輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及輸變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于壓差式傳感器的輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀。
【背景技術(shù)】
[0002]輸變電工程中輸電線路多處于室外環(huán)境，受風(fēng)力因素的影響，輸電導(dǎo)線不可避免發(fā)生舞動(dòng)現(xiàn)象。輸電導(dǎo)線舞動(dòng)是威脅輸電線路安全運(yùn)行的重要因素，嚴(yán)重時(shí)可能產(chǎn)生諸如跳閘、導(dǎo)線電弧燒傷、金具損壞、導(dǎo)線斷股、斷線、輸電桿塔倒塌等多方面的危害，這些事故都會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。
[0003]目前，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)于輸電導(dǎo)線舞動(dòng)機(jī)理的研究還不完善，不能解釋所發(fā)生的各類舞動(dòng)現(xiàn)象。例如實(shí)際輸電線路曾發(fā)生過風(fēng)向與線路走向呈20° -30°夾角時(shí)薄(無)覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)及電暈舞動(dòng)現(xiàn)象，用傳統(tǒng)的Den Hartog或O Nigol理論無法解釋此類現(xiàn)象。而基于傳統(tǒng)輸電導(dǎo)線舞動(dòng)理論設(shè)計(jì)的防舞裝置存在諸多問題，防舞效果往往不夠理想，例如風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)M輸電導(dǎo)線所處的風(fēng)場與實(shí)際情況相去甚遠(yuǎn)，用于分析導(dǎo)線舞動(dòng)存在很大的不足。
[0004]綜上所述，為了避免輸電導(dǎo)線舞動(dòng)所帶來的危害，必須進(jìn)一步完善輸電導(dǎo)線的舞動(dòng)機(jī)理，以設(shè)計(jì)出更加合理有效的防舞裝置。因此實(shí)時(shí)監(jiān)測導(dǎo)線舞動(dòng)時(shí)的真實(shí)受力情況，為理論研究提供數(shù)據(jù)支持，是充分完善輸電導(dǎo)線舞動(dòng)理論的前提和基礎(chǔ)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供了一種輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀，在遠(yuǎn)程控制終端的作用下，可以實(shí)時(shí)測量導(dǎo)線或者覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)時(shí)截面的受力情況，為輸電導(dǎo)線的舞動(dòng)機(jī)理研究與防舞裝置開發(fā)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀，包括密閉保護(hù)殼體和風(fēng)壓測量裝置，所述密閉保護(hù)殼體設(shè)有若干個(gè)進(jìn)氣孔，所述風(fēng)壓測量裝置固定在密閉保護(hù)殼體中，風(fēng)壓測量裝置包括風(fēng)壓傳感模塊、電路控制模塊、無線通信模塊和電源管理模塊，電路控制模塊分別連接風(fēng)壓傳感模塊、無線通訊模塊和電源管理模塊，電源管理模塊為風(fēng)壓傳感模塊、電路控制模塊和無線通訊模塊供電，所述風(fēng)壓傳感模塊包括穩(wěn)壓盒和若干個(gè)風(fēng)壓傳感器，每個(gè)風(fēng)壓傳感器包括第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口，第一進(jìn)氣口通過導(dǎo)管與穩(wěn)壓盒連接，第二進(jìn)氣口通過導(dǎo)管與密閉保護(hù)殼體的進(jìn)氣孔連接。
[0008]所述的密閉保護(hù)殼體呈半圓柱狀，密閉保護(hù)殼體的下平面固定在輸電導(dǎo)線上，密閉保護(hù)殼體沿與輸電導(dǎo)線垂直的周向上分別設(shè)置有若干個(gè)進(jìn)氣孔。
[0009]所述的密閉保護(hù)殼體下平面設(shè)有導(dǎo)線容置槽，導(dǎo)線容置槽的槽體兩側(cè)設(shè)有螺栓孔，密閉保護(hù)殼體利用穿過槽體兩側(cè)的螺栓固定在輸電導(dǎo)線上。
[0010]所述的電源管理模塊包括太陽能電池單元、充電電池單元和充電管理電路，充電管理電路的輸入端連接太陽能電池單元的輸出端，充電管理電路的輸出端連接充電電池單元的輸入端，充電電池單元包括3.3V電壓單元和5V電壓單元，太陽能電池單元固定在密閉保護(hù)殼體一側(cè)的輸電導(dǎo)線上。
[0011]所述的風(fēng)壓傳感器采用高精度硅壓阻式壓力傳感器。
[0012]所述的無線通信模塊采用ZigBee嵌入式無線通訊單元。
