一种能自动上传温度数据的耐张线夹监测系统

摘要

本发明提供了一种能自动上传温度数据的耐张线夹监测系统，包括：前端温度监测单元、耐张线夹状态检测单元和终端数据监控单元；所述前端温度监测单元用于检测耐张线夹的实时温度信息并进行处理传输；所述耐张线夹状态检测单元用于检测耐张线夹的工作电阻和应力；所述终端数据监控单元包括信息接收装置和温度监控平台，所述信息接收装置包括包括信息中转模块、优先级设置模块、信息缓存处理模块和模式选择模块；所述温度监控平台用于监测不同地点的耐张线夹温度监测单元传输的信息，所述温度监控平台包括配置管理模块和运维记录模块，本发明可实现对耐张线夹温度进行实时监测，布局简洁，并对线夹的运行状况进行分析监控，降低了输电安全隐患。

说明书

技术领域

本发明涉及高压输电技术领域，尤其涉及到一种能自动上传温度数据的耐张线夹监测系统。

背景技术

架空线路耐张线夹在架空配电线路中起着支持,紧固,连接,接续,保护导线与避雷线的作用。而耐张线夹过热是影响输电线路安全稳定运行的重要因素，传统的耐张线夹温度检测方法有：(一)遥视温度贴片法，预先在导线的连接点附近吸附多个颜色不同的温度贴片，贴片会根据温度的变化而出现颜色变化，通过望远镜可以观察到线路运行时连接点上的贴片颜色变化情况，从而判断出连接点的温度变化范围。(二)红外测温仪检测。远距离红外测温仪是当前输电线路连接点导线温升检测常用的仪器设备，同时设备监控可以及时了解连接点位置的温度变化情况，如果测温扫描的位置较远，测温仪和导线之间的直线距离大于30m，则技术人员应该要在杆塔上进行扫描测量，以提高测量结果的准确性。(三)人工测量。人工测量也是常用的测温方式，一般在负荷高峰值来临之前或者在用电负荷高峰期时，对一些重点线路进行监测。人工测量的结果误差较大，而且不能实时监测。(四)在线夹上及靠近线夹线缆上贴合测温探头，同时几个测温探头连至附近测温终端，由测温终端将测温探头采集到的温度信息通过无线网络上传到专用服务器。但前三种方法，都必须人到现场后进行作业，效率极低。第四种监测系统在部署时需要电力部门组织人手进行等电位操作(专门的施工班组，且人必须上电力塔)，系统部署进度极缓慢且人工费用高昂。

综上所述，提供一种可实现对耐张线夹温度进行实时监测，布局简洁，并对线夹的运行状况进行分析监控，降低输电安全隐患的能自动上传温度数据的耐张线夹监测系统，是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种能自动上传温度数据的耐张线夹监测系统，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种能自动上传温度数据的耐张线夹监测系统，包括：前端温度监测单元、耐张线夹状态检测单元和终端数据监控单元，所述前端温度监测单元内置在耐张线夹的中部靠近钢锚端面，所述终端数据监控单元设置于监控中心；

所述前端温度监测单元用于检测耐张线夹的实时温度信息并进行处理传输，所述前端温度监测单元包括测温模块、数据处理模块、定位模块和通信模块，所述测温模块包括四个可伸缩的温感采集端头，所述四个可伸缩的温感采集端头设置在不同位置用于采集耐张线夹的温度，所述数据处理模块包括信号整理模块、存储模块和处理器模块，所述信号整理模块、所述存储模块和均与所述处理器模块电连接，所述通信模块包括5G/NB-Iot模块，所述测温模块、所述定位模块和所述通信模块均与所述数据处理模块相连接；

所述耐张线夹状态检测单元用于检测耐张线夹的工作电阻和应力，所述耐张线夹压接包括应力获取模块和工作电阻获取模块，所述应力获取模块和工作电阻获取模块均与所述数据处理模块相连接；

所述终端数据监控单元包括信息接收装置和温度监控平台，所述信息接收装置包括包括信息中转模块、优先级设置模块、信息缓存处理模块和模式选择模块，所述模式包括线上报警模式和线下报警模式，所述信息中转模块与所述信息缓存处理模块相连接，当所述信息缓存处理模块检测到所述前端温度监测单元和所述耐张线夹状态检测单元发送的参数值超过报警阈值时，按照所述优先级设置模块设置的优先级别通过所述信息中转模块向所述温度监控平台或线下报警装置发送报警信息；

所述温度监控平台用于监测不同地点的耐张线夹温度监测单元传输的信息，所述温度监控平台包括配置管理模块和运维记录模块，所述配置管理模块包括电子地图模块、信息关联列表和数据更新模块，所述信息关联列表用于根据IP地址和时间戳将报警信息和所述电子地图模块的地理定位信息进行关联，所述运维记录模块用于记录故障信息、管理维修信息和形成运维报告，所述数据更新模块用于对耐张线夹的各设置参数进行增、删、改和查操作。

