CN208939665U - 低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置 - Google Patents

低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置 Download PDF

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姜涛
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Abstract

低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置，属于电力***在线监测领域，本实用新型为解决工作在极寒环境下的输电线路传感器容易罢工，进而导致在线监测失败问题。本实用新型方案：输电杆塔近端的输电线路上布设多个传感器，每个传感器的外表面均设置有保温层，在传感器的外壁和保温层内壁交界空间内设置有传感器恒温单元；所述恒温控制装置包括交流电采集单元、太阳能采集单元、降压整流单元、稳压单元、蓄电池、电源管理模块、传感器恒温单元、控制箱和保温层；降压整流单元、稳压单元、蓄电池和电源管理模块设置在控制箱内，控制箱设置在输电杆塔上；电源管理模块控制交流电采集单元、太阳能采集单元或蓄电池为多个传感器恒温单元提供工作电源。

Description

低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置
技术领域
本实用新型属于电力***在线监测领域，涉及低温环境下传感器的保护技术。
背景技术
输电线路是国家电网的重要组成部分，由于输电线路的跨度大，通常都会横跨数百公里，非常容易受各种环境的影响而导致供电故障。因此，需要定期对输电线路的运行状态进行监测，目前一般采用人工巡线方式来达到这一要求，但是输电线路纵横跨度大、分布地形复杂；线路状态参数种类繁多，很多环节不易人工发现，不能及时掌握线路状态。因此需要一种自动的、准确的、实时的监测方式，来实现输电线路状态的全天候在线监测与管理。比如CN201711040376.5公开的专利“一种输电线路巡检机器人”用于检测输电线中的覆冰厚度和障碍，CN108710070A公开的专利“输电线路绝缘子放电检测装置”用于监测绝缘子的放电状态，CN108646318A公开的专利“一种高压交流输电线路气象数据监监测***”用于监测天气情况，CN108646051A公开的专利“一种高压交流输电线路风速测量装置”用于监测风速……，可见，在线监测需要大量的传感器，比如温湿度、红外摄像头、风速、泄漏电流、覆冰状况、导线应力、倾角、雷电流、风偏、振动等传感器。
传感器的工作温度范围有限，若工作在低温环境下特别容易罢工，若工作在极寒环境时传感甚至会损坏，导致在线监测失败。为了对抗低温这一不利因素，CN207459124U公开的专利“一种用于输电线路的锂电池组抗寒隔热装置”中记载了用于输电线路监控的装置采用锂电池供电，若监控***处于低温环境，电池效率会降低，甚至不工作，因此提供一种保温装置对锂电池进行恒温控制，这种方式存在的问题是：一、传感器依然处于低温环境下没有得到温控保护，二、采用锂电池供电需要人工定期更换，不但增加了人力，而且存在因更换不及时导致***失效的风险。
为了对抗低温干扰因素，CN105333947A公开的专利“一种架空线路振动传感器的低温检测装置”采用隔热板将被测传感器和标准传感器分隔开，使标准传感器不受低温环境的影响，这种方式虽然解决了测量的准确性，但还是没有解决被测传感器在低温环境下可能失效的问题。
发明内容
本实用新型目的是为了解决工作在低温环境下的输电线路的传感器容易失效，进而导致在线监测***崩溃的问题，提供了一种低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置。
本实用新型所述低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置，输电杆塔1近端的输电线路上布设多个传感器2，所述恒温控制装置包括交流电采集单元101、太阳能采集单元102、降压整流单元104、稳压单元105、蓄电池109、电源管理模块107、传感器恒温单元108、控制箱110和保温层111；
