输电导线表面风压测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及输变电设备在线监测技术领域，尤其涉及一种基于压差式传感器的输电导线表面风压测量仪。
【背景技术】
[0002]输变电工程中输电线路多处于室外环境，受风力因素的影响，输电导线不可避免发生舞动现象。输电导线舞动是威胁输电线路安全运行的重要因素，严重时可能产生诸如跳闸、导线电弧烧伤、金具损坏、导线断股、断线、输电杆塔倒塌等多方面的危害，这些事故都会造成重大的经济损失和社会影响。
[0003]目前，本领域技术人员对于输电导线舞动机理的研究还不完善，不能解释所发生的各类舞动现象。例如实际输电线路曾发生过风向与线路走向呈20° -30°夹角时薄(无)覆冰导线舞动及电晕舞动现象，用传统的Den Hartog或O Nigol理论无法解释此类现象。而基于传统输电导线舞动理论设计的防舞装置存在诸多问题，防舞效果往往不够理想，例如风洞试验模拟输电导线所处的风场与实际情况相去甚远，用于分析导线舞动存在很大的不足。
[0004]综上所述，为了避免输电导线舞动所带来的危害，必须进一步完善输电导线的舞动机理，以设计出更加合理有效的防舞装置。因此实时监测导线舞动时的真实受力情况，为理论研究提供数据支持，是充分完善输电导线舞动理论的前提和基础。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种输电导线表面风压测量仪，在远程控制终端的作用下，可以实时测量导线或者覆冰导线舞动时截面的受力情况，为输电导线的舞动机理研究与防舞装置开发提供可靠的数据支持。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]输电导线表面风压测量仪，包括密闭保护壳体和风压测量装置，所述密闭保护壳体设有若干个进气孔，所述风压测量装置固定在密闭保护壳体中，风压测量装置包括风压传感模块、电路控制模块、无线通信模块和电源管理模块，电路控制模块分别连接风压传感模块、无线通讯模块和电源管理模块，电源管理模块为风压传感模块、电路控制模块和无线通讯模块供电，所述风压传感模块包括稳压盒和若干个风压传感器，每个风压传感器包括第一进气口和第二进气口，第一进气口通过导管与稳压盒连接，第二进气口通过导管与密闭保护壳体的进气孔连接。
[0008]所述的密闭保护壳体呈半圆柱状，密闭保护壳体的下平面固定在输电导线上，密闭保护壳体沿与输电导线垂直的周向上分别设置有若干个进气孔。
[0009]所述的密闭保护壳体下平面设有导线容置槽，导线容置槽的槽体两侧设有螺栓孔，密闭保护壳体利用穿过槽体两侧的螺栓固定在输电导线上。
[0010]所述的电源管理模块包括太阳能电池单元、充电电池单元和充电管理电路，充电管理电路的输入端连接太阳能电池单元的输出端，充电管理电路的输出端连接充电电池单元的输入端，充电电池单元包括3.3V电压单元和5V电压单元，太阳能电池单元固定在密闭保护壳体一侧的输电导线上。
[0011]所述的风压传感器采用高精度硅压阻式压力传感器。
[0012]所述的无线通信模块采用ZigBee嵌入式无线通讯单元。
[0013]本实用新型提供的输电导线表面风压测量仪，采用差压的测量方式，通过测量稳压盒的压力及风压传感器与稳压盒的压差，实现实时测量导线或覆冰导线表面的风压力，最终将数据传输给远程控制终端，为进一步的理论分析和研究提供支持。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的安装使用示意图；
[0015]图2为本实用新型实施例中密闭保护壳体上进气孔的位置示意图；
[0016]图3为本实用新型输电导线表面风压测量装置的的原理框图；
[0017]图4为本实用新型风压传感器与稳压盒的连接示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图1至图3所示，本实用新型所述的输电导线表面风压测量仪I安装于杆塔2之间输电导线3的不同位置处，可实时监测真实风场中舞动导线的表面风压。
[0019]输电导线表面风压测量仪I包括密闭保护壳体6和输电导线表面风压测量装置，密闭保护壳体6呈半圆柱状，即沿圆柱底面的直径剖开后横置，密闭保护壳体6接近导线或覆冰导线的形状，能在一定程度上更真实地反映输电导线3表面接受的风压，同时起到防尘防水的作用。密闭保护壳体6的下平面设有导线容置槽5，导线容置槽5的槽体两侧设有螺栓孔，利用螺栓穿过槽体两侧可将密闭保护壳体6的下平面固定在输电导线3上。密闭保护壳体6沿与输电导线3垂直的周向上分别设置8个进气孔4，可检测从多个方向吹到导线截面上的风力，使测量数据更加全面、精确。
