本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種以超級(jí)電容器儲(chǔ)電充電的接觸式輸電線路綜合監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)的目的是提供一種以超級(jí)電容器儲(chǔ)電充電的接觸式輸電線路綜合監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測輸電線狀態(tài)。本發(fā)明專利技術(shù)的技術(shù)方案是：以超級(jí)電容器儲(chǔ)電充電的接觸式輸電線路綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括輸電線安裝部分和鐵塔安裝部分，其中：輸電線安裝部分為輸電線路綜合監(jiān)測裝置，該裝置包括殼體，殼體外側(cè)安裝太陽能電池板，該殼體頂部安裝高壓電磁感應(yīng)取電器，取電器上設(shè)置監(jiān)測傳感器；鐵塔安裝部分包括無線通信接收模塊或ZigBee接收模塊以及GPRS/GSM移動(dòng)通訊模塊。本發(fā)明專利技術(shù)適用于電力監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種輸電線路綜合監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是一種以超級(jí)電容器儲(chǔ)電充電的接觸式輸電線路綜合監(jiān)測系統(tǒng)。適用于電力監(jiān)測
技術(shù)介紹
我國幅員遼闊，供電區(qū)域范圍廣，至2005 年，我國已建成投運(yùn)220kv線路16. I萬公里，500kv線路近5. 5萬公里。對(duì)交叉跨越、自然災(zāi)害區(qū)域等地的線路危險(xiǎn)點(diǎn)的觀察又是必不可少的，目前大多情況仍采用的是定期人工巡視手段，一般巡視周期為一個(gè)月，巡視期外線路及周邊的環(huán)境情況是不得而知的，這就為輸電線路的運(yùn)行埋下了巨大的安全隱患。現(xiàn)有技術(shù)中將輸電線現(xiàn)場信息傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心，同時(shí)收集對(duì)微氣象條件的監(jiān)測(如溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨雪以及氣壓等)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓線路現(xiàn)場和環(huán)境參數(shù)的全天候監(jiān)測，使管理人員可及時(shí)了解現(xiàn)場信息，從而有效地減少由于導(dǎo)線覆冰、洪水、電力線、通道樹木長高、導(dǎo)線懸掛異物、線路周圍建筑施工、塔材被盜等因素引起的電力線路事故。然而，對(duì)于變電站、輸配電線路的狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測，高壓側(cè)電子設(shè)備的電源供給問題成為阻礙該技術(shù)發(fā)展的一大障礙。目前應(yīng)用較多的高壓側(cè)供電方式主要包括蓄電池供電、電容分壓取電與激光取電，以及太陽能供電等。對(duì)于蓄電池供電，由于常規(guī)在野外的壽命一般為二年，要定期更換蓄電池而造成維護(hù)困難，而對(duì)于太陽能供電來說，由于目前的太陽能在長時(shí)間的陰雨天氣，其續(xù)航能力得不到保障。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造方便的以超級(jí)電容器儲(chǔ)電充電的接觸式輸電線路綜合監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測輸電線狀態(tài)，并延長儲(chǔ)能元件及其它元器件的使用壽命，降低維護(hù)更換的運(yùn)行維護(hù)成本。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是以超級(jí)電容器儲(chǔ)電充電的接觸式輸電線路綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括輸電線安裝部分和鐵塔安裝部分，其中 輸電線安裝部分為輸電線路綜合監(jiān)測裝置，該裝置包括殼體，殼體外側(cè)安裝太陽能電池板，該殼體頂部安裝高壓電磁感應(yīng)取電器，取電器上設(shè)置監(jiān)測傳感器；所述殼體內(nèi)部設(shè)有一層隔熱材料層，形成保溫腔體，腔體內(nèi)安裝電子制冷器，制冷器內(nèi)安裝超級(jí)電容器組、單片機(jī)、無線通信模塊或ZigBee模塊和充電控制器；所述太陽能電池板和高壓電磁感應(yīng)取電器經(jīng)充電控制器為超級(jí)電容器組充電，該超級(jí)電容器組為單片機(jī)、無線通信模塊或ZigBee模塊和監(jiān)測傳感器供電，高壓電磁感應(yīng)取電器直接為電子制冷器供電，單片機(jī)采樣監(jiān)測傳感器信號(hào)并由無線通信模塊或ZigBee模塊發(fā)送； 鐵塔安裝部分包括無線通信接收模塊或ZigBee接收模塊以及GPRS/GSM移動(dòng)通訊模塊，無線通信接收模塊或ZigBee接收模塊接收所述無線通信模塊或ZigBee模塊發(fā)出的信號(hào)，并經(jīng)GPRS/GSM移動(dòng)通訊模塊發(fā)送至地面監(jiān)控中心。