專利名稱：輸電線路微風振動檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種輸電線路微風振動檢測裝置，屬于檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準Q/GDW242-2010微風振動監(jiān)測裝置技術(shù)規(guī)范中已經(jīng)明確定義彎曲振幅法作為測量導地線微風振動的標準方法?，F(xiàn)有最先進的微風振動測試儀是加拿大Roctest Telemac公司的PAVICA型輸電線路測振儀，它是一套獨特、小巧、輕便的儀器，用于監(jiān)測和分析架空輸電線路的振動。PAVICA測量采樣周期內(nèi)所有振動的頻率和振幅，保存數(shù)據(jù)于高清晰度的矩陣存儲器中，處理數(shù)據(jù)并獲得結(jié)果，提供被測導線大致的估算壽命。這些測量和估算方法是基于電氣與電子工程師協(xié)會IEEE的導線振動測量標準和國際大電網(wǎng)會議CIGRE的工作壽命估算步驟。PAVICA由一個已校準的懸臂梁傳感器組成，傳 感器固定在線夾上，線夾支撐一個短的圓柱狀儀器外殼。和導線接觸的感觸器把運動傳遞給傳感器。儀器外殼里包含有一個微處理器，一個電子電路，電源，顯示屏和一個溫度傳感器。和PAVICA測振儀一樣，現(xiàn)有國內(nèi)外的微風振動檢測裝置大都采用內(nèi)置大容量電池的供電方式，工作時間有限，且都是采取大容量存儲器方式先將數(shù)據(jù)記錄保存下來，需要定期將裝置取下來下載數(shù)據(jù)到后臺PC才能進行分析，并且傳感器一般采用應(yīng)變懸臂梁，對于測點位置的振幅位移需要通過復雜的應(yīng)變轉(zhuǎn)換公式計算得來，不能直接測量振幅的位移數(shù)值，存在工作時間短、測量復雜、分析不實時的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種輸電線路微風振動檢測裝置，通過測量輸電線路導地線距線夾出口 89mm處導線相對于線夾的彎曲振幅，以此值大小來計算導線在線夾出口處的動彎應(yīng)變，作為輸電線路微風振動危害程度的判據(jù)。本裝置應(yīng)用于輸電線路微風振動的實時監(jiān)測，能直接測量振幅位移、長時間在線工作，并且能實時回傳數(shù)據(jù)的微風振動檢測裝置，從而解決背景技術(shù)存在的上述問題。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種輸電線路微風振動檢測裝置，其特征是包含接收代理裝置和振動采集裝置，所述接收代理裝置安裝在桿塔上，振動采集裝置安裝在導線距線夾出口 89mm處，二者通過近距離無線通信模塊通信。所述的接收代理裝置包含GPS傳輸部分和大容量存儲器，桿塔上采用60W的太陽能電池加100AH蓄電池的電源系統(tǒng)供電。所述的振動采集裝置包含位移傳感器、定位橫梁、裝置主體、太陽能板和V型安裝夾具，所述V型安裝夾具將裝置安裝在導線上，定位橫梁固定在V型安裝夾具上，末端夾緊位移傳感器，位移傳感器的伸縮觸桿頂在導線上，裝置主體安裝在V型安裝夾具的另一邊，位移傳感器通過連接線和裝置主體連接，裝置主體采用彎角形式，提供一個傾斜面，太陽能板安裝在裝置主體的傾斜面上。[0008]所述的位移傳感器為彈簧復位的位移傳感器，彈簧復位觸桿壓縮半行程頂著導線線夾出口。所述的裝置主體提供的斜面為45度。所述的裝置主體的內(nèi)部設(shè)有主板和近距離無線通信模塊，二者通過數(shù)據(jù)腳進行數(shù)據(jù)通信。所述的位移傳感器接入ADC轉(zhuǎn)換電路，與裝置主體的主板通過總線通信。本實用新型的有益效果是，提供一種電源能自給自足，24小時在線的輸電線路微風振動監(jiān)測手段。

圖I是本實用新型振動采集裝置的安裝示意圖；·圖2是本實用新型的電路原理圖之近距離無線通信模塊和主板MCU的連接圖；圖3是本實用新型的電路原理圖之位移傳感器連接圖；圖中1.位移傳感器；2.定位橫梁；3.裝置主體；4.太陽能板；5. V型安裝夾具；