每个传感器2的外表面均设置有保温层111，在传感器2的外壁和保温层111内壁交界空间内设置有传感器恒温单元108；
降压整流单元104、稳压单元105、蓄电池109和电源管理模块107设置在控制箱110内，控制箱110设置在输电杆塔1上；
交流电采集单元101用于采集输电线路的交流电，交流电采集单元101输出的电能经降压整流单元104处理后与电源管理模块107的一号直流电输入端相连；
太阳能采集单元102用于采集太阳能，太阳能采集单元102输出的电能经稳压单元105处理后与电源管理模块107的二号直流电输入端相连；
电源管理模块107的蓄电输入输出端与蓄电池109的输入输出端相连；电源管理模块107的供电输出端与每个传感器恒温单元108的供电输入端相连。
优选地，传感器2的主体置于保温层111内，传感器2的敏感面201置于外部环境中。
优选地，交流电采集单元101采用电压互感器实现，降压整流单元104对所述电压互感器感应到的交流电进行降压、整流输出12V～24V直流电。
优选地，太阳能采集单元102采用太阳能电池板实现，所述太阳能电池板设置在输电杆塔1的塔顶，太阳能电池板输出的直流电经稳压单元105稳压处理后输出12V～24V直流电。
优选地，还包括风力采集单元103和风能转化电能单元106，风能转化电能单元106设置有控制箱110内；
风力采集单元103用于采集风能，风力采集单元103输出的电能经风能转化电能单元106处理后与电源管理模块107的三号直流电输入端相连。
优选地，风力采集单元103采用风车来实现，所述风车设置在输电杆塔1的塔顶，风车输出的风能经风能转化电能单元106处理后输出电能，风能转化电能单元106输出12V～24V直流电。
本实用新型的有益效果：本实用新型的控制部分设置在输电杆塔上，不额外增加输电线路的负担，使得输电线路不会因为控制功能的增加而过度增加重量。每个传感器均设置有恒温的保温层，恒温控制的工作电源由多种来源，可靠性极高，使得传感器在极寒环境下也能可靠工作，为在线监测提供数据。
附图说明
图1是本实用新型所述低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置的结构示意图；
图2是传感器外覆保温层、内置传感器恒温单元的结构示意图；
图3是本实用新型装置的控制原理框图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。
输电线路沿途每隔一段会设置一个输电杆塔1，在线监测输电线路状况的传感器种类很多，温湿度传感器、电流互感器、振动传感器、风速传感器……，参见图1，众多传感器2布设在靠近输电杆塔1的区域内，本实施方式中将控制部分设置输电杆塔1上，比如输电杆塔1的某个横杆，这样不会额外增加输电线路的负担。
实施例：
输电杆塔1近端的输电线路上布设多个传感器2，所述恒温控制装置包括交流电采集单元101、太阳能采集单元102、降压整流单元104、稳压单元105、蓄电池109、电源管理模块107、传感器恒温单元108、控制箱110和保温层111；
每个传感器2的外表面均设置有保温层111，在传感器2的外壁和保温层111内壁交界空间内设置有传感器恒温单元108；
降压整流单元104、稳压单元105、蓄电池109和电源管理模块107设置在控制箱110内，控制箱110设置在输电杆塔1上；
交流电采集单元101用于采集输电线路的交流电，交流电采集单元101输出的电能经降压整流单元104处理后与电源管理模块107的一号直流电输入端相连；
太阳能采集单元102用于采集太阳能，太阳能采集单元102输出的电能经稳压单元105处理后与电源管理模块107的二号直流电输入端相连；
电源管理模块107的蓄电输入输出端与蓄电池109的输入输出端相连；电源管理模块107的供电输出端与每个传感器恒温单元108的供电输入端相连。
保温层111可采用在外部反光的材料夹层布设蛇形加热丝来实现，其温度由传感器恒温单元108来控制，传感器恒温单元108的工作电源由电源管理模块107提供。
传感器2的主体置于保温层111内，传感器2的敏感面201置于外部环境中。由于传感器的种类不同，因此，并不局限于图2所示的结构图示，若为温度传感器，为了正确检测户外温度，其敏感面要露于外部环境中，与图2相符。若为电流互感器，其套在输电线路上，只要电流互感器内侧壁部分对应的保温层不绝缘即可，或者可将其内侧壁的保温层去掉，其它主体部分置于保温层内。其它传感器亦然，根据实际情况布置保温层。
