專利名稱：輸電線路導(dǎo)線測溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于輸變電設(shè)備監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種輸電線路測量裝置，特別涉
及一種輸電線路導(dǎo)線測溫裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)高速增長，用電量迅猛增加，電網(wǎng)輸電能力不足的問題日益突出，部分省市已經(jīng)開始通過限電政策來緩解電力的供求矛盾。按傳統(tǒng)的技術(shù)，只有依靠增加輸配電線路來增加電網(wǎng)的輸電能力，但由于線路走廊資源的日益緊張、走廊占地壓力的不斷加大，新建輸電線路顯得越來越困難。從可持續(xù)性發(fā)展和環(huán)境保護角度出發(fā)，為了解決對輸電容量的需求持續(xù)增長與新建線路的困難的矛盾，應(yīng)將更多的注意力從電網(wǎng)的擴張轉(zhuǎn)移到挖掘現(xiàn)有線路的潛力上。 目前，國內(nèi)電力系統(tǒng)在設(shè)計和架設(shè)輸電線路時，為防止負荷過大，制定的輸電線熱容等級是以最為惡劣的氣象條件為基礎(chǔ)給出的一個靜態(tài)的、保守的熱量極限值。但這樣惡劣的氣象條件很少發(fā)生，造成了在絕大多數(shù)情況下無法真正高效利用輸電線路的傳輸潛力。因此，在用電量日益增加的今天，在確保電路不發(fā)生故障的前提下，利用現(xiàn)有輸電線路，最大限度地提供導(dǎo)線載流量，成為解決電力供求矛盾的有效途徑。而適當(dāng)提高現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的輸電導(dǎo)線的允許溫度，能增大現(xiàn)有電力系統(tǒng)的穩(wěn)定載流量，提高線路輸送能力，對增加已建線路輸送容量和降低新建線路投資，具有現(xiàn)實的經(jīng)濟意義。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種輸電線路導(dǎo)線測溫裝置，用于測量現(xiàn)有輸電導(dǎo)線的
溫升，為電力部門在確?，F(xiàn)有輸電導(dǎo)線不因溫升而發(fā)生故障的前提下，最大限度提高輸電
導(dǎo)線的載流量提供必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使現(xiàn)有電網(wǎng)電力供求的矛盾得到緩解。 本實用新型所采用的技術(shù)方案是，輸電線路導(dǎo)線測溫裝置，包括省局監(jiān)控中心，省
局監(jiān)控中心通過LAN總線分別與多個地市局監(jiān)控中心相連接，各地市局監(jiān)控中心通過GSM
SMS分別與多個線路通信分機相連接，各線路通信分機通過無線通信分別與多個溫度監(jiān)測
分機相連接。 本實用新型的特征還在于， 溫度監(jiān)測分機包括微處理器，微處理器分別與ZigBee無線通信模塊、LED顯示器、電源、時鐘芯片和多個溫度傳感器模塊相連接，溫度傳感器模塊的結(jié)構(gòu)包括依次相連接的導(dǎo)線溫度探頭、導(dǎo)線溫度探頭插孔和溫度傳感器，溫度傳感器與微處理器相連接。[0008] 微處理器采用P89C58單片機。 溫度傳感器模塊采用一線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20。 溫度傳感器模塊為四個。 本實用新型測溫裝置具有如下優(yōu)點 1.采用一線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20，可以在輸電線路不同的地方放置溫度敏感器件。 2.采用雙無線通信的方式，可實時、準確監(jiān)測導(dǎo)線溫度。 3.采用無線網(wǎng)絡(luò)的方式實現(xiàn)各個測溫分機與中心計算機之間的互連通信。不受變電站高壓環(huán)境電磁場的干擾，解決了測溫分機與中心計算機之間的無線通信問題；Zigbee模塊功耗低，休眠電流僅為luA，且具有透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?4.所有采集數(shù)據(jù)存入中心計算機數(shù)據(jù)庫，可以對一段時期內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，對導(dǎo)線溫度變化趨勢作出判斷，為電網(wǎng)調(diào)度人員提供增容依據(jù)。

