一種輸電鐵塔應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】一種輸電鐵塔應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)背景
[0001]輸電線路鐵塔由于長(zhǎng)期承受覆冰載荷、風(fēng)載荷、塔基松動(dòng)這些外界環(huán)境載荷的作用，這對(duì)輸電線路的安全、可靠運(yùn)行有很大的影響，尤其是在輸電鐵塔兩側(cè)的導(dǎo)線、地線覆冰量不同的情況下，會(huì)導(dǎo)致輸電線路鐵塔承受不平衡張力而發(fā)生傾斜，當(dāng)問(wèn)題嚴(yán)重時(shí)就會(huì)造成倒塔斷線，不但會(huì)給社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)嚴(yán)重影響到人們的日常生活。
[0002]隨著電力系統(tǒng)的不斷升級(jí)與發(fā)展，輸電線路倒塔及斷線事故的頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全運(yùn)行，大范圍的輸電線路受到了破壞。為了保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，要對(duì)輸電線路鐵塔應(yīng)力的分布情況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，得到輸電線路鐵塔各個(gè)桿件受應(yīng)力最大的部位，最終將輸電線路鐵塔受應(yīng)力情況及時(shí)反饋給運(yùn)維人員。
[0003]現(xiàn)有的輸電線路鐵塔應(yīng)力測(cè)量時(shí)，由于鐵塔分布比較分散，地形復(fù)雜，成本較高，維護(hù)復(fù)雜。采用的無(wú)線傳輸技術(shù)易收到輸電鐵塔導(dǎo)線電磁干擾的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服了上述接線復(fù)雜，成本較高，維護(hù)復(fù)雜，受電磁干擾影響的缺點(diǎn)。提供了一種輸電鐵塔應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]—種輸電鐵塔應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本發(fā)明特征是，它由并聯(lián)的八路振弦傳感器采集系統(tǒng)、激振電路、濾波電路、整形電路、STM32處理器、無(wú)線傳輸模塊依序連接組成，整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用太陽(yáng)能供電模塊供電。
[0007]本發(fā)明所述的振弦傳感器采集系統(tǒng)采用包含溫度采集功能的VMS-10B振弦式應(yīng)力計(jì)。
[0008]本發(fā)明所述的激振電路用一個(gè)頻率可以調(diào)節(jié)的信號(hào)去激勵(lì)振弦式傳感器的激振線圈，使振弦傳感器起振。
[0009]本發(fā)明所述的濾波電路采用四階貝塞爾有源低通濾波器。
[0010]本發(fā)明所述的無(wú)線傳輸模塊無(wú)線傳輸和電力光纖通信OPGW相結(jié)合的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，采用多跳寬帶Mesh組網(wǎng)，使用基于WDS的無(wú)線mesh的無(wú)線路由器，使用IEEE 802.1lb進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。
[0011]本發(fā)明的有益結(jié)果:本發(fā)明具有簡(jiǎn)單，成本低，可靠，能夠準(zhǔn)確測(cè)量出輸電鐵塔應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)。還具有價(jià)格低廉，便于在輸電鐵塔線路中批量實(shí)用。遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸技術(shù)克服了輸電鐵塔電磁干擾的影響，方便快捷而且可靠的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主框圖；
[0013]圖2是本發(fā)明激振電路圖；
[0014]圖3是本發(fā)明低通濾波電路圖；
[0015]圖4是本發(fā)明整形電路圖；
[0016]圖5是本發(fā)明無(wú)線組網(wǎng)方式圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參見附圖1，一種輸電鐵塔應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本發(fā)明特征是，它由并聯(lián)的八路振弦傳感器采集系統(tǒng)、激振電路、濾波電路、整形電路、STM32處理器、無(wú)線傳輸模塊依序連接組成，整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用太陽(yáng)能供電模塊供電。
[0018]本發(fā)明所述的振弦傳感器采集系統(tǒng)采用包含溫度采集功能的VMS-10B振弦式應(yīng)力計(jì)。
[0019]本發(fā)明所述的激振電路用一個(gè)頻率可以調(diào)節(jié)的信號(hào)去激勵(lì)振弦式傳感器的激振線圈，使振弦傳感器起振。
[0020]本發(fā)明所述的濾波電路采用四階貝塞爾有源低通濾波器。
[0021]本發(fā)明所述的無(wú)線傳輸模塊無(wú)線傳輸和電力光纖通信OPGW相結(jié)合的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，采用多跳寬帶Mesh組網(wǎng)，使用基于WDS的無(wú)線mesh的無(wú)線路由器，使用IEEE 802.1lb進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。
[0022]振弦傳感器采集應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)，信號(hào)經(jīng)激振電路，濾波電路，整形電路調(diào)制，經(jīng)STM32處理器處理，經(jīng)無(wú)線傳輸模塊傳入到上位機(jī)。
