CN203551116U - 一种高压架空输电线路温度采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压架空输电线路温度采集装置，包括温度采集单元和塔上监测单元，温度采集单元通过安装装置直接安装于高压架空输电线上，高压架空输电线路的旁边安装有杆塔，塔上监测单元安装于杆塔上，温度采集单元的信号输出端与塔上监测单元的信号输入端之间无线连接，塔上监测单元的信号输出端输出无线信号；温度采集单元的供电装置为等电位电容储能式取电装置。本实用新型的温度采集单元采用基于无线传输的等电位电容储能式取电装置供电，无需电池和感应线圈，能直接带电安装，具有造价低、性能高、精度高、可靠性强、便于维护和安装便捷的优点，为大负荷区段的带电导线的安全运行、动态增容等提供温度监测手段。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高压架空输电线路温度采集装置，尤其涉及一种基于无线传输的等电位电容储能式取电的高压架空输电线路温度采集装置。
背景技术
目前中国国内外针对架空输电线路导线温度在线采集设备比较多，一般分为接触类导线温度采集和非接触类导线温度采集两种类型。接触类导线温度采集设备采用合理的固定方式安装在导线上，将铂电阻、热敏电阻、光纤光栅传感器数字温度传感器等温度传感元件与导线、金具外表面或内表面充分接触，进而采集到所需温度数据。非接触类导线温度采集设备采用红外等温度传感元件不与导线、金具表面直接接触的测温方法来获取监测点导线或金具表面温度。
非接触类温度采集装置可实现带电安装，不会对输电线路进行破坏，更不会影响输电线路的工作，但是由于红外测温易受环境及周围的电磁场干扰，价格较高，且要求被测量点能够在视野内并无遮掩，并且表面干净，否则很难保证测量的准确程度，同时受安装现场计安装位置的影响，工作人员又很难对其进行清洁工作，所以非接触类的红外测温装置很难在高压架空输电线路中得到大范围普及。
接触类温度采集设备的准确度相对较高，抗干扰能力较高，传感元件的价格也相对较低，但一般情况下不能实现带电安装，与导线或金具直接接触，易对其造成损伤。产品的研制与使用最关心的取电方式，目前主要采用进口特种高能电池和感应取能对蓄电池充电两种方式对设备进行供电，其存在以下缺点：一方面电池在超高压输电线路的强电磁场环境中存在着潜在的危险性；另一方面电池质量较大，其体积质量和容量成正比，决定着整个温度采集探头装置的重量和体积。进口特种供电高能电池体积小、重量轻，对线路的破坏力较小，但是价格高昂，难以普及；感应取能对蓄电池充电取电方式采用高能感应线圈取电对蓄电池进行浮充的方式进行供电，存在最小启动电流的的限制。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够无线传输取电的高压架空输电线路温度采集装置。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
本实用新型所述高压架空输电线路温度采集装置包括温度采集单元和塔上监测单元，所述温度采集单元通过安装装置直接安装于所述高压架空输电线上，所述高压架空输电线路的旁边安装有杆塔，所述塔上监测单元安装于所述杆塔上，所述温度采集单元的信号输出端与所述塔上监测单元的信号输入端之间无线连接，所述塔上监测单元的信号输出端输出无线信号；所述温度采集单元的供电装置为等电位电容储能式取电装置。
作为优选，所述温度采集单元的信号输出端与所述塔上监测单元的信号输入端之间通过射频通讯无线连接，所述塔上监测单元的信号输出端输出GPRS信号。这种结构均为无线通讯连接，便于各单元的独立安装。
作为优选，所述温度采集单元的RF射频输出模块与所述塔上监测单元的RF射频输入模块均选用NRF24集成电路板和陶瓷天线。
具体地，所述等电位电容储能式取电装置包括两个相互平行的感应电极板，所述感应电极板置于所述高压架空输电线的电场辐射区域内，两个所述感应电极板分别通过导线与所述温度采集单元的电路主板的电源输入端连接。感应电极板根据需要可以采用平面板或弧形板。
为了便于安装和准确定位，两个所述感应电极板和所述电路主板均置于一壳体内，所述壳体内填充有环氧树脂。