圖1是本實用新型測溫裝置一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型測溫裝置中溫度監(jiān)測分機的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實用新型測溫裝置中線路通信分機的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實用新型測溫裝置中溫度監(jiān)測分機的中斷程序流程圖。 圖中，l.省局監(jiān)控中心，2.地市局監(jiān)控中心，3.線路通信分機，4.溫度監(jiān)測分機，
5.輸電導(dǎo)線，6.溫度傳感器模塊，7.微處理器，8.ZigBee無線通信模塊，9丄ED顯示器，
10.電源，ll.時鐘芯片。 其中，3-l.GSM通信模塊，3-2.ZigBee通信模塊，6-l.導(dǎo)線溫度探頭，6-2.導(dǎo)線溫度探頭插孔，6-3.溫度傳感器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。 本實用新型測溫裝置的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括省局監(jiān)控中心1，省局監(jiān)控中心1通過LAN總線分別與多個地市局監(jiān)控中心2相連接，各地市局監(jiān)控中心2通過GSM SMS分別與多個線路通信分機3相連接，各線路通信分機3通過無線通信分別與多個溫度監(jiān)測分機4相連接。 本實用新型測溫裝置中溫度監(jiān)測分機4的結(jié)構(gòu)，如圖2所述，包括微處理器7，微處理器7分別與四個溫度傳感器模塊6相連接，各溫度傳感器模塊6分別與輸電導(dǎo)線5相連接，微處理器7還分別與ZigBee無線通信模塊8、 LED顯示器9、電源10和時鐘芯片11相連接。各溫度傳感器模塊6的結(jié)構(gòu)包括依次相連接的導(dǎo)線溫度探頭6-l、導(dǎo)線溫度探頭插孔6-2和溫度傳感器6-3，導(dǎo)線溫度探頭6-1與輸電導(dǎo)線5固接，溫度傳感器6-3與微處理器7相連接。微處理器7采用P89C58單片機。電源10采用電陽能和蓄電池充放電的工作模式。 本實用新型測溫裝置中線路通信分機3的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，其結(jié)構(gòu)包括GSM通信模塊3-1和ZigBee無線模塊3_2。 溫度監(jiān)測分機4采用殼體對電磁信號進行雙屏蔽，溫度傳感器6采用一線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20， DS18B20采用單總線(liire)技術(shù)，將地址、數(shù)據(jù)線和控制線合為一根雙向串行傳輸?shù)男盘柧€，具有結(jié)構(gòu)簡單，便于總線擴展和維護等優(yōu)點。從微處理器7的CPU到數(shù)字溫度傳感器DS1820僅需一條線(和地線)。由于每一個數(shù)字溫度傳感器DS1820在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號，因此任意多個數(shù)字溫度傳感器DS1820可以存放在同一條單線總線上，使得在許多不同的地方放置溫度敏感器件。每只數(shù)字溫度傳感器DS1820都可以設(shè)置成兩種供電方式即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導(dǎo)線，但完成溫度測量的時間較長；采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線，但測量速度較快。