[0020]输电导线表面风压测量装置固定在密闭保护壳体6内，输电导线表面风压测量装置包括风压传感模块、电路控制模块、无线通信模块和电源管理模块，电路控制模块分别连接风压传感模块、无线通讯模块和电源管理模块，电源管理模块为风压传感模块、电路控制模块和无线通讯模块供电。本实施例中风压传感模块包括稳压盒9和8个风压传感器7，每个风压传感器7均包括第一进气口和第二进气口，第一进气口通过导管8a与稳压盒9连接，第二进气口连接导管Sb的一端，导管Sb另一端固定在密闭保护壳体6的进气孔4内。上述风压传感器7采用高精度硅压阻式压力传感器，采用差压的测量方式，利用稳压盒9提供的稳定气压参考环境，及其与导线或覆冰导线表面风压的差值，实现输电导线3表面风压的实时测量，并保证测量结果更加精确。
[0021]电源管理模块可提供稳定的直流电源，本实施例中电源管理模块包括太阳能电池单元、锂电池充电单元和充电管理电路，充电管理电路的输入端连接太阳能电池单元的输出端，充电管理电路的输出端连接锂电池充电单元的输入端，锂电池充电单元包括3.3V电压单元和5V电压单元，分别为风压传感器7和控制电路供电。其中，太阳能电池单元的电池板固定在密闭保护壳体6 —侧的输电导线3上。本实施例采用充电锂电池和太阳能电池协同供电的模式，可以满足输电导线表面风压测量装置长期稳定的工作，免除了日常维护，节省了人力成本。
[0022]本实用新型的无线通信模块采用嵌入式无线通讯单元，通过对ZigBee进行星型组网以避免相互干扰，确保节点间的独立工作，增加了系统的稳定性，实现了在一根导线上布置多个测点的目的，从而更全面的掌握输电导线3舞动时不同位置处的受力情况。
[0023]本实用新型的工作原理是:将输电导线表面风压测量仪分别安装于真实风场中输电导线3的不同位置处，正常模式下，无线通信模块接收远程控制终端发来的指令，并通过电路控制模块控制风压传感器7的采样频率，风压传感器7的采样数据输出到电路控制模块，进而通过无线通讯模块发送至远程控制终端，经过处理后转换为相应的风压值，供工作人员分析使用；非正常模式下，远程控制终端控制无线通讯模块停止传输数据，进入休眠状态。其中，通过改变风压传感器7的采样频率，可以控制输电导线3表面风压测量值的精度；通过控制无线通讯模块的休眠与工作，可将能源的有效利用率达到最大化，实现节能目的。本实用新型性能可靠，安装方便，可实时检测导线或者覆冰导线舞动时截面的受力情况，进而为输电导线3的舞动机理研究与防舞装置开发提供可靠的数据支持。
【主权项】
1.输电导线表面风压测量仪，其特征在于:包括密闭保护壳体和风压测量装置，所述密闭保护壳体设有若干个进气孔，所述风压测量装置固定在密闭保护壳体中，风压测量装置包括风压传感模块、电路控制模块、无线通信模块和电源管理模块，电路控制模块分别连接风压传感模块、无线通讯模块和电源管理模块，电源管理模块为风压传感模块、电路控制模块和无线通讯模块供电，所述风压传感模块包括稳压盒和若干个风压传感器，每个风压传感器包括第一进气口和第二进气口，第一进气口通过导管与稳压盒连接，第二进气口通过导管与密闭保护壳体的进气孔连接。2.如权利要求1所述的输电导线表面风压测量仪，其特征在于:所述的密闭保护壳体呈半圆柱状，密闭保护壳体的下平面固定在输电导线上，密闭保护壳体沿与输电导线垂直的周向上分别设置有若干个进气孔。3.如权利要求2所述的输电导线表面风压测量仪，其特征在于:所述的密闭保护壳体下平面设有导线容置槽，导线容置槽的槽体两侧设有螺栓孔，密闭保护壳体利用穿过槽体两侧的螺栓固定在输电导线上。4.如权利要求3所述的输电导线表面风压测量仪，其特征在于:所述的电源管理模块包括太阳能电池单元、充电电池单元和充电管理电路，充电管理电路的输入端连接太阳能电池单元的输出端，充电管理电路的输出端连接充电电池单元的输入端，充电电池单元包括3.3V电压单元和5V电压单元，太阳能电池单元固定在密闭保护壳体一侧的输电导线上。5.如权利要求4所述的输电导线表面风压测量仪，其特征在于:所述的风压传感器采用高精度硅压阻式压力传感器。6.如权利要求5所述的输电导线表面风压测量仪，其特征在于:所述的无线通信模块采用ZigBee嵌入式无线通讯单元。
【专利摘要】本实用新型公开了一种输电导线表面风压测量仪，包括密闭保护壳体和风压测量装置，密闭保护壳体设有若干个进气孔，风压测量装置固定在密闭保护壳体中，风压测量装置包括风压传感模块、电路控制模块、无线通信模块和电源管理模块，电路控制模块分别连接风压传感模块、无线通讯模块和电源管理模块，风压传感模块包括稳压盒和若干个风压传感器，每个风压传感器包括第一进气口和第二进气口，第一进气口通过导管与稳压盒连接，第二进气口通过导管与密闭保护壳体的进气孔连接。本实用新型采用差压的测量方式，可以实时测量导线或者覆冰导线舞动时截面的受力情况，为输电导线的舞动机理研究与防舞装置开发提供可靠的数据支持。
【IPC分类】G01L9/02, G01L13/06
【公开号】CN204855082
【申请号】CN201520471508
【发明人】杨晓辉, 谢凯, 倪一清, 吴旺林, 陈豪然, 李晓刚, 李予全, 谢伟, 蒲兵舰, 马德英, 王天, 张超, 黄勤, 罗银
【申请人】国网河南省电力公司电力科学研究院, 河南恩湃高科集团有限公司, 深圳诚科工程咨询有限公司, 国家电网公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月3日