具体地，所述温度采集单元的安装装置包括两个安装单元，每个安装单元包括安装柱、安装抓手、弹簧片夹、支撑板和轴承，所述安装抓手通过所述轴承安装于所述安装柱上，所述弹簧片夹的中部安装于所述安装柱上，所述弹簧片夹的一端固定于所述安装柱上，所述弹簧片夹的另一端与所述支撑板的一端连接，所述支撑板的另一端与所述安装抓手连接；两个安装柱之间相互平行，两个安装柱之间的空隙用于夹持所述高压架空输电线。
所述温度采集单元的温度传感装置包括抗氧化合金块、金属板和数字化温度传感器，所述抗氧化合金块用于与所述高压架空输电线紧密接触，所述抗氧化合金块与所述金属板面面接触连接，所述金属板与所述数字化温度传感器的温度感应端面面接触连接，所述数字化温度传感器的信号输出端与所述温度采集单元的电路主板连接。
优选地，所述塔上监测单元的供电单元包括蓄电池和太阳能电池板。
进一步，所述塔上监测单元的供电单元还包括风电模块。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的温度采集单元采用基于无线传输的等电位电容储能式取电装置供电，无需电池和感应线圈，无需考虑最小启动电流，且重量轻，可直接带电安装，具有造价低、性能高、精度高、可靠性强、便于维护和安装便捷的优点，可用于高压架空输电线路及导线接续部分的温度监测，为大负荷区段的带电导线的安全运行、动态增容等提供温度监测手段。
附图说明
图1是本实用新型所述高压架空输电线路温度采集装置的结构示意图，图中的温度采集单元为剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本实用新型所述高压架空输电线路温度采集装置包括温度采集单元1和塔上监测单元16，温度采集单元1通过安装装置直接安装于高压架空输电线9上，高压架空输电线9的旁边安装有杆塔（图中未示），塔上监测单元16安装于杆塔上，温度采集单元1的信号输出端与塔上监测单元16的信号输入端之间通过射频通讯无线连接，塔上监测单元16的信号输出端通过GPRS天线17输出GPRS无线信号；温度采集单元1的供电装置为等电位电容储能式取电装置。
如图1所示，上述结构中，温度采集单元1的RF射频输出模块（图中未示）与塔上监测单元16的RF射频输入模块（图中未示）均选用NRF24集成电路板和陶瓷天线，图1中示出了温度采集单元1的陶瓷天线13，塔上监测单元16的陶瓷天线未在图中示出；所述等电位电容储能式取电装置包括两个相互平行的感应电极板15，感应电极板15根据需要可以采用平面板或弧形板，本例中为弧形板，感应电极板15置于高压架空输电线9的电场辐射区域内，两个感应电极板15分别通过导线2与温度采集单元1的电路主板12的电源输入端连接，两个感应电极板15和电路主板12均置于一壳体（图中未标记）内，壳体内填充有环氧树脂14；温度采集单元1的安装装置包括两个安装单元，每个安装单元包括安装柱6、安装抓手10、弹簧片夹5、支撑板8和轴承7，安装抓手10通过轴承7安装于安装柱6上，弹簧片夹5的中部安装于安装柱6上，弹簧片夹5的一端固定于安装柱6上，弹簧片夹5的另一端与支撑板8的一端连接，支撑板8的另一端与安装抓手10连接，两个安装柱6之间相互平行，两个安装柱6之间的空隙用于夹持高压架空输电线9，两个安装柱6安装在上述壳体上使温度采集单元1形成一个整体；温度采集单元1的温度传感装置包括抗氧化合金块4、金属板11和数字化温度传感器3，抗氧化合金块4用于与高压架空输电线9紧密接触，抗氧化合金块4与金属板11面面接触连接，金属板11与数字化温度传感器3的温度感应端面面接触连接，数字化温度传感器3的信号输出端与温度采集单元1的电路主板12连接。数字化温度传感器3具有高精度、低功耗的特点。
如图1所示，塔上监测单元16的供电单元包括蓄电池，或者包括蓄电池和太阳能电池板，或者包括蓄电池、太阳能电池板和风电模块，具体根据需求而定。
