基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的輸電線路測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及輸電線路測(cè)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(cè)量系統(tǒng)。
【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(chǎng)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(duì)故障定位將會(huì)有一定困難，這就進(jìn)一步延長(zhǎng)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(duì)輸電線路跳線接頭進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并對(duì)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(duì)輸電線路跳線接頭常用的測(cè)溫方法有:紅外測(cè)溫、導(dǎo)線接觸式測(cè)溫以及光纖式智能型導(dǎo)線測(cè)溫。其中，紅外測(cè)溫的優(yōu)點(diǎn)在于可用于遠(yuǎn)距離非接觸式測(cè)量，靈敏度高、反應(yīng)速度快、精度高、測(cè)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(cè)，對(duì)外部發(fā)熱故障檢測(cè)效果較好，對(duì)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(cè)溫的方法需要巡線工人利用紅外測(cè)量?jī)x在用電高峰期逐個(gè)測(cè)量跳線接頭溫度來判斷是否需要對(duì)跳線接頭進(jìn)行檢修，對(duì)人力造成極大浪費(fèi)，并且對(duì)監(jiān)測(cè)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(duì)準(zhǔn)被測(cè)點(diǎn)，并且儀器比較靈敏，易受設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境干擾。導(dǎo)線接觸式測(cè)溫采用收費(fèi)的GPRS/GSM等通訊方式，需要每個(gè)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(duì)導(dǎo)線溫度進(jìn)行測(cè)量，也可監(jiān)測(cè)部分導(dǎo)線接頭，但由于導(dǎo)線接頭體積小個(gè)數(shù)多，對(duì)于導(dǎo)線接頭溫度的監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)溫更適合于電力電纜線路運(yùn)行溫度連續(xù)的在線檢測(cè)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(cè)線路的表面溫度和測(cè)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(cè)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(duì)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(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對(duì)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(cè)。
[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(cè)量系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)測(cè)量集群，所述每一個(gè)測(cè)量集群均包括:
[0007]一中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置以及與該中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)連接的若干從節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置；其中，各從節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置檢測(cè)與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的輸電線路母線接頭處的溫升以及母線的電流，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)通過所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)近距離傳輸給中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置；所述中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置具有遠(yuǎn)程傳輸模塊，所述中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置檢測(cè)與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的的輸電線路母線接頭處的溫升以及母線的電流，并將其檢測(cè)到的數(shù)據(jù)連同各從節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置傳輸給中心節(jié)點(diǎn)檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)一并通過遠(yuǎn)程傳輸模塊發(fā)送出去。
[0008]本實(shí)用新型所述的輸電線路測(cè)量系統(tǒng)工作時(shí)，中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置和若干從節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置被對(duì)應(yīng)設(shè)置于包含相距較近的多個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)的測(cè)量集群(通常是一個(gè)桿塔對(duì)應(yīng)一個(gè)測(cè)量集群)，每個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的測(cè)量裝置測(cè)量該處的母線接頭處的溫升以及母線的電流。所述從節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置和所述中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置檢測(cè)到的數(shù)據(jù)可以是原始數(shù)據(jù)，也可以是經(jīng)即時(shí)處理的數(shù)據(jù)。所述即時(shí)處理可以是對(duì)異常情況的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，如溫升過高、電流異常等。所述從節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置和所述中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸可以是直接傳輸，也可以是間接傳輸。
[0009]本實(shí)用新型所述的輸電線路測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)于現(xiàn)有的紅外測(cè)溫系統(tǒng)，更加真實(shí)準(zhǔn)確，且無需人工參與，不易受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境干擾；相對(duì)于現(xiàn)有的導(dǎo)線接觸式測(cè)溫系統(tǒng)，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(duì)于現(xiàn)有的光纖式智能型導(dǎo)線測(cè)溫系統(tǒng)，成本低廉，至少短期內(nèi)可行性高。
[0010]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(cè)量系統(tǒng)還包括監(jiān)控主站，其與各測(cè)量集群中的中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置的遠(yuǎn)程傳輸模塊分別遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)連接。
[0011]上述方案中，所述監(jiān)控主站對(duì)各測(cè)量集群中的中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行在線監(jiān)控，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路跳線接頭故障，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；同時(shí)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。
[0012]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(cè)量系統(tǒng)中，所述若干從節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置包括第一終端節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置、第二終端節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置和路由節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置；其中，所述第一終端節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置與與其對(duì)應(yīng)的中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置通過所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連接，所述第二終端節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置通過所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)與路由節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置數(shù)據(jù)連接，所述路由節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置通過所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)與與其對(duì)應(yīng)的中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置數(shù)據(jù)連接。
[0013]上述方案中，所述第二終端節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置和所述中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸是間接傳輸，即所述第二終端節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置通過所述路由節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給所述中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置。
[0014]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(cè)量系統(tǒng)中，所述中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置包括:
[0015]第一溫度探頭，其設(shè)置在與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的輸電線路的母線上，以檢測(cè)母線的溫度；
[0016]第二溫度探頭，其設(shè)置在與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的輸電線路的母線接頭處，以檢測(cè)母線接頭處的溫度；
[0017]取能線圈，其副邊連接有采樣電阻，所述取能線圈檢測(cè)與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的母線電流；
[0018]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?hào)確定與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的母線接頭處的溫升，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)獲得與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的母線電流值；
[0019]供電裝置，其與所述控制模塊連接，以為所述中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置供電；
[0020]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，并接收近距離傳輸至的數(shù)據(jù)；
[0021]所述遠(yuǎn)程傳輸模塊，其集成于控制模塊內(nèi)或與控制模塊連接，以將控制模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)送出去，并接收近遠(yuǎn)程傳輸至的數(shù)據(jù)。
[0022]上述方案中，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(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，作為控制模塊計(jì)算母線電流的依據(jù)。
[0023]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(cè)量系統(tǒng)中，所述從節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置包括:
[0024]第一溫度探頭，其設(shè)置在與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的輸電線路的母線上，以檢測(cè)母線的溫度；
[0025]第二溫度探頭，其設(shè)置在與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的輸電線路的母線接頭處，以檢測(cè)母線接頭處的溫度；
[0026]取能線圈，其副邊連接有采樣電阻，所述取能線圈檢測(cè)與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的母線電流；
[0027]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?hào)確定與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的母線接頭處的溫升，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)獲得與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)的母線電流值；
[0028]供電裝置，其與所述控制模塊連接，以為所述中心節(jié)點(diǎn)測(cè)量裝置供電；
[0029]無線傳輸模塊，其與所述控制模