专利名称：一种链网式高压输电线实时在线状态监测系统的利记博彩app
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：
I 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。
图I为本发明的测控点在高压电线上的分布示意 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；
图4为本发明的电子线路屏蔽盒子结构示意 图5为本发明的系统框图。图6为本发明测控示意框图。
具体实施例方式基于现代短程无线通信技术、传感技术和微电子技术，本发明的一种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系统是这样实现的
如图1、5、6所示，在每两个电线杆之间安装一个测控点1，高压线一端或两端的测控点接入测控中心2。所有测控点I均由机械夹钳装置3和电子线路4组成；在一端或两端的测控中心2配置一网关5，用于将整个无线网络与测控中心的计算机6相连。本系统构成一个基于IEEE802. 15. 4的无线通信平台7，该无线通信平台7使用2. 4GHz无线频段进行直接序列扩展频谱通讯，也可为其它通信频率；所述IEEE802. 15. 4的无线通信平台由链状网组网层8A、802. 15. 4媒体访问控制层8B、物理传输层8C三层构成所述物理传输层8C提供不高于250K比特/秒的数字无线通讯媒介；802. 15. 4MAC层8B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8C ;组网应用层为我们自己开发的适用于高压输电线结构的链网组网协议层。上述无线通信平台7根据RSSI (射频信号强度指示)信号进行链式网组网并协助MAC进行网络管理，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2，在本系统中，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
/Jn o上述机械夹钳装置如图2所示，机械夹钳装置3由夹掐片3A、夹掐片3B通过轴对称连接构成，在两夹掐片的中心位置开对称的半圆孔3C，两个半圆合起来就成了一个圆，在该圆内穿高压输电线P，在机械夹钳装置3里各装有一个半电流互感器3D，所述半电流互感器3D的输出端接入电子线路的输入端。上述的电子线路4的结构如图4所示，电子线路3内置于一屏蔽的盒子9里，盒子的外层10使用同种硬塑料，内层11设有屏蔽层，使弱电子信号不受强电磁场的干扰。如图3所示，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。整套电路选用低功耗电子器件，并利用低功耗设计，因此它所需要的工作电流非常小。本发明的组网机理
在本系统中，为了避免每个测控节点上使用GPRS/GSM天线通讯模块并借助移动公网来实现数据传输，我们采用基于IEEE802. 15. 4的无线通信平台，该平台的无线模块部分成本低(约10美金/节点)，它无需支付月租费，无任何附加运营成本。要是采用在每个测控节点上使用GPRS/GSM天线通讯模块并借助移动公网来实现数据传输，必将使整个系统的生产成本和运营成本大大增加，失去对高压线进行实时监控的经济意义，因为每个GSM/GPRS必须支付月租费和通话时间(和数据量成正比)，而且，在很多深山丛林等高压输电线经过的地方，并无GSM信号和服务覆盖。另外，本发明选用国际通行的免执照2. 4GHZ无线频段进行直接序列扩展频谱通讯(也可为其它通信频率)，该系统抗干扰能力强，能自动组网、功耗极低(收发状态耗电约在25mA左右)，它的通信协议由3层组成。A、物理传输层提供不高于250K比特/秒的数字无线通讯媒介。B、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。链状网组网层是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，包括进行数据上行方向传输和下行方向传输。图6所示，在系统开启后，所有接入链网内的节点会自动协商，自动分配IP地址并自动组网，无需过多人工干预，也无需人工地址分配，非常适合高压输电线路这样的高容量、多节点的网络环境，最终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，测控中心往往建立在发电厂或配电厂内。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，便于建立系统运行的直观图形显示。本发明的监控机理在链网内的每一个节点上均装有一个一模一样的电子线路装置，如图3所示。 I、断线监控和摆动监控
每个节点内装有一三轴加速度传感器，当断线发生时，节点会成自由落体下掉，该测控点会迅速上报这一故障状态。测控中心收到讯息后会马上知道断线发生在何处，可立即组织人员抢修。此外，加速度传感器还能用于监测输电线的摆幅，尤其在大风天气，当高压线出现大幅度摆动时，该节点可发出警示信息，以便让线路维护人员会给该区域以特别注意。2、覆冰监控
覆冰是最终导致断线的成因之一，覆冰可根据该节点当地区户外温度和湿度进行换算估计，当认为会有覆冰时，该节点可自动发出信息至测控中心，以便采取进一步的行动。
3、电流和电压监测
该系统能对输电线上的电流和电压进行实时准确测量，这些数据对测控中心用于优化配电和输电很有帮助。相邻两节点间的电流变化也是作为高压线老化的特征之一。当某一段高压线由于经常受大风天气影响而先于其它部分出现老化时，一部分电能在该段上会转化为热量而浪费，这种热量将直接导致该段电线温度上升，发红并最终导致断线。对电流和电压进行实时监测的另一好处是便于对输电和配电的优化，这时可通过人为的对功率因数的调节矫正来提高用电效率。
权利要求
1.一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，在测控点的一端或两端配测控中心，测控中心配置网关，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；所述无线网络的互联模型由链状网组网层(NWK)、802. 15. 4媒体访问控制层(MAC)、物理传输层(PHY)三层构成；所述物理传输层(PHY)提供不高于250K比特/秒的数字无线通讯媒介；802. 15. 4媒体访问控制层MAC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(NWK)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，并最终接入一个或两个的测控中心，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。
2.根据权利要求I所述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输入端。
3.根据权利要求I所述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器系统连接，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。
4.根据权利要求I或3所述的一种链网式高压、特高压输电线实时在线状态监测系统，其特征在于所述电子线路内置于一个屏蔽的盒子里，盒子的外层为硬塑料壁，内层设有屏蔽层。
全文摘要
本发明公开了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，在测控点的一端或两端配测控中心，测控中心配置网关，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；链状网组网层可使得整条高压输电线路上的测控点联成一条链状网，并最终接入一个或两个的测控中心，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。本发明解决了常规使用的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，进而对高压输电网络的状态进行预报和监测。
文档编号H04L29/08GK102710671SQ20111006796
公开日2012年10月3日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者吴建兵 申请人:南通傲迈光电科技有限公司