本測溫裝置應(yīng)用于電壓500KV以上的輸電線路，溫度監(jiān)測分機4采用等電位安裝運行，利用DS18B20數(shù)字溫度傳感器獲得所需測量輸電導(dǎo)線5的數(shù)字溫度信號，為確保測量的精確度和準確性，導(dǎo)線溫度探頭6-1用鋁包帶裹扎于輸電導(dǎo)線5上，采用接觸方式測量輸電導(dǎo)線5的溫度，導(dǎo)線溫度探頭6-1連接線插接在導(dǎo)線溫度探頭插孔6-2內(nèi)。[0027] 溫度監(jiān)測分機4安裝在每個局部氣象小區(qū)架空的輸電導(dǎo)線5或輸電導(dǎo)線5的接頭上，實際測量各局部氣象條件下輸電導(dǎo)線5的平均溫度。每個溫度監(jiān)測分機4中采用4片DS18B20分別采集環(huán)境溫度信息和3處輸電導(dǎo)線5的溫度信息，并將采集的溫度信息傳輸給微處理器7，微處理器7 —方面對接收到的信息數(shù)據(jù)進行存儲，另一方面將該信息數(shù)據(jù)通過Zigbee無線通信模塊8發(fā)送給相應(yīng)的線路通信分機3，各線路通信分機3將接收到的溫度信息數(shù)據(jù)打包為GSMSMS，并通過GSM通信模塊3_1發(fā)送到地市局監(jiān)測中心2。[0028] 圖4所示是本實用新型測溫裝置中溫度監(jiān)測分機4的中斷程序流程圖，溫度監(jiān)測分機4一方面采用中斷方式進行工作，采樣時間一到就啟動測點溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完后通過Zigbee無線通信模塊8將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至線路通信分機3 ;另一方面溫度監(jiān)測分機4采用循環(huán)進行告警查詢(數(shù)字溫度傳感器DS18B20的上限溫度可設(shè)為7(TC或其他值)，監(jiān)測到的溫度如果超過穩(wěn)定傳感器6預(yù)設(shè)的溫度限值，則不受采樣時間間隔的限制，將該溫度信息通過Zigbee無線通信模塊8發(fā)送至線路通信分機3，線路通信分機3通過中文短信將接收到的信息發(fā)送給相關(guān)人員，及時采取措施。 監(jiān)控中心將接收到的GSM SMS信號，通過軟件解碼后，將獲得的數(shù)據(jù)進行存儲和判斷，并根據(jù)輸電導(dǎo)線5預(yù)設(shè)的溫度進行預(yù)報警，同時分析輸電導(dǎo)線5的溫度隨時間的變化曲線等。并通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接受SCADA系統(tǒng)實時測量的各線路電流數(shù)據(jù)，根據(jù)計算模型計算導(dǎo)線預(yù)期的溫度、導(dǎo)線預(yù)期的電流或負荷、預(yù)期時間、導(dǎo)線實時弧垂、導(dǎo)線預(yù)期弧垂等參數(shù)，以圖形方式顯示各計算和實測的結(jié)果，當(dāng)實測或計算的導(dǎo)線溫度或安全距離超過限定值時發(fā)出警示信息。 本實用新型測溫裝置的工作過程 監(jiān)控中心主機發(fā)出采集指令，指令通過Internet網(wǎng)絡(luò)、GSM服務(wù)器和GSM無線網(wǎng)輸送到線路通信分機3。線路通信分機3根據(jù)監(jiān)控中心設(shè)置的采樣時間間隔，定時/實時通過Zigbee無線模塊3-2依次呼叫其控制的多個溫度監(jiān)測分機4。溫度監(jiān)測分機4安裝在每個局部氣象小區(qū)的輸電導(dǎo)線5或輸電導(dǎo)線5的接頭上，實際測量在局部氣象條件下輸電導(dǎo)線5的運行溫度，并通過Zigbee無線通信模塊8 (頻率2. 