專利名稱：一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸電線路技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
2005年至今，湖北省輸變電工程公司維護(hù)的輸電線路共計(jì)發(fā)生山火故障8次，山火導(dǎo)致線路跳閘給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。2010年第一季度南方電網(wǎng)220kV及以上電壓等級(jí)線路發(fā)生故障跳閘262次，其中500kV線路跳閘113次，占43. 13% ；220kV線路跳閘149次，占56. 87%。因山火引發(fā)的線路跳閘128次，占線路總跳閘次數(shù)的4819%， 尤其突出的是2010年2月28日貴州電網(wǎng)220kV及以上電壓等級(jí)線路因山火引發(fā)的故障跳閘27次，占第一季度山火跳閘次數(shù)的21. 09%。因此，開(kāi)展的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)的研究與實(shí)施，能夠提高電力供給可靠率，同時(shí)減少國(guó)民經(jīng)濟(jì)和電網(wǎng)公司因電力事故引起的經(jīng)濟(jì)損失。目前，針對(duì)直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)的方法主要有視頻監(jiān)控、紅外多光譜技術(shù)和激光雷達(dá)技術(shù)。然而視頻監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行山火多發(fā)地帶的圖像采集、分析和預(yù)警，但該技術(shù)存在的問(wèn)題有攝像頭本身功耗大、利用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像數(shù)據(jù)量多，攝像頭采集數(shù)據(jù)受天氣狀況密切相關(guān)，在黑夜環(huán)境和大霧的氣候條件下，攝像頭判定山火的識(shí)別能力大幅度降低。紅外多光譜技術(shù)目前存在的問(wèn)題有山火情況下的火焰向外發(fā)射紅外光譜易受導(dǎo)線發(fā)熱輻射的紅外線和太陽(yáng)輻射紅外光譜干擾，同時(shí)不同材質(zhì)的原材料進(jìn)行燃燒所發(fā)射的紅外光譜特性不同，輸電線路又處在多可燃物不同比例混雜的環(huán)境，因此經(jīng)過(guò)紅外多光譜技術(shù)進(jìn)行山火探測(cè)干擾因素多。激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行山火探測(cè)存在的問(wèn)題有激光雷達(dá)的造價(jià)高，直流輸電線路的總跨越距離遠(yuǎn)，針對(duì)山火點(diǎn)進(jìn)行該技術(shù)布點(diǎn)，造成整體成本高，同時(shí)激光雷達(dá)探測(cè)區(qū)域狹小，只能探測(cè)線路走廊下很小的區(qū)域，再次激光雷達(dá)容易受線路下方的樹(shù)木和植被影響，造成探測(cè)精度下降。因此針對(duì)上訴目前技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明是在國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目基金(2012AA050209)資助下，提出了一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用監(jiān)測(cè)直流輸電線路的離子電流密度探測(cè)線路走廊山火，提高直流輸電可靠率，運(yùn)用于直流輸電線路的山火探測(cè)與預(yù)警技術(shù)起著重要的作用，提供一種陳本低、數(shù)據(jù)傳輸量小、功耗低、可靠性高的一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置，包括用于直流輸電線路進(jìn)行離子電流密度、風(fēng)速風(fēng)向、溫度、濕度和大氣壓力測(cè)量的離子電流密度與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊，用于根據(jù)離子電流密度與環(huán)境參數(shù)進(jìn)行判定是否有山火的判定山火并預(yù)警模塊，用于傳輸預(yù)警信息和接受離子電流密度與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊狀態(tài)指令的通訊模塊，用于從通訊模塊處接收預(yù)警信息、控制離子電流密度與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊各狀態(tài)指令及聲光報(bào)警指令的控制中心，用于根據(jù)控制中心接收的預(yù)警信息通知運(yùn)行人員上報(bào)電力調(diào)度人員決定是否停用線路或派遣線路檢修人員排除隱患的聲光報(bào)警模塊。所述離子電流密度與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊包括蓄電池以及與其連接并聯(lián)合給蓄電池充電的風(fēng)能采集器和太陽(yáng)能電池板；蓄電池分別連接到濾波、放大和采集單元和數(shù)據(jù)處理單元；濾波、放大和采集單元一端連接有風(fēng)速風(fēng)向傳感器、溫度和濕度傳感器、大氣壓力傳感器、離子電流密度傳感器，另一端與數(shù)據(jù)處理單元連接；風(fēng)能采集器、太陽(yáng)能電池板、蓄電池、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、溫度和濕度傳感器、大氣壓力傳感器、離子電流密度傳感器安裝于線路桿塔上。風(fēng)速風(fēng)向的傳感器用于測(cè)量輸電線路周圍的風(fēng)速和風(fēng)向，溫度和濕度傳感器用于測(cè)量輸電線路周圍的溫度和濕度，大氣壓力傳感器用于測(cè)量輸電線路周圍的大氣壓 力。所述判定山火并預(yù)警模塊包括與數(shù)據(jù)處理單元依次連接的數(shù)據(jù)計(jì)算單元、山火判
定與預(yù)警單元，判定山火并預(yù)警模塊基于
權(quán)利要求
