專利名稱：一種新型微風振動在線監測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種架空線監測裝置，具體涉及一種新型微風振動在線監測裝置。
背景技術：
微風振動是造成架空線疲勞斷股的主要原因，是架空輸電線路大跨越導、地線(包括架空地線復合光纜，即0PGW)的主要危害之一。風在較低風速或中等風速情況下使導線和避雷線引起振動。微風振動發生的比較頻繁，對輸電線路進行微風振動監測可以在當線路運行超標時，向運行維護人員及時報警，使運行維護人員有目的的進行線路維護，提高線路運行安全性，同時監測系統通過對監測數據的分析和計算，可預測導線的疲勞壽命，對線路檢修進行指導。 目前國內外針對該領域的研究比較少，國際上目前均采用彎曲振幅法做微風振動的測量技術，彎曲振幅法是基于兩點的相對振幅，測取導地線距線夾(懸垂線夾、防振錘線夾、間隔棒線夾、阻尼線夾等)出口 89_處導地線相對于線夾的彎曲振幅，以此值大小來計算導地線在線夾出口處的動彎應變，作為測量導地線微風振動的標準方法。目前該方法普遍采用位移傳感器采集該發生點位移作為彎曲振幅。該方法的缺陷是對于高頻率、微小位移的情形下，位移傳感器將很難采集到所發生的振幅，從而認為零漂過濾掉了。而這種情況的微小振動的能量也是非常大的，對導地線也會造成很大的破壞。
發明內容
本發明的目的在于提供一種新型微風振動在線監測裝置，解決了目前的微風振動裝置不能采集到高頻率、微小位移的振動的問題。為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案一種新型微風振動在線監測裝置，包括主要由加速度傳感器、可充電鋰電池、太陽能電池板和無線通信模塊構成的微風振動采集單元；包括主要由無線通信模塊、GPRS通信模塊、數據采集板、風向風速采集單元和溫濕度采集單元構成的數據集中器，所述無線通信模塊、GPRS通信模塊、風向風速采集單元和溫濕度采集單元均與數據采集板相連接；其中所述微風振動采集單元中的無線通信模塊通過無線信號與數據集中器中的無線通信模塊相連，數據集中器通過GPRS通信模塊與數據處理系統相連接；微風振動采集單元安裝在架空線的阻尼線夾頭、防振錘夾頭、間隔棒夾頭、懸垂線夾出口、護線條端部或接續金具端部。更進一步的技術方案是上述數據集中器通過GPRS通信模塊還與手持通訊設備相連接。更進一步的技術方案是上述數據處理系統還與監控中心服務器、歷史數據庫服務器和打印設備相連接。
更進一步的技術方案是上述加速度傳感器與架空線的阻尼線夾頭、防振錘夾頭、間隔棒夾頭、懸垂線夾出口、護線條端部或接續金具端部相距89mm。更進一步的技術方案上述數據集中器還包括蓄電池和向蓄電池、數據采集板、風向風速采集單元、溫濕度采集單元供電的太陽能電池板。與現有技術相比，本發明的有益效果是利用線纜加速度指標反映的微風振動強度比彎曲振幅指標反映的更加直觀，而且其檢測的靈敏度更高，極小的振動也能準確檢測。
圖I為本發明一種新型微風振動在線監測裝置一個實施例的連接框圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。采用加速度測量彎曲振幅的解決方案導線微風振動是一種機械波動，可以簡化為平面簡諧波動。由于我們只監測彎曲振幅，所以我們只關心其縱向位移。其縱向位移變化的表達式為χ = Aco s ( ω t+ Φ。)(公式 I)縱向加速度的表達式為a = —Α ω 2Cos ( ω t+Φ。) (公式 2)其中A-最大彎曲振幅a-加速度變化值χ-振幅變化值ω =2 Ji f—角速度f_波動頻率(Hz)從上述公式可以看出加速度的最大幅值是彎曲振幅的2 f的平方倍，頻率越高加速度越大；而彎曲振幅A與加速度振幅成正比關系，因此監測加速度變化要比監測彎曲變化容易得多。因此只要在距線夾89mm處安裝上一個縱軸加速度傳感器(± IOg)即可測得加速度傳感器的變化數據。將采集到的模擬信號數據，經過AD采樣后變為數字信號。微風振動對導線損傷的指標參數根據國網規范的要求，微風O I. 3mm (p — P)，頻率測量范圍至少為O 150Hz，那么我們可以計算出在同時達到這2個指標的時候，則根據公式3，其最大加速度為a = (2 31 X 150)2X0. 0013 = 4619m/s2 = 471g (公式 3)這么大的加速度是不可能出現的。微風振動的指標應該是一個綜合指標，單獨考慮動彎應變幅度指標和變化頻率指標并不能準確的反映微風振動的對導線的損傷有多大。微風振動的能量表達式如公式4和公式5 (為單位體積的動能、勢能和總能量)
權利要求
1.一種新型微風振動在線監測裝置，其特征在于 包括主要由加速度傳感器、可充電鋰電池、太陽能電池板和無線通信模塊構成的微風振動采集單元； 包括主要由無線通信模塊、GPRS通信模塊、數據采集板、風向風速采集單元和溫濕度采集單元構成的數據集中器，所述無線通信模塊、GPRS通信模塊、風向風速采集單元和溫濕度采集單元均與數據采集板相連接； 其中所述微風振動采集單元中的無線通信模塊通過無線信號與數據集中器中的無線通信模塊相連，數據集中器通過GPRS通信模塊與數據處理系統相連接； 微風振動采集單元安裝在架空線的阻尼線夾頭、防振錘夾頭、間隔棒夾頭、懸垂線夾出口、護線條端部或接續金具端部。
2.根據權利要求I所述的一種新型微風振動在線監測裝置，其特征在于所述數據集中器通過GPRS通信模塊還與手持通訊設備相連接。
3.根據權利要求I所述的一種新型微風振動在線監測裝置，其特征在于所述數據處理系統還與監控中心服務器、歷史數據庫服務器和打印設備相連接。
4.根據權利要求I所述的一種新型微風振動在線監測裝置，其特征在于所述加速度傳感器與架空線的阻尼線夾頭、防振錘夾頭、間隔棒夾頭、懸垂線夾出口、護線條端部或接續金具端部相距89mm。
5.根據權利要求I所述的一種新型微風振動在線監測裝置，其特征在于所述數據集中器還包括蓄電池和向蓄電池、數據采集板、風向風速采集單元、溫濕度采集單元供電的太陽能電池板。
全文摘要
本發明公開了一種新型微風振動在線監測裝置，具體涉及一種新型微風振動在線監測裝置，包括主要由加速度傳感器、可充電鋰電池、太陽能電池板和無線通信模塊構成的微風振動采集單元。本發明的作用是利用線纜加速度指標反映的微風振動強度比彎曲振幅指標反映的更加直觀，而且其檢測的靈敏度更高，極小的振動也能準確檢測。
文檔編號G01H17/00GK102928070SQ20121040621
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者陳俊, 麻文先, 吳君, 賀忠明, 趙建強, 伍波 申請人:四川省電力公司攀枝花電業局, 國家電網公司