一种输电线路螺栓测温系统的制作方法

本发明涉及输电线路检修技术领域，特别涉及一种输电线路螺栓测温系统。

背景技术：

随着我国电力事业的快速发展，电网系统在运行中会不同程度地受到输电事故或运行故障的影响，对高压输电线路进行及时的故障排查和检修并保证输电线路的安全性和可靠性势在必行。输电线测温技术的应用对高压输电线路的运行则起到了良好的监控作用，对输电线路的运行状态的安全稳定具有非常重要的意义。现有的外挂式测温球或红外测温等在成本、检测范围及可控性上均存在较为显著的不足。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种输电线路螺栓测温系统。

本发明采用的技术方案为：

一种输电线路螺栓测温系统，该输电线路螺栓测温系统包括测温螺栓、数据集中器及后台数据管理网络；所述测温螺栓作为采集系统终端，通过其上的测温装置能够对环境温度及输电线路温度进行检测，并传输至数据集中器；数据集中器与后台数据管理网络连接，其能够将若干测温螺栓的检测数据进行收集，并传输至后台数据管理网络。

优选的，所述测温螺栓由螺栓本体及测温装置构成，螺栓本体的顶部设有凹槽，测温装置设于螺栓本体顶部的凹槽内；测温装置由电路板、低功耗rf-soc芯片、a/d转换器、电源、环境温度传感器、输电线温度传感器和天线构成；输电线温度传感器设于凹槽底部与螺栓本体接触，环境温度传感器嵌于圆形盖体状的天线内，天线盖合于凹槽的槽口处，天线与电路板导线连接；低功耗rf-soc芯片和a/d转换器设于电路板上，输电线温度传感器和环境温度传感器与a/d转换器连接；电源位于天线与电路板之间，能够为电路板环境温度传感器、输电线温度传感器和天线供电。

优选的，所述电源采用一次性锂电池，锂电池内置电池保护板。

优选的，所述电源为感应取电装置，设有ct互感器、霍尔电流传感器、电源适配器及光照传感器。

优选的，所述低功耗rf-soc芯片内部集成电流消耗超低的有源rf和mcu。

优选的，所述测温螺栓的凹槽内还设有负荷电流测量装置，负荷电流测量装置由取能线圈、采样电阻、信号调理器构成，取能线圈通过采样电阻连接，采样电阻与信号调理器连接，信号调理器与a/d转换器连接。

本发明的有益效果是：

1.本发明一体化设计，运输、安装便捷。

2.本发明可进行输电线路温度、环境温度双检测，台数据管理网络通过比对环境温度及输电线路发热温度能够判断发热原因。

3.本发明采用锂电池供电、低功耗软硬件设计，最大程度延长电池使用寿命。

4.本发明锂电池内置电池保护板，安全性高，具备充放电保护、过流保护。

5.本发明的不锈钢底座能够与线夹螺栓螺纹连接，无需拆除，且不影响输电线路正常运行。

6.本发明通过天线无线通信，信号可靠稳定，且不依赖运营商与基站。

7.本发明具有兼容性和易维护性，便于系统更新和维护，同时具有良好的可行性和适应性，技术上可行、经济上实用。

附图说明

图1和图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明测温装置的逻辑框图；

图4为本发明电流测量装置的逻辑框图。

图1—2中，1—螺栓本体，2—测温装置，3—电路板，4—电源，5—环境温度传感器，6—输电线温度传感器、7—天线，8—导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1—4所示，本发明是一种输电线路螺栓测温系统，该输电线路螺栓测温系统包括测温螺栓、数据集中器及后台数据管理网络。所述测温螺栓作为采集系统终端，测温螺栓通过其上的测温装置2能够对环境温度及输电线路温度进行检测，并传输至数据集中器。所述数据集中器设有传感器驱动程序、通信驱动程序和主控逻辑程序；数据集中器与后台数据管理网络连接，其能够将若干测温螺栓的检测数据进行收集，并传输至后台数据管理网络。后台数据管理网络构建上，选用主机轮询方式组网。主机轮询方式组网是主机逐个查询的方式，不容易出现冲突，组网稳定，数据传输上采用m4国家标准数据加密。

该输电线路螺栓测温系统的测温螺栓由螺栓本体1及测温装置2构成，螺栓本体1的顶部设有凹槽，测温装置2设于螺栓本体1顶部的凹槽内。测温装置2由电路板3、低功耗rf-soc芯片、a/d转换器、电源4、环境温度传感器5、输电线温度传感器6和天线7构成。输电线温度传感器6设于凹槽底部与螺栓本体1接触，环境温度传感器5嵌于圆形盖体状的天线7内，天线7盖合于凹槽的槽口处，天线7与电路板3导线8连接。低功耗rf-soc芯片和a/d转换器设于电路板3上，输电线温度传感器6和环境温度传感器5与a/d转换器连接。电源4位于天线7与电路板3之间，能够为电路板3环境温度传感器5、输电线温度传感器6和天线7供电。