进一步地，第一温感采集端头在靠近钢锚端面处，第二温感采集端头和第三温感采集端头在铝管与插入线缆的接触处，第四温感采集端头在上接管与下接管的螺丝连接处。

更进一步地，所述信号整理模块对所述测温模块采集的温度信号进行滤波放大处理，并将滤波放大处理后的信号传输至所述处理器模块，所述处理器模块将信号值与存储在所述存储模块的温度预设值进行比较并将比较结果发送至所述信息中转模块。

更进一步地，所述前端温度监测单元还包括计时模块和供电模块，所述供电模块包括供电模组和剩余电能计算模块，所述供电模组为所述前端温度监测单元提供所需电压，所述剩余电能计算模块与所述供电模组和所述数据处理模块相连接对所述供电模组的剩余电能进行定时检测，同时所述数据处理模块将检测结果发送至所述终端数据监控单元，当检测到剩余电能低于设定阈值时进行低电量报警。

更进一步地，所述线上报警模式接收所述信息缓存处理模块输出的报警信息进行线上报警并将报警位置及报警时间信息发送至所述温度监控平台，所述线下报警模式接收所述信息缓存处理模块输出的报警信息，并根据不同报警信息驱动语音报警装置和光报警装置输出对应报警状态提醒监控人员进行及时维护。

更进一步地，所述运维管理模块对报警信息进行记录然后检索历史报警故障信息给出维修方案，当无法检索到相同故障信息时，通知管理人员进行维修安排，并在完成维修后形成运维报告。

更进一步地，所述温度监控平台的硬件实现设备包括本地服务器、云服务器和智能显示设备，所述云服务器和所述智能显示设备均与所述本地服务器相连接。

更进一步地，所述温度监控平台还包括图形绘制模块，所述图形绘制模块根据存储在历史数据库中的温度检测数据、故障维护数据和时间戳信息绘制耐张线夹在一定周期内温度变化图形和图表以及一定周期内故障维护比例的图形和图表。

从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：本发明可实现对耐张线夹温度进行实时监测，布局简洁，成本较低，并对线夹的运行状况进行分析监控，降低输电安全隐患。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下文将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为本发明中能自动上传温度数据的耐张线夹监测系统的组成示意图。

图2为本发明中前端温度监测单元的组成示意图。

图3为本发明中温度监控平台的组成示意图。

图4为本发明中耐张线夹的结构示意图。

图5为本发明中耐张线夹的上接管的剖视示意图。

附图标记：

前端温度监测单元1、第一温感采集端头11、第二温感采集端头12、第三温感采集端头13、第四温感采集端头14、上接管2、下接管3、钢锚4、电缆5。

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

架空线路耐张线夹在架空配电线路中起着支持,紧固,连接,接续,保护导线与避雷线的作用。耐张线夹过热的原因有：耐张线夹在线路运行过程中主要有安装、检修技术不到位，如紧固螺丝未拧紧、安装前连接处未清洁等；由于输电线路长期暴露在空气中，受冷热交替和风振影响，导致线夹与导线或避雷线之间的连接点发生松动；受环境影响，导体连接点的接触表面出现腐蚀和氧化，氧化层可以使得金属表面的电阻率大大增加。本发明提供了一种可实现对耐张线夹温度、应力和工作电阻等的实时监测，且布局简洁，并对线夹的运行状况进行分析监控，降低输电安全隐患的能自动上传温度数据的耐张线夹监测系统。如图1至图4所示，该系统包括：前端温度监测单元1、耐张线夹状态检测单元和终端数据监控单元，所述前端温度监测单元1内置在耐张线夹的中部靠近钢锚4端面，所述终端数据监控单元设置于监控中心。所述前端温度监测单元1用于检测耐张线夹的实时温度信息并进行处理传输，所述前端温度监测单元1包括测温模块、数据处理模块、定位模块和通信模块以及计时模块和供电模块，其中，如图4所示，所述前端温度监测单元1中的数据处理模块、定位模块和通信模块以及计时模块和供电模块设置在一壳体内，而所述测温模块包括四个可伸缩的温感采集端头，所述四个可伸缩的温感采集端头设置在不同位置用于采集耐张线夹的温度，第一温感采集端头11在靠近钢锚4端面处，第二温感采集端头12和第三温感采集端头13在铝管与插入线缆的接触处，第四温感采集端头14在上接管2与下接管3的螺丝连接处。所述数据处理模块包括信号整理模块、存储模块和处理器模块，所述信号整理模块、所述存储模块和均与所述处理器模块电连接，所述通信模块包括5G/NB-Iot模块，本系统直接利用耐张线夹本身作为内部通信模块5G/NB-Iot的天线，所述测温模块、所述定位模块和所述通信模块均与所述数据处理模块相连接。其中，所述供电模块包括供电模组和剩余电能计算模块，所述供电模组为所述前端温度监测单元1提供所需电压，所述剩余电能计算模块与所述供电模组和所述数据处理模块相连接对所述供电模组的剩余电能进行定时检测，同时由所述数据处理模块将检测结果发送至所述终端数据监控单元，当检测到剩余电能低于设定阈值时进行低电量报警，例如供电模组电能低于10％时。

