CN207184696U - 一种应用于杆塔的新型远程雷击监测*** - Google Patents
一种应用于杆塔的新型远程雷击监测*** Download PDFInfo
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Abstract
一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,包括铁塔及线圈,在铁塔上设有抓拍一体机;所述抓拍一体机包括双向摄像头、控制器及电流传感器,双向摄像头及电流传感器与控制器连接,还包括供电装置为控制器供电;所述线圈绕设于铁塔的塔身上,线圈与供电装置连接,所述供电装置包括DC‑DC变换器及电能存储模块,线圈与DC‑DC变换器连接,DC‑DC变换器与电能存储模块连接,电能存储模块连接与控制器连接;所述电能存储模块包括两个锂电池及电能管理模块;所述电流传感器用于检测线圈内的电流。本实用新型提供一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,通过设置线圈,对杆塔进行远程防雷监测,采集雷击电流的实际数据和杆塔的雷击灾害情况。
Description
技术领域
本发明涉及电力杆塔雷击检测领域,尤其是一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***。
背景技术
雷电是一种大气放电现象,会产生极高的过电压和极大的过电流,线路落雷后,沿输电线路传入变电站的侵入波会威胁着变电站的电气设备,造成重大事故。目前,雷击已成为造成输电线路故障的最主要之一。由于雷电是一种随机发生的自然现象,落雷的时间、地点都是难以预测的,具有很大的不确定性。因此,在电力***中,对于自然界的雷电流特征参数,包括波形、幅值、上升时间、持续时间等都缺少实际数据,并且各个杆塔遭受雷击的情况,并不能清楚的了解。
现阶段,高压输电线路是电力***的重要组成部分。但是由于高压输电线路较长、经过的地域较为复杂,且输电线路沿途的气候条件差别很大,线路容易遭受雷击等其他诸多因素的影响,对电力***的正常稳定的运行造成巨大的影响。本专利提出了一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***。通过设置线圈,对杆塔进行远程防雷监测,采集雷击电流的实际数据和杆塔的雷击灾害情况。使成本得到极大的节省,将雷电能量间接存储。同时,为后续采取的故障切除措施和防雷改进提供有效的参考依据。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,通过设置线圈,对杆塔进行远程防雷监测,采集雷击电流的实际数据和杆塔的雷击灾害情况。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,包括铁塔及线圈,在铁塔上设有抓拍一体机;所述抓拍一体机包括双向摄像头、控制器及电流传感器,双向摄像头及电流传感器与控制器连接,还包括供电装置为控制器供电;所述线圈绕设于铁塔的塔身上,线圈与供电装置连接,所述供电装置包括DC-DC变换器及电能存储模块,线圈与DC-DC变换器连接,DC-DC变换器与电能存储模块连接,电能存储模块连接与控制器连接;所述电能存储模块包括两个锂电池及电能管理模块;所述电流传感器用于检测线圈内的电流。
优选的,所述控制器还与温度传感器、湿度传感器及风速传感器连接。
优选的,所述控制器通过无线通信模块与服务器连接,服务器通过无线通信模块与监控终端连接。
优选的,所述无线通信模块为4G无线通信模块或GPRS无线通信模块或wifi无线通信模块,所述监控终端为智能手机或平板电脑。
优选的,还包括太阳能光伏板,太阳能光伏板与电脑能存储模块连接。
优选的,所述电能管理模块采用BMS电能管理模块。
优选的,所述抓拍一体机设于铁塔的上端,所述双向摄像头包括用于监测线路的前端摄像头及用于监测塔基的底端摄像头。
本发明提供一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,采用铜芯线绕在塔身,通过感应方式对雷击数据进行采集,这样极大的节约了监测设备的成本,同时,将线圈整体绕在杆塔上,可以更好的固定杆塔,避免杆塔遭受强风的影响。并且,雷击电流整体流过铜芯线,使得穿过铜芯线的电流变多,所产生的感应电能更大,更加有利于电能的存储。在数据传输中,雷击电流采用无线信号传输,通过抓拍一体机将数据传到中端服务器,当线圈中流过较大的电流,使得后端电流波动变得更加明显,更加容易判断雷击的情况,配合抓拍一体机的温度、湿度、风速等信号,能更加清楚的反应杆塔的实际的情况。通过双锂电池的管理模式,提高了抓拍一体机供电的可靠性和锂电池的性能,使抓拍一体机工作更加可靠,通过无线通讯,使得***可以不受地域限制,实现远程监测。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明控制***的结构框图;
图3为本发明双锂电池管理流程图;
图4为本发明雷击电流监测流程图。
具体实施方式
如图1、2中,一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,包括铁塔及线圈,在铁塔上设有抓拍一体机;所述抓拍一体机包括双向摄像头、控制器及电流传感器,双向摄像头及电流传感器与控制器连接,还包括供电装置为控制器供电;所述线圈绕设于铁塔的塔身上,线圈与供电装置连接,所述供电装置包括DC-DC变换器及电能存储模块,线圈与DC-DC变换器连接,DC-DC变换器与电能存储模块连接,电能存储模块连接与控制器连接;所述电能存储模块包括两个锂电池及电能管理模块;所述电流传感器用于检测线圈内的电流。
优选的,所述控制器还与温度传感器、湿度传感器及风速传感器连接。
所示电流传感器采用型号为BA10-AI的电流传感器;所示温度传感器采用型号为Pt100的温度传感器;所示湿度传感器采用型号为HS12P型号的湿度传感器;所示风速传感器采用型号为DP-FS485型号的风速传感器;所述控制器采用51系列单片机。
