[发明专利]一种链网式高压输电线实时在线状态监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测系统，具体是一种基于现代短程无线通信技术、传感技术和微电子技术，提出了一套可对高压输电线路的断线、覆冰、摆动、温度、电流/电压分布的无缝实时在线测量，进而对高压输电网络的状态进行预报和监测的一种链网式高压输电线实时在线状态监测系统。

背景技术

1.     [0002]   简介

高压输电线的断线故障一直是业界头疼的问题。由于高压主干输送网跨越区域大、海拔高、地形复杂。红外视频是国内外普遍使用的方法去寻找断线或故障点。一般较为常规的方法是驾驶直升机或汽车沿线查询。这样做的缺点是效率低、成本高。美国东北部2003年8月发生产大停电影响了八个州和加拿大安大略省五千五百万人的供电，美国能源部花费三天才找到故障点，直接经济损失达数亿美元。

除断线这一常规故障外，人们也开始对输电线路的覆冰、输电导线的温度、输电线路微气象区状况，导线摆动进行监测。

2.     现阶段状况

目前国内外还没有一套完整的、能对整个输电网进行无缝监控的系统。对断线点距离进行估算的常用方法是在断线后利用故障点的反射行波和入射行波的时间差，经常小波变换后计算故障距离。这往往需要若干小时的反复测算才能将范围缩小到数十公里范围内。此外，也有人提出在电线杆上架设视频摄像机来监控高压线的动态。众所周知视频传感能给人直观明了的景象，但它的数据量大，很难进行实时测量，而且摄像机成本及高。GSM/GPRS是人们常用的数据传输平台，即使用现有的移动通讯网将处理后的视频图像数据传回监测中心。GSM/GPRS的带宽有限，通讯系统不能进行实时有效监测。随着数据量的增大，GSM/GPRS的月租费也相应增大，也使得系统的通信阻塞趋于严重，这无疑增加了运营成本。随着成本的增加，人们只能通过设置有限的监测点进行监测，这又使得无法对整个输电线路进行无缝监测。况且，视频传感器也只能对断线，一定程度的覆冰和导线摆动进行监测，而不能对电流、电压、温度、湿度等其它重要指标进行监测。

发明内容

本发明的主要任务在于提供一种链网式高压输电线实时在线状态监测系统，具体是一种能无缝实时在线测量，进而对高压输电网络的状态进行预报和监测的一种链网式高压输电线实时在线状态监测系统。

   为了解决以上技术问题，本发明的一种链网式高压输电线实时在线状态监测系统，其特征在于：在每两个电线杆之间安装一测控点，所有测控点均由机械夹钳装置和电子线路组成，在一端或两端的测控中心配置网关，用于将整个链网式无线网络与测控中心的计算机相连；无线通信平台运行IEEE802.15.4协议，由链状网组网层、802.15.4媒体访问控制层、物理传输层三层构成；所述物理传输层提供不高于250K比特/秒的数字无线通讯媒介；802.15.4MAC层提供自动IP分配，并将网络层来的有效数据打包后交由物理层传输；链状网组网层为适用于高压输电线结构的链网组网协议层，它根据RSSI（射频信号强度指示）信号进行链式组网并协助MAC进行网络管理，包括向相邻节点进行数据上行方向传输和下行方向传输，使得整条高压输电线路上的测控点联成一条链状网，并最终接入一端或两端的测控中心，完成组网；在组网完成后，每个节点会被自动分配一固定地址，该地址在汇报到测控中心后测控中心能绘出该网络的分布图，建立系统运行的直观图形显示。

进一步地，所述机械装置结构为：在夹钳里各装有一个半电流互感器，所述半电流互感器的输出接入电子线路的微控制器输入端。

进一步地，所述电子线路主要由电流互感器（CT），场强传感器，温度传感器，加速度传感器和湿度传感器分别与微控制系统连接，微控制器与2.4GHz（也可为其它通信频率）无线收发模块相连接；上述电子线路由可充电的锂电池供电，内置场效应装置能将一小部分电磁场转化为小电流对电池进行充电。

进一步地，所述电子线路内置于一屏蔽的盒子里，盒子的外层为硬塑料壁，内层设有屏蔽层。

   本发明的优点在于：采用本链网式高压、特高压输电线实时在线状态监测系统，解决了常规使用的GSM/GPRS数据传输平台带宽有限，通讯系统不能进行实时有效监测的问题，对高压输电线路的断线、覆冰、摆动、温度、电流/电压分布的无缝实时在线测量，进而对高压输电网络的状态进行预报和监测。且运营成本低，网速快。

附图说明

      图1为本发明的测控点在高压电线上的分布示意图；

      图2为本发明的机械夹钳装置；

图3为本发明的无线系统互联模型；