在本实施例中，所述信号整理模块包括滤波放大器、所述处理器模块包括MCU处理器、所述定位模块包括GPS定位模块所述信号整理模块包括滤波放大器、所述处理器模块采用MCU处理器、所述定位模块采用GPS定位模块，而所述剩余电能计模块则采用基于模糊神经网络的电池剩余电量计算方法计算供电模组的剩余电能，并根据计时模块进行时间记录，将定时检测的电量结果发送给数据处理模块，由数据处理模块将检测结果发送至所述终端数据监控单元。

在本系统中，所述信号整理模块对所述测温模块采集的温度信号进行滤波放大处理，并将滤波放大处理后的信号传输至所述处理器模块，所述处理器模块将信号值与存储在所述存储模块的温度预设值进行比较并将比较结果发送至所述信息中转模块，所述信号值和温度预设值均为一种温度差值信号。因规定接续金具不应出现温度高于导线温度10℃(即温升)，跳线联板温度高于相邻导线温度10℃。故在本实施例中，当温升变化为8℃-10℃的时候，判定热缺陷程度为轻微，此时线路还可以继续工作，不必及时抢修，可以等到断电的时候进行处理。当温升变化为10℃-20℃之间的时候，热缺陷程度处于中等，必须要近期内进行抢修。当温升变化在20℃以上的时候，表明线路的热缺陷现象十分严重，必须尽快抢修。

而所述终端数据监控单元包括信息接收装置和温度监控平台，所述信息接收装置包括包括信息中转模块、优先级设置模块、信息缓存处理模块和模式选择模块，所述模式包括线上报警模式和线下报警模式，所述信息中转模块与所述信息缓存处理模块相连接，当所述信息缓存处理模块检测到所述前端温度监测单元1和所述耐张线夹状态检测单元发送的参数值超过报警阈值时，按照所述优先级设置模块设置的优先级别通过所述信息中转模块向所述温度监控平台或线下报警装置发送报警信息。其中，所述线上报警模式接收所述信息缓存处理模块输出的报警信息进行线上报警并将报警位置及报警时间信息发送至所述温度监控平台，所述线下报警模式接收所述信息缓存处理模块输出的报警信息，并根据不同报警信息驱动语音报警装置和光报警装置输出对应报警状态提醒监控人员进行及时维护。

除了温度因素导致耐张线夹的使用存在安全隐患外，其在工作过程中的应力和运行电阻因素也十分重要，所述耐张线夹状态检测单元用于检测耐张线夹的工作电阻和应力，所述耐张线夹压接包括应力获取模块和工作电阻获取模块，所述应力获取模块和工作电阻获取模块均与所述数据处理模块相连接，其中，应力获取模块采用应力传感器，工作电阻获取模块对耐张线夹进行分段电阻测量，计算总平均电阻作为耐张线夹的工作电阻。在本实施例中，工作电阻获取模块根据热路模型，那计算该热路模型中各个铝的热阻和空气热阻的阻值，再由得到每个铝的热阻传导的发热功率和每个空气热阻散失的发热功率、载流量、传导的发热功率、散失的发热功率计算在线运行时耐张线夹各部分的运行电阻，再计算总平均电阻作为耐张线夹的工作电阻。

系统中的所述温度监控平台用于监测不同地点的耐张线夹温度监测单元传输的信息，所述温度监控平台包括配置管理模块和运维记录模块，所述配置管理模块包括电子地图模块、信息关联列表和数据更新模块，所述信息关联列表用于根据IP地址和时间戳将报警信息和所述电子地图模块的地理定位信息进行关联，所述运维记录模块用于记录故障信息、管理维修信息和形成运维报告，所述数据更新模块用于对耐张线夹的各设置参数进行增、删、改和查操作，另外，所述温度监控平台还包括图形绘制模块。所述图形绘制模块根据存储在历史数据库中的温度检测数据、故障维护数据和时间戳信息绘制耐张线夹在一定周期内温度变化图形和图表以及一定周期内故障维护比例的图形和图表，以便于后续耐张线夹生命周期及使用方案的分析和优化。所述运维管理模块对报警信息进行记录然后检索历史报警故障信息给出维修方案，当无法检索到相同故障信息时，通知管理人员进行维修安排，并在完成维修后形成运维报告。在本实施例中，所述温度监控平台的硬件实现设备包括本地服务器、云服务器和智能显示设备，所述云服务器和所述智能显示设备均与所述本地服务器相连接。

应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。