[0013]本實(shí)用新型提供的輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀，采用差壓的測量方式，通過測量穩(wěn)壓盒的壓力及風(fēng)壓傳感器與穩(wěn)壓盒的壓差，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測量導(dǎo)線或覆冰導(dǎo)線表面的風(fēng)壓力，最終將數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)程控制終端，為進(jìn)一步的理論分析和研究提供支持。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的安裝使用示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中密閉保護(hù)殼體上進(jìn)氣孔的位置示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量裝置的的原理框圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型風(fēng)壓傳感器與穩(wěn)壓盒的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型所述的輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀I安裝于桿塔2之間輸電導(dǎo)線3的不同位置處，可實(shí)時(shí)監(jiān)測真實(shí)風(fēng)場中舞動(dòng)導(dǎo)線的表面風(fēng)壓。
[0019]輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀I包括密閉保護(hù)殼體6和輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量裝置，密閉保護(hù)殼體6呈半圓柱狀，即沿圓柱底面的直徑剖開后橫置，密閉保護(hù)殼體6接近導(dǎo)線或覆冰導(dǎo)線的形狀，能在一定程度上更真實(shí)地反映輸電導(dǎo)線3表面接受的風(fēng)壓，同時(shí)起到防塵防水的作用。密閉保護(hù)殼體6的下平面設(shè)有導(dǎo)線容置槽5，導(dǎo)線容置槽5的槽體兩側(cè)設(shè)有螺栓孔，利用螺栓穿過槽體兩側(cè)可將密閉保護(hù)殼體6的下平面固定在輸電導(dǎo)線3上。密閉保護(hù)殼體6沿與輸電導(dǎo)線3垂直的周向上分別設(shè)置8個(gè)進(jìn)氣孔4，可檢測從多個(gè)方向吹到導(dǎo)線截面上的風(fēng)力，使測量數(shù)據(jù)更加全面、精確。
[0020]輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量裝置固定在密閉保護(hù)殼體6內(nèi)，輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量裝置包括風(fēng)壓傳感模塊、電路控制模塊、無線通信模塊和電源管理模塊，電路控制模塊分別連接風(fēng)壓傳感模塊、無線通訊模塊和電源管理模塊，電源管理模塊為風(fēng)壓傳感模塊、電路控制模塊和無線通訊模塊供電。本實(shí)施例中風(fēng)壓傳感模塊包括穩(wěn)壓盒9和8個(gè)風(fēng)壓傳感器7，每個(gè)風(fēng)壓傳感器7均包括第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口，第一進(jìn)氣口通過導(dǎo)管8a與穩(wěn)壓盒9連接，第二進(jìn)氣口連接導(dǎo)管Sb的一端，導(dǎo)管Sb另一端固定在密閉保護(hù)殼體6的進(jìn)氣孔4內(nèi)。上述風(fēng)壓傳感器7采用高精度硅壓阻式壓力傳感器，采用差壓的測量方式，利用穩(wěn)壓盒9提供的穩(wěn)定氣壓參考環(huán)境，及其與導(dǎo)線或覆冰導(dǎo)線表面風(fēng)壓的差值，實(shí)現(xiàn)輸電導(dǎo)線3表面風(fēng)壓的實(shí)時(shí)測量，并保證測量結(jié)果更加精確。
[0021]電源管理模塊可提供穩(wěn)定的直流電源，本實(shí)施例中電源管理模塊包括太陽能電池單元、鋰電池充電單元和充電管理電路，充電管理電路的輸入端連接太陽能電池單元的輸出端，充電管理電路的輸出端連接鋰電池充電單元的輸入端，鋰電池充電單元包括3.3V電壓單元和5V電壓單元，分別為風(fēng)壓傳感器7和控制電路供電。其中，太陽能電池單元的電池板固定在密閉保護(hù)殼體6 —側(cè)的輸電導(dǎo)線3上。本實(shí)施例采用充電鋰電池和太陽能電池協(xié)同供電的模式，可以滿足輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量裝置長期穩(wěn)定的工作，免除了日常維護(hù)，節(jié)省了人力成本。
[0022]本實(shí)用新型的無線通信模塊采用嵌入式無線通訊單元，通過對(duì)ZigBee進(jìn)行星型組網(wǎng)以避免相互干擾，確保節(jié)點(diǎn)間的獨(dú)立工作，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了在一根導(dǎo)線上布置多個(gè)測點(diǎn)的目的，從而更全面的掌握輸電導(dǎo)線3舞動(dòng)時(shí)不同位置處的受力情況。