6.CCllOO無線通信模塊。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。在實施例中，一種輸電線路微風振動檢測裝置，其特征是包含接收代理裝置和振動采集裝置，所述接收代理裝置安裝在桿塔上，振動檢測裝置安裝在導線距線夾出口 89mm處，二者通過近距離無線通信模塊通信。振動采集裝置采用低功耗技術(shù)設(shè)計，近距離無線通信模塊采用無線喚醒技術(shù)，裝置主板采用睡眠方式，串口數(shù)據(jù)中斷喚醒，整個裝置平時待機工作電流只有1mA。桿塔上接收代理裝置通過近距離無線通信模塊發(fā)送采集命令，振動采集裝置被無線信號喚醒，接收到采集命令，通過串口傳輸給主板，主板串口接收到數(shù)據(jù)，產(chǎn)生中斷，喚醒主板，主板控制開啟傳感器電源，開始采集振動位移數(shù)據(jù)，采集完后通過無線模塊發(fā)送數(shù)據(jù)給塔上接收代理裝置。接收代理裝置再通過GPRS轉(zhuǎn)發(fā)給后臺服務(wù)器，后臺服務(wù)器接收保存數(shù)據(jù)，用戶就可以實時查詢分析采集數(shù)據(jù)了。振動采集裝置的無線通信模塊采用德州儀器公司出產(chǎn)的低成本低功耗的單片UHF收發(fā)器CCllOO無線通信模塊6，利用CCllOO的電磁波激活(WOR)功能，使CCllOO周期性地從深度休眠狀態(tài)激活，從而不需要主板MCU的作用即能偵測到來的數(shù)據(jù)包。所述的接收代理裝置包含GPS傳輸部分和大容量存儲器，桿塔上采用60W的太陽能電池加100AH蓄電池的電源系統(tǒng)供電。將功耗大的GPRS傳輸部分以及與大容量存儲器獨立組成接收代理裝置，部署在桿塔上，在桿塔上采用60W的太陽能電池+100AH蓄電池的電源系統(tǒng)供電，可保證接收代理裝置7*24小時在線。所述的振動采集裝置包含位移傳感器I、定位橫梁2、裝置主體3、太陽能板4和V型安裝夾具5，所述V型安裝夾具5將裝置安裝在導線上，定位橫梁2固定在V型安裝夾具5上，末端夾緊位移傳感器I，位移傳感器I的伸縮觸桿頂在導線上，裝置主體3安裝在V型安裝夾具5的另一邊，位移傳感器I通過連接線和裝置主體3連接，裝置主體3采用彎角形式，提供一個傾斜面，太陽能板4安裝在裝置主體的傾斜面上。[0021]通過精加工的定位橫梁2定位導線出口 89mm，將傳感器采集部分加近距離無線傳輸部分做成一個輕型的振動檢測裝置安裝在導地線距線夾出口 89mm處，這樣裝置重量輕(〈2. 5KG)，滿足國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準Q/GDW242-2010微風振動監(jiān)測裝置技術(shù)規(guī)范要求，同時裝置輕對測量精度影響小，裝置耗能也大大減小，采用70mm*50mm的太陽能板加2. 4AH的蓄電池即可滿足長時間工作。所述的位移傳感器I為彈簧復位的位移傳感器，彈簧復位觸桿壓縮半行程頂著導線線夾出口。振動采集裝置采用彈簧復位的位移傳感器，直接測量導地線的振幅位移，針對微風振動振幅很小，國網(wǎng)規(guī)范量程要求是I. 3_，我們采用5_量程，其測量精度可達
O.1%FS,即O. 005mm的精度，滿足綜合誤差10%的要求。測量出振幅位移后，直接利用彎曲
振幅法公式 Ec = 356.5為4- As :線夾出口 89mm處振幅位移(mm)，本裝置實際測量值；- d :導線外層電纜直徑(_)，查導線設(shè)計資料可得此參數(shù)；即可計算出動彎應(yīng)變值。所述的裝置主體3提供的斜面為45度，用于安裝太陽能板4，以保證任何線路方向都有一個向上的太陽光接受面，同時提供一個45度的傾斜度用于雨水清洗太陽能板4鏡面污垢。定位橫梁2采用內(nèi)六角螺絲固定位移傳感器I，裝置主體3通過連接線給位移傳感器I供電并接收其反饋的電流信號，本裝置采用V型安裝夾具5以適應(yīng)電力線路各種線徑大小的導線，夾具采用雙螺母緊固，防止振動松脫。所述的裝置主體3的內(nèi)部設(shè)有主板和近距離無線通信模塊，二者通過數(shù)據(jù)腳進行數(shù)據(jù)通信。