[实用新型]应用于高压输电线路的无线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属无线网络技术领域，尤其是一种应用于高压输电线路的无线监测系统。

背景技术

随着无线传感器网络技术的发展，不仅可以实现对简单标量数据(如温度、湿度、光强等)的采集、传输与处理，还可以获取信息量丰富的声音、图像等多媒体数据信息，实现细粒度、精确信息的环境监测，对感知区域进行全方位监控，大大拓展了传统无线传感器网络的应用领域，在国防安全、科学研究、医疗看护、环境监控等方面有着巨大的潜在应用前景。

无线传感器网络在高压输电线路的在线监测中具有重要的应用价值。我国高压输电线路分布范围广、线路长，尤其是“西电东送”工程，不但地形地貌复杂，而且部分地区气候条件比较恶劣，特别是在冬季，电缆上长时间结有覆冰，给高压电缆带来的重量载荷越来越大，严重情况下会造成断缆进而杆塔倒塌。另外，洪水冲刷、不良地质、火灾、导线舞动、导线悬挂异物、线路周围建筑施工、塔材被盗等各种因素都会对高压输电线路造成不同程度的影响和破坏，带来巨大的经济损失。因此，在电力行业，急需一种有力的监控、监测手段对输电线路环境参数及周边状况进行全天候监测，使输电线路运行于可视可控之中。传统的监测手段是采用工作人员定期到现场进行检查的方式进行，这样不仅消耗大量的人力和物力，而且不能及时监测故障事件，带来一些不必要的工作延误，甚至会扩大故障范围。现有的解决方案通常使用移动通信网(GPRS，CDMA)进行标量数据(如温度、湿度、光强等)的的传输，但这种方法存在如下问题：

1.可靠性差。其完全依赖移动通信网，而移动通信网的网络覆盖范围有限，一般不会覆盖到人迹罕至的地方。然而，高压输电线路，尤其是特高压输电线路，通常距离远，跨越偏远的山区、沙漠等环境恶劣的地域，如我国的西电东送工程的输电线路。这些地方大都是移动通信网覆盖不到的区域。另外，移动通信网基站在受到如雪灾、地震等危害时，基站失效后会导致所辖小区内的所有用户无法正常通信，而且基站的修复较困难，恢复通信所需时间较长。

2.难以实现多参数、全方位监控，其扩展性差。受移动通信网接入的限制，通常一个接入点只能监测一种或一类参数，如微风震动监测系统、绝缘子污秽监测系统、泄漏电流监测系统等。如果要监测多个参数就需要增加接入点数目，随着监测规模的增加，后端监控的实现就会很复杂，可扩展性差。

3.监测系统的运行成本高。使用移动通信网产生大量的网络使用费，尽管按流量收费、价格呈下调趋势，但是大规模、长时间的使用，其使用费用还是相当可观的。

4.传输速率低。移动通信网的有效传输速率只有几十到一百多Kbps，难以满足高清晰图片、视频的传输需求，不能实现对电缆覆冰、绝缘子污秽等状态的监测。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种性能可靠、传输速率高、易于扩展且运行成本低的应用于高压输电线路的无线监测系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种应用于高压输电线路的无线监测系统，由采集终端、监测子站、监测网关、互联网及监控中心连接构成，采集终端通过Zigbee协议与监测子站相连接并构成无线监测子网，监测子站之间以及监测子站与监测网关之间通过WiFi协议相连接并构成无线监测骨干网，监测网关通过互联网与监控中心相连接。

而且，所述的采集终端安装在输电电缆或输电铁塔上，所述的监测子站安装在输电铁塔上，所述的监测网关安装在高压变电站内。

而且，所述的采集终端包括一采集终端控制电路，该采集终端控制电路由主控模块、传感器模块、Zigbee通信模块及电源模块构成，主控模块通过I/O接口与传感器模块相连接，主控模块通过SPI接口与Zigbee通信模块相连接。

而且，所述的传感器模块包括标量传感器和矢量传感器。

而且，所述的监测子站包括一监测子站控制电路，该监测子站控制电路由主控模块、WiFi通信模块、Zigbee通信模块及电源模块构成，主控模块通过MiniPCI接口与WiFi通信模块相连接，主控模块通过SPI接口与Zigbee通信模块相连接。

而且，所述的监测网关包括一监测网关控制电路，该监测网关控制电路由主控模块、WiFi通信模块、以太网模块及电源模块构成，主控模块通过MiniPCI接口和WiFi通信模块相连接，主控模块通过SMC接口和以太网模块相连接。

而且，所述的无线监测子网采用星型网络或网状网络进行连接。

本实用新型的优点和积极效果是：