載輸出；風偏角輸出子設備與絕緣子串風 荷載確定子設備、輸電線路風荷載確定子設備、絕緣子串垂直荷載加重力 檢測子設備和輸電線路垂直荷載確定子設備分別連接，將絕緣子串風荷載 除以2后與輸電線路風荷載相加作為第一和值，將絕緣子串垂直荷載加重 力除以2后與輸電線路垂直荷載相加作為第二和值，將第一和值除以第二 和值所獲得的結果取反正切運算，運算的結果作為實時風偏角輸出；機器 人主體結構，包括前輪子結構、中輪子結構、后輪子結構、剎車子結構、 前方氣動伸縮子結構、后方氣動伸縮子結構、中部氣動伸縮子結構、底板、 重心控制子結構和控制箱；前輪子結構處于底板上方，包括前方驅動電機 和前方行走輪，前方行走輪采用塑料材料，具有與輸電線路相適應的圓槽， 前方驅動電機與前方切削刀片和前方行走輪分別連接，用于為前方切削刀 片提供切削動力的同時，為前方行走輪提供行走動力；中輪子結構位于前 輪子結構和中輪子結構中間，處于底板上方，包括中部驅動電機和中部行 走輪組成，中部行走輪采用塑料材料，具有與輸電線路相適應的圓槽，中 部驅動電機與中部行走輪連接，用于為中部行走輪提供行走動力；后輪子 結構處于底板上方，包括后方驅動電機和后方行走輪，后方行走輪采用塑 料材料，具有與輸電線路相適應的圓槽，后方驅動電機與后方切削刀片和 后方行走輪分別連接，用于為后方切削刀片提供切削動力的同時，為后方 行走輪提供行走動力；前方氣動伸縮子結構位于前輪子結構和底板之間， 用于將前輪子結構連接到底板上，包括前方腕關節、前方垂直伸縮臂、前 方肘關節、前方水平伸縮臂和前方肩關節，前方腕關節將前輪子結構和前 方垂直伸縮臂連接，前方垂直伸縮臂與前方肘關節連接，前方水平伸縮臂 將前方肘關節與前方肩關節連接，前方肩關節與底板連接，前方垂直伸縮 臂還與ARM11處理器電性連接以接收前方垂直伸縮控制信號，前方水平 伸縮臂還與ARM11處理器電性連接以接收前方水平伸縮控制信號；中部 氣動伸縮子結構位于中輪子結構和底板之間，用于將中輪子結構連接到底 板上，包括中部腕關節、中部垂直伸縮臂、中部肘關節、中部水平伸縮臂 和中部肩關節，中部腕關節將中輪子結構和中部垂直伸縮臂連接，中部垂 直伸縮臂與中部肘關節連接，中部水平伸縮臂將中部肘關節與中部肩關節 連接，中部肩關節與底板連接，中部垂直伸縮臂還與ARM11處理器電性 連接以接收中部垂直伸縮控制信號，中部水平伸縮臂還與ARM11處理器 電性連接以接收中部水平伸縮控制信號；后方氣動伸縮子結構位于后輪子 結構和底板之間，用于將后輪子結構連接到底板上，包括后方腕關節、后 方垂直伸縮臂、后方肘關節、后方水平伸縮臂和后方肩關節，后方腕關節 將后輪子結構和后方垂直伸縮臂連接，后方垂直伸縮臂與后方肘關節連 接，后方水平伸縮臂將后方肘關節與后方肩關節連接，后方肩關節與底板 連接，后方垂直伸縮臂還與ARM11處理器電性連接以接收后方垂直伸縮 控制信號，后方水平伸縮臂還與ARM11處理器電性連接以接收后方水平 伸縮控制信號；剎車子結構包括剎車塊、剎車導向結構和剎車氣缸，剎車 塊位于后方輸電線路位置，剎車導向結構與剎車塊和剎車氣缸分別連接， 用于為剎車塊的剎車制動操作提供動力；重心控制子結構位于底板下方， 采用控制箱為重心調節的配重設備，包括重心調節氣缸和三位電磁閥，重 心調節氣缸為重心調節提供動力，三位電磁閥通過調節控制箱和底板之間 的相對距離來控制機器人主體結構的重心位置；控制箱位于底板下方，包 括外殼和控制板，所述控制板集成了ARM11處理器和頻分雙工通信接口， 頻分雙工通信接口與遠端的供電管理服務器連接，用于接收供電管理服務 器無線發送的無線控制指令，ARM11處理器還與頻分雙工通信接口、前 方驅動電機、中部驅動電機和后方驅動電機分別連接，用于解析無線控制 指令以確定并輸出前方垂直伸縮控制信號、前方水平伸縮控制信號、中部 垂直伸縮控制信號、中部水平伸縮控制信號、后方垂直伸縮控制信號或后 方水平伸縮控制信號，還用于解析無線控制指令以確定前方驅動電機、中 部驅動電機或后方驅動電機的驅動控制信號；其中，ARM11處理器與風 偏角輸出子設備連接，當實時風偏角大于等于預設風偏閾值時，發出線路 風偏過大報警信號，當實時風偏角小于預設風偏閾值時，發出線路風偏正 常信號；ARM11處理器將線路風偏過大報警信號或線路風偏正常信號通 過頻分雙工通信接口無線發送給遠端的供電管理服務器。