在圖2中，單片機ATMEGA32的14號腳PD4模擬產(chǎn)生方波信號給CC1100通信模塊的4號腳作為其系統(tǒng)時鐘。CCllOO通信模塊的6、8號腳G002和G000是通用輸出腳，用來對外指示模塊的各種狀態(tài)，例如發(fā)送結(jié)束、初始化結(jié)束等，這兩個腳接入主板MCU的數(shù)據(jù)腳H)3、PD2,主板MCU檢測這兩個腳位的電平變化可得知無線模塊的工作狀態(tài)。CCllOO通信模塊的數(shù)據(jù)腳3 (SI) ,5 (SO)接主板MCU的PD7和TO6，主板MCU和CC1100模塊之間通過這兩個腳進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)主板MCU對CCllOO通信模塊的配置和數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。系統(tǒng)啟動后，主板MCU首先配置CCllOO模塊，讓CCllOO模塊進入電磁波喚醒工作模式，隨后主板MCU配置串口中斷允許，自己也進入睡眠模式。CCllOO周期性自動蘇醒接收無線信號，如果沒有數(shù)據(jù)，重新進入睡眠，如果接收到有數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)發(fā)送給主板MCU，主板MCU串口數(shù)據(jù)接收中斷，主板MCU被喚醒，開始采集數(shù)據(jù)，然后發(fā)送數(shù)據(jù)，并檢測G000和G002，發(fā)現(xiàn)CCllOO模塊數(shù)據(jù)發(fā)送完成，則又重新配置CCllOO進入電磁波激活，并且自己也進入睡眠。CCllOO的電磁波喚醒工作模式下的配置如下const RF_SETTINGS rfSettings ={0x06, // FSCTRL1 Frequency synthesizer control.0x10, // FREQ2 Frequency control word, high byte.[0035]OxBlj // FREQlFrequency control word, middle byte.0x3B, // FREQOFrequency control word, low byte.0xF8, Il MDMCFG4 Modem Configuration0x93， Il MDMCFG3 Modem Configuration0x13， Il MDMCFG2 Modem Configuration0x22， Il MDMCFGI Modem configuration.0xF8, Il MDMCFG0 Modem configuration.0x00, // CHANNR Channel number.·[0043]0x15， Il DEVIATN Modem deviation setting (when FSK modulationis enabled).0x18,Il MCSMO Main Radio Control State Machineconfiguration.0x16， Il FOCCFG Frequency Offset Compensation Configuration.0xE9, Il FSCAL3Frequency Synthesizer Calibration0x2A, Il FSCAL2Frequency Synthesizer Calibration0x00， Il FSCALlFrequency Synthesizer CalibrationOxlFj Il FSCALOFrequency Synthesizer Calibration0x81， Il TEST2Various Test Settings0x35， Il TESTlVarious Test Settings0x09， Il TESTOVarious Test SettingsOxOBj // I0CFG2 GD02 output pin configuration.0x46， Il I0CFG0D GDOO output pin configuration.0x04， Il PKTCTRL1 Packet automation control.0x05， Il PKTCTRL0 Packet automation control.0x00, // ADDRDevice address.OxFF Il PKTLEN Packet length.