如图1所示，安装时，旋转两个安装抓手10会使两个支撑板8带动两个弹簧片夹5之间形成足够大的开口，移动温度采集单元1使该开口套住高压架空输电线9，松开安装抓手10，弹簧片夹5在其自身的应力作用下夹持住高压架空输电线9，完成温度采集单元1的安装；高压架空输电线9的旁边安装有杆塔（图中未示），在杆塔上安装好塔上监测单元16，从而完成整个温度采集装置的安装。温度采集单元1的具体安装位置宜选在金具出口1米以外的高压架空输电线9；或者，测量金具温度时，温度采集单元1宜安装在金具接续处。
安装后的温度采集装置的工作原理如下：
两块分布在高压架空输电线9周围强电场中的感应电极板15构成电容极板，分别与导线之间形成电势差，通过整流电路和限流电路后给温度采集单元1的用电部件提供电源。高压架空输电线9的温度以热量的方式通过抗氧化合金块4和金属板11传递给数字化温度传感器3，数字化温度传感器3将该热量转化为温度数字信号并传输给电路主板12，通过电路主板12处理后由RF射频输出模块传送给塔上监测单元16的RF射频输入模块，再传输给塔上监测单元16的微处理器，微处理器接收到信号并处理后，便进行温度分析或报警，最终经GPRS天线17以GPRS信号的方式传送给动态增容系统主站或电力SCADA系统的监控中心。整个温度数据采集过程周期性地进行，比如15分钟一个周期。
说明：本说明书未作详细描述的技术细节属于本领域一般技术人员公知的现有技术。本实用新型的保护范围不仅仅局限于上述优选实施例，在上述实施例的基础上，本领域的技术人员可以对本实用新型做各种显而易见的修改，但这些修改均落入本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种高压架空输电线路温度采集装置，其特征在于：包括温度采集单元和塔上监测单元，所述温度采集单元通过安装装置直接安装于所述高压架空输电线上，所述高压架空输电线的旁边安装有杆塔，所述塔上监测单元安装于所述杆塔上，所述温度采集单元的信号输出端与所述塔上监测单元的信号输入端之间无线连接，所述塔上监测单元的信号输出端输出无线信号；所述温度采集单元的供电装置为等电位电容储能式取电装置。
2.根据权利要求1所述的高压架空输电线路温度采集装置，其特征在于：所述温度采集单元的信号输出端与所述塔上监测单元的信号输入端之间通过射频通讯无线连接，所述塔上监测单元的信号输出端输出GPRS信号。
3.根据权利要求2所述的高压架空输电线路温度采集装置，其特征在于：所述温度采集单元的RF射频输出模块与所述塔上监测单元的RF射频输入模块均选用NRF24集成电路板和陶瓷天线。
4.根据权利要求1、2或3所述的高压架空输电线路温度采集装置，其特征在于：所述等电位电容储能式取电装置包括两个相互平行的感应电极板，所述感应电极板置于所述高压架空输电线的电场辐射区域内，两个所述感应电极板分别通过导线与所述温度采集单元的电路主板的电源输入端连接。
5.根据权利要求4所述的高压架空输电线路温度采集装置，其特征在于：两个所述感应电极板和所述电路主板均置于一壳体内，所述壳体内填充有环氧树脂。
6.根据权利要求1、2或3所述的高压架空输电线路温度采集装置，其特征在于：所述温度采集单元的安装装置包括两个安装单元，每个安装单元包括安装柱、安装抓手、弹簧片夹、支撑板和轴承，所述安装抓手通过所述轴承安装于所述安装柱上，所述弹簧片夹的中部安装于所述安装柱上，所述弹簧片夹的一端固定于所述安装柱上，所述弹簧片夹的另一端与所述支撑板的一端连接，所述支撑板的另一端与所述安装抓手连接；两个安装柱之间相互平行，两个安装柱之间的空隙用于夹持所述高压架空输电线。
7.根据权利要求1、2或3所述的高压架空输电线路温度采集装置，其特征在于：所述温度采集单元的温度传感装置包括抗氧化合金块、金属板和数字化温度传感器，所述抗氧化合金块用于与所述高压架空输电线紧密接触，所述抗氧化合金块与所述金属板面面接触连接，所述金属板与所述数字化温度传感器的温度感应端面面接触连接，所述数字化温度传感器的信号输出端与所述温度采集单元的电路主板连接。
8.根据权利要求1、2或3所述的高压架空输电线路温度采集装置，其特征在于：所述塔上监测单元的供电单元包括蓄电池和太阳能电池板。
9.根据权利要求8所述的高压架空输电线路温度采集装置，其特征在于：所述塔上监测单元的供电单元还包括风电模块。
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