[0023]參見附圖2，系統(tǒng)激振電路，用一個(gè)頻率可以調(diào)節(jié)的信號(hào)去激勵(lì)振弦式傳感器的激振線圈，如果信號(hào)的頻率與振弦的固有頻率相接近，振弦就能迅速達(dá)到共振狀態(tài)。由于激勵(lì)信號(hào)的頻率是容易用軟件方便控制的，所以只要知道振弦固有頻率的大致范圍(一般來(lái)說(shuō)，每種傳感器的固有頻率的大致范圍是確定的)，就用這個(gè)頻率附近的激勵(lì)信號(hào)去激勵(lì)它，就能使弦很快起振。當(dāng)TR_IN0為高電平時(shí)，BG1，BG5，BG9同時(shí)導(dǎo)通，給應(yīng)變計(jì)以高壓脈沖激勵(lì)信號(hào)，當(dāng)TR_IN0為低電平時(shí)，BG1，BG5，BG9同時(shí)截止，激勵(lì)脈沖消失，經(jīng)過(guò)短暫的時(shí)間后，振弦式傳感器輸出固有頻率信號(hào)。
[0024]參見附圖3，系統(tǒng)低通濾波電路濾波器采用四階貝塞爾有源低通濾波器。低通濾波器采用0PA37高速運(yùn)算放大器。低通濾波器能夠有效濾掉振弦傳感器產(chǎn)生的雜波干擾。由于ADS1271的最大采樣率為ΙΟΟΚΗζ，所以貝塞爾低通濾波器3dB截止頻率設(shè)計(jì)為50KHz。
[0025]參見附圖4，系統(tǒng)整形電路。由于振弦式傳感器輸出的頻率為幅度不斷衰減的正弦波，因此，需要轉(zhuǎn)換為方波才能為處理器所識(shí)別。
[0026]參見附圖5，系統(tǒng)無(wú)線組網(wǎng)方式。傳輸技術(shù)采用無(wú)線傳輸和電力光纖通信(OPGW)相結(jié)合的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，采用多跳寬帶Mesh組網(wǎng)，為提高傳輸帶寬，采用定向天線和多信道并行技術(shù)，采用動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷方式以達(dá)到通信資源合理利用?；赪DS的無(wú)線mesh的無(wú)線路由器，解決了輸變電無(wú)線通信應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋面積廣，傳輸距離長(zhǎng)的問(wèn)題。路由器的支持了 WEP，WPA/WPA2，802.1X的鏈路加密方式，采用了定時(shí)休眠與主動(dòng)喚醒、被動(dòng)喚醒的省電機(jī)制。在輸電鐵塔傳輸節(jié)點(diǎn)之間組成多跳、網(wǎng)狀的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，相鄰的節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)損壞，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，相隔的節(jié)點(diǎn)也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。終端數(shù)據(jù)通過(guò)plnm網(wǎng)絡(luò)和電力光纖通信傳入變電站終端。在一條輸電線路的每一個(gè)鐵塔處均安裝一個(gè)無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)收集鐵塔上振弦傳感器采集到的應(yīng)力信息，作為信息的中間傳輸站，通過(guò)選擇合適的發(fā)送功率，實(shí)現(xiàn)臨近塔和相隔塔之間遠(yuǎn)距離無(wú)線的通信，最終向終端的節(jié)點(diǎn)逐級(jí)傳輸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輸電鐵塔應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，它由并聯(lián)的八路振弦傳感器采集系統(tǒng)、激振電路、濾波電路、整形電路、STM32處理器、無(wú)線傳輸模塊依序連接組成，整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用太陽(yáng)能供電模塊供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電鐵塔應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的振弦傳感器采集系統(tǒng)采用包含溫度采集功能的VMS-1OB振弦式應(yīng)力計(jì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電鐵塔應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的濾波電路采用四階貝塞爾有源低通濾波器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電鐵塔應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的無(wú)線傳輸模塊無(wú)線傳輸和電力光纖通信OPGW相結(jié)合的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，采用多跳寬帶Mesh組網(wǎng)，使用基于WDS的無(wú)線mesh的無(wú)線路由器，使用IEEE 802.1lb進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。
【專利摘要】一種輸電鐵塔應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，它由并聯(lián)的八路振弦傳感器采集系統(tǒng)、激振電路、濾波電路、整形電路、STM32處理器、無(wú)線傳輸模塊依序連接組成，整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用太陽(yáng)能供電模塊供電。本發(fā)明的有益結(jié)果：本發(fā)明具有簡(jiǎn)單，成本低，可靠，能夠準(zhǔn)確測(cè)量出輸電鐵塔應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)。還具有價(jià)格低廉，便于在輸電鐵塔線路中批量實(shí)用。遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸技術(shù)克服了輸電鐵塔電磁干擾的影響，方便快捷而且可靠的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01L1/10
【公開號(hào)】CN105136348
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510578244
【發(fā)明人】劉榮海, 張軒, 鄭欣, 郭新良, 楊迎春, 吳章勤, 許紅偉
【申請(qǐng)人】云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日