交流电采集单元101采用电压互感器实现，降压整流单元104对所述电压互感器感应到的交流电进行降压、整流输出12V～24V直流电。
太阳能采集单元102采用太阳能电池板实现，所述太阳能电池板设置在输电杆塔1的塔顶，太阳能电池板输出的直流电经稳压单元105稳压处理后输出12V～24V直流电。
进一步的，还包括风力采集单元103和风能转化电能单元106，风能转化电能单元106设置有控制箱110内；风力采集单元103用于采集风能，风力采集单元103输出的电能经风能转化电能单元106处理后与电源管理模块107的三号直流电输入端相连。
风力采集单元103采用风车来实现，所述风车设置在输电杆塔1的塔顶，风车输出的风能经风能转化电能单元106处理后输出电能，风能转化电能单元106输出12V～24V直流电。
在输电线路正常送电的情况，利用交流采集单元101提供电源，电源管理模块107控制该路电源供给多个传感器恒温单元108。同时利用电源管理模块107为蓄电池109充电。
备用电源包括三路：蓄电池109、风能、太阳能，在输电线路出现故障的情况下提供工作电源，以保证多个传感器恒温单元108正常工作，令传感器2处于恒温状态，不受低温环境影响。
虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置，输电杆塔1近端的输电线路上布设多个传感器(2)，其特征在于，所述恒温控制装置包括交流电采集单元(101)、太阳能采集单元(102)、降压整流单元(104)、稳压单元(105)、电源管理模块(107)、传感器恒温单元(108)、蓄电池(109)、控制箱(110)和保温层(111)；
每个传感器(2)的外表面均设置有保温层(111)，在传感器(2)的外壁和保温层(111)内壁交界空间内设置有传感器恒温单元(108)；
降压整流单元(104)、稳压单元(105)、蓄电池(109)和电源管理模块(107)设置在控制箱(110)内，控制箱(110)设置在输电杆塔1上；
交流电采集单元(101)用于采集输电线路的交流电，交流电采集单元(101)输出的电能经降压整流单元(104)处理后与电源管理模块(107)的一号直流电输入端相连；
太阳能采集单元(102)用于采集太阳能，太阳能采集单元(102)输出的电能经稳压单元(105)处理后与电源管理模块(107)的二号直流电输入端相连；
电源管理模块(107)的蓄电输入输出端与蓄电池(109)的输入输出端相连；电源管理模块(107)的供电输出端与每个传感器恒温单元(108)的供电输入端相连。
2.根据权利要求1所述低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置，其特征在于，传感器(2)的主体置于保温层(111)内，传感器(2)的敏感面201置于外部环境中。
3.根据权利要求1所述低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置，其特征在于，交流电采集单元(101)采用电压互感器实现，降压整流单元(104)对所述电压互感器感应到的交流电进行降压、整流输出12V～24V直流电。
4.根据权利要求1所述低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置，其特征在于，太阳能采集单元(102)采用太阳能电池板实现，所述太阳能电池板设置在输电杆塔1的塔顶，太阳能电池板输出的直流电经稳压单元(105)稳压处理后输出12V～24V直流电。
5.根据权利要求1所述低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置，其特征在于，还包括风力采集单元(103)和风能转化电能单元(106)，风能转化电能单元(106)设置有控制箱(110)内；
风力采集单元(103)用于采集风能，风力采集单元(103)输出的电能经风能转化电能单元(106)处理后与电源管理模块(107)的三号直流电输入端相连。
6.根据权利要求5所述低温环境下输电线路传感器的恒温控制装置，其特征在于，风力采集单元(103)采用风车来实现，所述风车设置在输电杆塔1的塔顶，风车输出的风能经风能转化电能单元(106)处理后输出电能，风能转化电能单元(106)输出12V～24V直流电。
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