4GHz)將采集的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給線路通信分機3，由線路通信分機3將各個監(jiān)測點的溫度打包為GSM SMS信號，通過GSM通信模塊3-1將溫度信號發(fā)送到地市局監(jiān)測中心2，由地市局監(jiān)測中心2集中管理各線路監(jiān)測點的溫度信息，并可通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接受SCADA系統(tǒng)實時測量的各線路電流數(shù)據(jù)，根據(jù)計算模型計算輸電導(dǎo)線5預(yù)期的溫度、導(dǎo)線預(yù)期的電流或負荷、預(yù)期時間、導(dǎo)線實時弧垂、導(dǎo)線預(yù)期弧垂等參數(shù)，以圖形方式顯示各計算和實測的結(jié)果，當(dāng)實測或計算的輸電導(dǎo)線5溫度或安全距離超過限定值時發(fā)出警示信息。監(jiān)測中心主機可通過GSM SMS對線路通信分機的運行參數(shù)(如采用時間間隔、分機系統(tǒng)時間及實時數(shù)據(jù)請求等)進行設(shè)置。各地市局的監(jiān)測中心2與省局監(jiān)測中心1采用LAN方式組網(wǎng)，省局監(jiān)測中心1可以直接調(diào)用各地市局監(jiān) 測中心2的各線路各測點的輸電導(dǎo)線5及金具的溫度等數(shù)據(jù)，與輸電導(dǎo)線5允許的溫度進 行比較分析，可在不突破現(xiàn)行技術(shù)規(guī)程規(guī)定的條件下，提高輸電線路的輸送容量；也可在提 高線路載流量的基礎(chǔ)上，監(jiān)測導(dǎo)線的運行溫度。 本實用新型測溫裝置通過對導(dǎo)線溫度的實時動態(tài)監(jiān)控，為不突破現(xiàn)有技術(shù)規(guī)程而 提高線路輸送容量，提供保證，實現(xiàn)了不同環(huán)境條件下動態(tài)調(diào)節(jié)輸電線路的載流量，有效提 高了現(xiàn)有輸電線路的輸送容量，部分解決電力供應(yīng)短缺的問題。
權(quán)利要求輸電線路導(dǎo)線測溫裝置，其特征在于，包括省局監(jiān)控中心(1)，省局監(jiān)控中心(1)通過LAN總線分別與多個地市局監(jiān)控中心(2)相連接，各地市局監(jiān)控中心(2)通過GSM SMS分別與多個線路通信分機(3)相連接，各線路通信分機(3)通過無線通信分別與多個溫度監(jiān)測分機(4)相連接。
2. 按照權(quán)利要求1所述的測溫裝置，其特征在于，所述的溫度監(jiān)測分機(4)包括微處 理器(7)，微處理器(7)分別與ZigBee無線通信模塊(8) 、LED顯示器(9)、電源(10)、時鐘 芯片(11)和多個溫度傳感器模塊(6)相連接，所述溫度傳感器模塊(6)的結(jié)構(gòu)包括依次 相連接的導(dǎo)線溫度探頭(6-l)、導(dǎo)線溫度探頭插孔(6-2)和溫度傳感器(6-3)，溫度傳感器 (6-3)與微處理器(7)相連接。
3. 按照權(quán)利要求2所述的測溫裝置，其特征在于，所述的微處理器(7)采用P89C58單 片機。
4. 按照權(quán)利要求2所述的測溫裝置，其特征在于，所述的溫度傳感器模塊(6)采用一線 式數(shù)字溫度傳感器DS18B20。
5. 按照權(quán)利要求2、3或4所述的測溫裝置，其特征在于，所述的溫度傳感器模塊(6)為 四個。
專利摘要輸電線路導(dǎo)線測溫裝置，包括省局監(jiān)控中心，省局監(jiān)控中心通過LAN總線分別與多個地市局監(jiān)控中心相連接，各地市局監(jiān)控中心通過GSM SMS分別與多個線路通信分機相連接，各線路通信分機通過無線通信分別與多個溫度監(jiān)測分機相連接。本實用新型測溫裝置通過對輸電導(dǎo)線溫度的實時動態(tài)監(jiān)控，為不突破現(xiàn)有技術(shù)規(guī)程而提高輸電線路的輸送容量，提供了保證，實現(xiàn)了不同環(huán)境條件下動態(tài)調(diào)節(jié)輸電線路的載流量，有效提高了現(xiàn)有輸電線路的輸送容量，部分解決電力供應(yīng)短缺的問題。
文檔編號G01K7/00GK201497588SQ20092030710
公開日2010年6月2日 申請日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者韓曉燕, 黃新波 申請人:西安工程大學(xué)