该输电线路螺栓测温系统的工作原理为：所述测温螺栓的螺栓本体1采用304不锈钢材质，防尘防水密封，具有抗干扰，耐腐蚀等特点，可以作为线夹螺栓使用，与输电线路直接接触。测温装置2的环境温度传感器5用于感知外部环境温度，输电线温度传感器6通过螺栓本体1感知输电线路温度，环境温度传感器5和输电线温度传感器6通过a/d转换器将检测数据转换为数字信号，传输至低功耗rf-soc芯片；由低功耗rf-soc芯片通过天线7传输至数据集中器。巡检人员通过后台数据管理网络即可对数据集中器收集的若干测温螺栓的检测数据进行实时监测和分析，从而有效的保障了电网的安全运行。

需要说明的是，所述低功耗rf-soc芯片具备扩展功能。低功耗rf-soc芯片内部通过集成电流消耗超低的有源rf和mcu，可对处理模拟和数字传感器进行配置，还可采用软件处理对电源调控和增加时钟管理以及天线调控。

本发明的电源4给出两种供电方式：一种为：所述电源4采用一次性锂电池，安全性高，锂电池内置电池保护板，具备充放电保护、过流保护功能，可在潮湿或高温等环境下使用。第二种为：所述电源4为感应取电装置，设有ct互感器、霍尔电流传感器、电源4适配器及光照传感器；通过ct互感器、霍尔电流传感器、电源4适配器及光照传感器利用输电线路取电。

为了进一步使得测温螺栓能够对输电线产生的负荷电流进行检测，以便于巡检人员更好的对输电线路升温进行分析判断。所述测温螺栓的凹槽内还设有负荷电流测量装置，负荷电流测量装置由取能线圈、采样电阻、信号调理器构成，取能线圈通过采样电阻连接，采样电阻与信号调理器连接，信号调理器与a/d转换器连接。负荷电流通过取能线圈采集，最终通过a/d转换器转环为数字信号，传输至低功耗rf-soc芯片，由低功耗rf-soc芯片通过天线7传输至数据集中器。

技术特征：

1.一种输电线路螺栓测温系统，其特征在于：该输电线路螺栓测温系统包括测温螺栓、数据集中器及后台数据管理网络；所述测温螺栓作为采集系统终端，通过其上的测温装置能够对环境温度及输电线路温度进行检测，并传输至数据集中器；数据集中器与后台数据管理网络连接，其能够将若干测温螺栓的检测数据进行收集，并传输至后台数据管理网络。

2.根据权利要求1所述的输电线路螺栓测温系统，其特征在于：所述测温螺栓由螺栓本体及测温装置构成，螺栓本体的顶部设有凹槽，测温装置设于螺栓本体顶部的凹槽内；测温装置由电路板、低功耗rf-soc芯片、a/d转换器、电源、环境温度传感器、输电线温度传感器和天线构成；输电线温度传感器设于凹槽底部与螺栓本体接触，环境温度传感器嵌于圆形盖体状的天线内，天线盖合于凹槽的槽口处，天线与电路板导线连接；低功耗rf-soc芯片和a/d转换器设于电路板上，输电线温度传感器和环境温度传感器与a/d转换器连接；电源位于天线与电路板之间，能够为电路板环境温度传感器、输电线温度传感器和天线供电。

3.根据权利要求2所述的输电线路螺栓测温系统，其特征在于：所述电源采用一次性锂电池，锂电池内置电池保护板。

4.根据权利要求2所述的输电线路螺栓测温系统，其特征在于：所述电源为感应取电装置，设有ct互感器、霍尔电流传感器、电源适配器及光照传感器。

5.根据权利要求2所述的输电线路螺栓测温系统，其特征在于：所述低功耗rf-soc芯片内部集成电流消耗超低的有源rf和mcu。

6.根据权利要求2所述的输电线路螺栓测温系统，其特征在于：所述测温螺栓的凹槽内还设有负荷电流测量装置，负荷电流测量装置由取能线圈、采样电阻、信号调理器构成，取能线圈通过采样电阻连接，采样电阻与信号调理器连接，信号调理器与a/d转换器连接。

技术总结
本发明是一种输电线路螺栓测温系统，该输电线路螺栓测温系统包括测温螺栓、数据集中器及后台数据管理网络；所述测温螺栓作为采集系统终端，通过其上的测温装置能够对环境温度及输电线路温度进行检测，并传输至数据集中器；数据集中器与后台数据管理网络连接，其能够将若干测温螺栓的检测数据进行收集，并传输至后台数据管理网络。本发明可替代传统外挂式测温球或红外测温等检测方式，该输电线路螺栓测温系统的应用可简化巡视作业的流程、提高工作效率，并且减少了人力物力的投入和劳动强度，降低电网运行的风险。

技术研发人员：许保瑜;周自更;解建华;曹家军;陈庆宁;吴圆波;沈凤;李欣江;钱晓明;王韬;许德斌;胡昌斌;宋庆;葛兴科;赵毅林;卜威;徐家勇;赵小萌
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司昆明供电局
技术研发日：2020.12.08
技术公布日：2021.04.02