[0023]本實(shí)用新型的工作原理是:將輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀分別安裝于真實(shí)風(fēng)場中輸電導(dǎo)線3的不同位置處，正常模式下，無線通信模塊接收遠(yuǎn)程控制終端發(fā)來的指令，并通過電路控制模塊控制風(fēng)壓傳感器7的采樣頻率，風(fēng)壓傳感器7的采樣數(shù)據(jù)輸出到電路控制模塊，進(jìn)而通過無線通訊模塊發(fā)送至遠(yuǎn)程控制終端，經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的風(fēng)壓值，供工作人員分析使用；非正常模式下，遠(yuǎn)程控制終端控制無線通訊模塊停止傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)入休眠狀態(tài)。其中，通過改變風(fēng)壓傳感器7的采樣頻率，可以控制輸電導(dǎo)線3表面風(fēng)壓測量值的精度；通過控制無線通訊模塊的休眠與工作，可將能源的有效利用率達(dá)到最大化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。本實(shí)用新型性能可靠，安裝方便，可實(shí)時(shí)檢測導(dǎo)線或者覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)時(shí)截面的受力情況，進(jìn)而為輸電導(dǎo)線3的舞動(dòng)機(jī)理研究與防舞裝置開發(fā)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀，其特征在于:包括密閉保護(hù)殼體和風(fēng)壓測量裝置，所述密閉保護(hù)殼體設(shè)有若干個(gè)進(jìn)氣孔，所述風(fēng)壓測量裝置固定在密閉保護(hù)殼體中，風(fēng)壓測量裝置包括風(fēng)壓傳感模塊、電路控制模塊、無線通信模塊和電源管理模塊，電路控制模塊分別連接風(fēng)壓傳感模塊、無線通訊模塊和電源管理模塊，電源管理模塊為風(fēng)壓傳感模塊、電路控制模塊和無線通訊模塊供電，所述風(fēng)壓傳感模塊包括穩(wěn)壓盒和若干個(gè)風(fēng)壓傳感器，每個(gè)風(fēng)壓傳感器包括第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口，第一進(jìn)氣口通過導(dǎo)管與穩(wěn)壓盒連接，第二進(jìn)氣口通過導(dǎo)管與密閉保護(hù)殼體的進(jìn)氣孔連接。2.如權(quán)利要求1所述的輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀，其特征在于:所述的密閉保護(hù)殼體呈半圓柱狀，密閉保護(hù)殼體的下平面固定在輸電導(dǎo)線上，密閉保護(hù)殼體沿與輸電導(dǎo)線垂直的周向上分別設(shè)置有若干個(gè)進(jìn)氣孔。3.如權(quán)利要求2所述的輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀，其特征在于:所述的密閉保護(hù)殼體下平面設(shè)有導(dǎo)線容置槽，導(dǎo)線容置槽的槽體兩側(cè)設(shè)有螺栓孔，密閉保護(hù)殼體利用穿過槽體兩側(cè)的螺栓固定在輸電導(dǎo)線上。4.如權(quán)利要求3所述的輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀，其特征在于:所述的電源管理模塊包括太陽能電池單元、充電電池單元和充電管理電路，充電管理電路的輸入端連接太陽能電池單元的輸出端，充電管理電路的輸出端連接充電電池單元的輸入端，充電電池單元包括3.3V電壓單元和5V電壓單元，太陽能電池單元固定在密閉保護(hù)殼體一側(cè)的輸電導(dǎo)線上。5.如權(quán)利要求4所述的輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀，其特征在于:所述的風(fēng)壓傳感器采用高精度硅壓阻式壓力傳感器。6.如權(quán)利要求5所述的輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀，其特征在于:所述的無線通信模塊采用ZigBee嵌入式無線通訊單元。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種輸電導(dǎo)線表面風(fēng)壓測量儀，包括密閉保護(hù)殼體和風(fēng)壓測量裝置，密閉保護(hù)殼體設(shè)有若干個(gè)進(jìn)氣孔，風(fēng)壓測量裝置固定在密閉保護(hù)殼體中，風(fēng)壓測量裝置包括風(fēng)壓傳感模塊、電路控制模塊、無線通信模塊和電源管理模塊，電路控制模塊分別連接風(fēng)壓傳感模塊、無線通訊模塊和電源管理模塊，風(fēng)壓傳感模塊包括穩(wěn)壓盒和若干個(gè)風(fēng)壓傳感器，每個(gè)風(fēng)壓傳感器包括第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口，第一進(jìn)氣口通過導(dǎo)管與穩(wěn)壓盒連接，第二進(jìn)氣口通過導(dǎo)管與密閉保護(hù)殼體的進(jìn)氣孔連接。本實(shí)用新型采用差壓的測量方式，可以實(shí)時(shí)測量導(dǎo)線或者覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)時(shí)截面的受力情況，為輸電導(dǎo)線的舞動(dòng)機(jī)理研究與防舞裝置開發(fā)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
【IPC分類】G01L9/02, G01L13/06
【公開號(hào)】CN204855082
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520471508
【發(fā)明人】楊曉輝, 謝凱, 倪一清, 吳旺林, 陳豪然, 李曉剛, 李予全, 謝偉, 蒲兵艦, 馬德英, 王天, 張超, 黃勤, 羅銀
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 河南恩湃高科集團(tuán)有限公司, 深圳誠科工程咨詢有限公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月3日