};主要配置說明I、開啟并配置電磁波激活(WOR)的時鐘源，低功率的RC振蕩器。2、配置電磁波激活定時器的兩個事件EVENTO和EVENT1。3、配置常規(guī)用途的輸出控制腳⑶00和⑶02。4、配置開啟無線載波檢測，CCllOO間歇蘇醒檢測不到無線載波立即返回休眠狀態(tài)。5、配置在接收到同步字符或前導信號質(zhì)量在門限(PQT)之上，則連續(xù)接收。為確保激活接收模塊，桿塔發(fā)送模塊首先會進入發(fā)送狀態(tài)，持續(xù)發(fā)送載波信號I. 2秒，覆蓋接收模塊的蘇醒周期I秒，接收模塊在蘇醒時檢測到載波信號即轉(zhuǎn)入接收狀態(tài)。所述的位移傳感器接入ADC轉(zhuǎn)換電路，與裝置主體(3)的主板通過總線通信。在圖3中，主板MCU通過TLV—CTL2腳控制ADC轉(zhuǎn)換器TLV2543和基準電壓電路的電源，以實現(xiàn)平時電路睡眠時的節(jié)能。位移傳感器是一個電流信號，輸出4 20mA對應(yīng)量程的最低和最大值，電流信號經(jīng)過電阻R22轉(zhuǎn)換成電壓信號，接入ADC轉(zhuǎn)換器，ADC轉(zhuǎn)換器和主板MCU通
過SPI總線(MOSI和MISO)通信。
權(quán)利要求1.一種輸電線路微風振動檢測裝置，其特征是包含接收代理裝置和振動采集裝置，所述接收代理裝置安裝在桿塔上，振動采集裝置安裝在導線距線夾出口 89mm處，二者通過近距離無線通信模塊通信。
2.如權(quán)利要求I所述的輸電線路微風振動檢測裝置，其特征是所述的接收代理裝置包含GPS傳輸部分和大容量存儲器，桿塔上采用60W的太陽能電池加IOOAH蓄電池的電源系統(tǒng)供電。
3.如權(quán)利要求I所述的輸電線路微風振動檢測裝置，其特征是所述的振動采集裝置包含位移傳感器(I)、定位橫梁(2)、裝置主體(3)、太陽能板(4)和V型安裝夾具(5)，所述V型安裝夾具(5)將裝置安裝在導線上，定位橫梁(2)固定在V型安裝夾具(5)上，末端夾緊位移傳感器(1)，位移傳感器(I)的伸縮觸桿頂在導線上，裝置主體(3)安裝在V型安裝夾具(5)的另一邊，位移傳感器(I)通過連接線和裝置主體(3)連接，裝置主體(3)采用彎角形式，提供一個傾斜面，太陽能板(4)安裝在裝置主體(3)的傾斜面上。
4.如權(quán)利要求3所述的輸電線路微風振動檢測裝置，其特征是所述的位移傳感器(I)為彈簧復位的位移傳感器，彈簧復位觸桿壓縮半行程頂著導線線夾出口。
5.如權(quán)利要求3所述的輸電線路微風振動檢測裝置，其特征是所述的裝置主體(3)提供的斜面為45度。
6.如權(quán)利要求3所述的輸電線路微風振動檢測裝置，其特征是所述的裝置主體(3)的內(nèi)部設(shè)有主板和近距離無線通信模塊，二者通過數(shù)據(jù)腳進行數(shù)據(jù)通信。
7.如權(quán)利要求3所述的輸電線路微風振動檢測裝置，其特征是所述的位移傳感器接入ADC轉(zhuǎn)換電路，與裝置主體(3)的主板通過總線通信。
專利摘要本實用新型涉及輸電線路微風振動檢測裝置，屬于檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是包含接收代理裝置和振動采集裝置，所述接收代理裝置安裝在桿塔上，振動采集裝置安裝在導線距線夾出口89mm處，二者通過近距離無線通信模塊通信。本實用新型的有益效果是提供一種電源能自給自足，24小時在線的輸電線路微風振動監(jiān)測手段。
文檔編號G01H17/00GK202710176SQ20122033295
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者賈立寧, 李寶忠, 高俊福, 楊靜, 劉福強, 韓丹, 侯玉國, 董輝洲, 曹津源, 蔡永輝, 諸頌華 申請人:冀北電力有限公司唐山供電公司