优选的,所述控制器通过无线通信模块与服务器连接,服务器通过无线通信模块与监控终端连接。
优选的,所述无线通信模块为4G无线通信模块或GPRS无线通信模块或wifi无线通信模块,所述监控终端为智能手机或平板电脑。
优选的,还包括太阳能光伏板,太阳能光伏板与电脑能存储模块连接。
优选的,所述电能管理模块采用BMS电能管理模块。
优选的,所述抓拍一体机设于铁塔的上端,所述双向摄像头包括用于监测线路的前端摄像头及用于监测塔基的底端摄像头。
如图1所示,以酒杯型铁塔为例,采用铜线和铁芯合成的铜芯线围绕在杆塔的腰部及底部,如图1。它是由铁塔作为铁芯和铜线两部分组成。将铜线按逆时针方向绕在铁塔上,从而形成铜芯线,计算如下(1)、(2)所示。其中l式表示铜芯线长度,dg表示底端直径。dr表示导线直径,h表示高度。
铜芯线长度
其绕在杆塔的匝数为
当出现雷击的时候,产生较大的电流,经过铜芯线,从而在线圈中形成感应电流,电流传感器检测到电流,将信息传递入一体机中。前端为抓拍一体机包括太阳能光伏板、整流器、双锂电池和双向摄像头,采用IP67的防护等级。同时,满足EMC4级抗电磁干扰。中端为服务器,用于数据的处理与传输,监控终端为智能手机或平板电脑,显示杆塔雷击数据信息。前端、中端和后端通过无线通信模块进行数据的传输。
在抓拍一体机中,同时进行两种工作状态,模式1:感应电流数据被记录下来,通过无线通信模块将信号传送给服务器,最终传送给后端,对雷击数据进行收集。模式2:将雷击的电能进行存储,与光伏***为抓拍一体机提供后备电能。
模式1:信号传递模式。雷击电流通过杆塔流入底面,此时,电流通过铜芯线,从而产生一定的感应电流。电流传感器将雷击信号的感应电流信息传至抓拍一体机,同时检测温度、湿度、风速信息和感应电流等信号通过4G网络上传到Internet,服务器可以通过Internet将数据接收,后端的电脑和手机通过4G/Wifi模块进行数据访,通过所有的数据的综合分析,根据感应电流的大小和波形,显示输电线路的雷击情况。模式2:充电模式。雷击电流经过过铜芯线圈,会产生一定的电能。由表一模拟实验数据表明,线圈电流一般10A上会产生一定的电能,雷击电流一般大于10A,并且感应电流越大,输出电能能越高,而一体机的正常工作是25W,取能时间可以很短,也可采用间断取能。为此,与一体机的电源与信号接口相连,通过整流模块将交流电转化为直流电,向锂电池进行充电,与太阳能供能互补。
如图3所示,对充电模式进行电能管理。首先测量两块锂电池的电量,当两块电池的电量充满时,只进行雷击电流数据的传输;当第一块电池充满电,另一块锂电池电量未满时,雷击产生的电能向未充满的电池充电,充满时,自动断开;当两块锂电池均未充满,根据监测出的两块电池电量和雷击的电能,改变雷击电能输出的权重,向两块电池充电,从而达到电池的最优工作性能。
如图4所示,雷击电流的信号传送到后端平台之后如平板电脑、智能手机等,采集雷击的数据,通过杆塔上的所有回传的数据进行综合判别雷击情况。同时,通过雷击电流的波动情况判断杆塔雷击情况,通过4G卡,定位受雷击的杆塔位置。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案,而不应视为对于本发明的限制,本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案,包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进,也在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,其特征在于:包括铁塔及线圈,在铁塔上设有抓拍一体机;所述抓拍一体机包括双向摄像头、控制器及电流传感器,双向摄像头及电流传感器与控制器连接,还包括供电装置为控制器供电;所述线圈绕设于铁塔的塔身上,线圈与供电装置连接,所述供电装置包括DC-DC变换器及电能存储模块,线圈与DC-DC变换器连接,DC-DC变换器与电能存储模块连接,电能存储模块连接与控制器连接;所述电能存储模块包括两个锂电池及电能管理模块;所述电流传感器用于检测线圈内的电流。
2.根据权利要求1所述一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,其特征在于:所述控制器还与温度传感器、湿度传感器及风速传感器连接。
3.根据权利要求1所述一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,其特征在于:所述控制器通过无线通信模块与服务器连接,服务器通过无线通信模块与监控终端连接。
4.根据权利要求3所述一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,其特征在于:所述无线通信模块为4G无线通信模块或GPRS无线通信模块或wifi无线通信模块,所述监控终端为智能手机或平板电脑。
5.根据权利要求1所述一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,其特征在于:还包括太阳能光伏板,太阳能光伏板与电脑能存储模块连接。
6.根据权利要求1所述一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,其特征在于:所述电能管理模块采用BMS电能管理模块。
7.根据权利要求1所述一种应用于杆塔的新型远程雷击监测***,其特征在于:所述抓拍一体机设于铁塔的上端,所述双向摄像头包括用于监测线路的前端摄像头及用于监测塔基的底端摄像头。
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CN111487503A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-04 | 南京环电科技有限公司 | 一种输电线路雷击故障监测装置 |
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