1.一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于包括， 用于直流輸電線路進(jìn)行離子電流密度、風(fēng)速風(fēng)向、溫度、濕度和大氣壓力測(cè)量的離子電流密度與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊，用于根據(jù)離子電流密度與環(huán)境參數(shù)進(jìn)行判定是否有山火的判定山火并預(yù)警模塊，用于傳輸預(yù)警信息和接受離子電流密度與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊狀態(tài)指令的通訊模塊，用于從通訊模塊處接收預(yù)警信息、控制離子電流密度與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊各狀態(tài)指令及聲光報(bào)警指令的控制中心，用于根據(jù)控制中心接收的預(yù)警信息通知運(yùn)行人員上報(bào)電力調(diào)度人員決定是否停用線路或派遣線路檢修人員排除隱患的聲光報(bào)警模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述離子電流密度與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊包括蓄電池(3)以及與其連接并聯(lián)合給蓄電池⑶充電的風(fēng)能采集器⑴和太陽(yáng)能電池板⑵；蓄電池⑶分別連接到濾波、放大和采集單元(9)和數(shù)據(jù)處理單元(10);濾波、放大和采集單元(9) 一端連接有風(fēng)速風(fēng)向傳感器(5)、溫度和濕度傳感器(6)、大氣壓力傳感器(7)、離子電流密度傳感器(8)，另一端與數(shù)據(jù)處理單元(10)連接；風(fēng)能采集器(I)、太陽(yáng)能電池板(2)、蓄電池(3)、風(fēng)速風(fēng)向傳感 器(5)、溫度和濕度傳感器(6)、大氣壓力傳感器(7)、離子電流密度傳感器(8)安裝于線路桿塔⑷上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述判定山火并預(yù)警模塊包括與數(shù)據(jù)處理單元(10)依次連接的數(shù)據(jù)計(jì)算單I元(11)、山火判定與預(yù)警單元(12)，判定山火并預(yù)警模塊基于/ =-公式 v s*cos(ft —ft)計(jì)算；其中，V為風(fēng)速風(fēng)向傳感器(5)測(cè)量的風(fēng)速，0 !為風(fēng)速風(fēng)向傳感器(5)測(cè)量風(fēng)速與直流輸電線路的夾角，e2為離子電流密度傳感器(8)與線路桿塔(4)的安裝夾角，I為數(shù)據(jù)處理單元(10)提供的離子電流密度大小，S為離子電流密度傳感器(8)的表面積，進(jìn)入數(shù)據(jù)計(jì)算單元(11)計(jì)算離子密度P如式(1)，當(dāng)離子密度P的值大于IelO時(shí)，判定為附近有山火并輸出報(bào)警信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述通訊模塊包括依次與判定山火并預(yù)警模塊連接的終端無(wú)線通訊單元(13)、通訊單元(14)、控制中心無(wú)線通訊模塊(15)，通訊單元(14)包括物聯(lián)網(wǎng)、GSM、GPRS,電力載波、光纖數(shù)據(jù)傳輸方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述控制中心(16)—端連接控制中心無(wú)線通訊模塊(15)，另一端連接接入聲光報(bào)警模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述聲光報(bào)警模塊由聲音報(bào)警(17)和光線提示(18)組成，其警報(bào)的數(shù)據(jù)源由所述的控制中心(16)雙通道并行輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于空間離子電流密度的直流輸電線路山火監(jiān)測(cè)裝置，包括用于直流輸電線路進(jìn)行離子電流密度、風(fēng)速風(fēng)向、溫度、濕度和大氣壓力測(cè)量的離子電流密度與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊，用于根據(jù)離子電流密度與環(huán)境參數(shù)進(jìn)行判定是否有山火的判定山火并預(yù)警模塊，用于傳輸預(yù)警信息和接受離子電流密度與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊狀態(tài)指令的通訊模塊，用于從通訊模塊處接收預(yù)警信息、控制離子電流密度與環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊各狀態(tài)指令及聲光報(bào)警指令的控制中心，用于根據(jù)控制中心接收的預(yù)警信息通知運(yùn)行人員上報(bào)電力調(diào)度人員決定是否停用線路或派遣線路檢修人員排除隱患的聲光報(bào)警模塊。使用和維護(hù)方便，能夠穩(wěn)定對(duì)高壓運(yùn)行中的直流輸電線路測(cè)點(diǎn)周圍進(jìn)行風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度及大氣壓力等基本環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)，利用風(fēng)速和風(fēng)向基本參數(shù)計(jì)算了測(cè)點(diǎn)附近的離子電流密度，根據(jù)離子電流密度進(jìn)行輸電線路附近山火的判定，通過(guò)無(wú)線通訊單元將報(bào)警信息傳送到控制中心，經(jīng)過(guò)配套控制主機(jī)的聲光信息及時(shí)提示值班人員。
文檔編號(hào)G08B17/06GK102750799SQ20121020211
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者伍衡, 呂金壯, 周海濱, 周震震, 楊光源, 楚金偉, 王奇, 王昕 , 謝惠藩, 鄧軍, 陳禾, 黃和燕 申請(qǐng)人:中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司