所述超級(jí)電容器組由若干個(gè)超級(jí)電容器串接而成，所述超級(jí)電容器為雙電層超級(jí)電容器或是電化學(xué)超級(jí)電容器，容量為超過I法拉以上，所述電化學(xué)超級(jí)電容器為金屬氧化物電容器、導(dǎo)電聚合物超級(jí)電容器或混合型超級(jí)電容器。每個(gè)超級(jí)電容器上均接有均壓保護(hù)電路，所述均壓保護(hù)電路為由電壓比較器電路或由TL431實(shí)現(xiàn)的電路或由高增益放大器驅(qū)動(dòng)互補(bǔ)射極跟隨器所組成的動(dòng)態(tài)均壓保護(hù)電路。所述高壓電磁感應(yīng)取電器為一種羅氏線圈原理結(jié)構(gòu)的電流互感器，以輸電線充當(dāng)電流互感器的一次側(cè)線圈，在電流互感器的二次感應(yīng)出電能，對(duì)其進(jìn)行整流濾波處理實(shí)現(xiàn)隔尚穩(wěn)壓輸出。所述監(jiān)測傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、加速度傳感器、角度傳感器和測距傳感器。 所述充電控制器為精準(zhǔn)電壓控制元件KA431和DC/DC升壓模塊構(gòu)成的充電控制電 路。所述輸電線路綜合監(jiān)測裝置通過設(shè)于高壓電磁感應(yīng)取電器上的可帶電安裝的夾具固定在輸電線上。所述電子制冷器散熱板置于殼體底部。本專利技術(shù)的有益效果是本專利技術(shù)以超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能元件，相比于蓄電池，超級(jí)電容器具有以下特點(diǎn)(I)功率密度高，超級(jí)電容器的功率密度可達(dá)IO3 104W/kg，遠(yuǎn)高于目前蓄電池的功率密度；(2)循環(huán)壽命長，超級(jí)電容器在幾秒鐘內(nèi)高速深度循環(huán)50萬次至100萬次后，特性變化非常小，電容量和內(nèi)阻僅降低10% 20%。常溫下工作壽命可達(dá)10年；(3)工作溫度范圍寬，超級(jí)電容器在低溫下的離子吸附和脫附速度變化很小，其電容量變化遠(yuǎn)小于蓄電池，目前商業(yè)化超級(jí)電容器的工作溫度范圍達(dá)-40 70°C ；(4)免維護(hù)，超級(jí)電容器的充放電效率高，耐過充電和過放電的能力強(qiáng)，可以穩(wěn)定地反復(fù)充放電，基本不需要進(jìn)行維護(hù)；(5)綠色環(huán)保，超級(jí)電容器在生產(chǎn)過程中不使用重金屬和其它有害的化學(xué)物質(zhì)，而且自身壽命長，對(duì)環(huán)境不造成污染。本專利技術(shù)將超級(jí)電容器及其它電子器件置于電子式制冷器中，電子制冷器設(shè)置了電源轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)溫度傳感器采集到環(huán)境溫度高于20°C時(shí)，由CPU控制將電子制冷器在制冷檔位運(yùn)行，電子制冷器產(chǎn)生冷源。當(dāng)溫度傳感器采集到環(huán)境溫度低于-10°C時(shí)，CPU將控制電子制冷器開關(guān)運(yùn)行在制熱的檔位運(yùn)行，這樣使超級(jí)電容器等元件一直在15°c 20°C的容器中運(yùn)行，有效延長電子元器件的工作壽命，一般可達(dá)5-7年。本專利技術(shù)在輸電線路綜合監(jiān)測裝置中安裝有各類監(jiān)測傳感器，經(jīng)無線通訊傳輸，可在地面監(jiān)控中心實(shí)時(shí)監(jiān)控輸電線路的度狀態(tài)。附圖說明圖I為實(shí)施例中輸電線路綜合監(jiān)測裝置的剖視圖。圖2為實(shí)施例中輸電線路綜合監(jiān)測裝置的俯視圖。圖3為實(shí)施例中輸電線路綜合監(jiān)測裝置的原理框圖。圖4為實(shí)施例中充電控制器的電路原理圖。圖5為實(shí)施例中高壓電磁感應(yīng)取電器原理不意圖。圖6、圖7為實(shí)施例中均壓保護(hù)電路的電路原理圖。具體實(shí)施例方式本實(shí)施例為一種超容儲(chǔ)電充電的接觸式輸電線路綜合監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括輸電線安裝部分和鐵塔安裝部分。輸電線安裝部分為輸電線路綜合監(jiān)測裝置，如圖I、圖2所示，本實(shí)施例中輸電線路綜合監(jiān)測裝置包括殼體1，殼體I外側(cè)安裝固定太陽能電池板3，殼體I頂部安裝高壓電磁感應(yīng)取電器2，高壓電磁感應(yīng)取電器2上安裝有帶電安裝夾具5和監(jiān)測傳感器6，輸電線路綜合監(jiān)測裝置通過帶電安裝夾具5固定在輸電線上，監(jiān)測傳感器6包括溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、加速度傳感器、角度傳感器和測距傳感器(測距傳感器，超聲波測距傳感器利用超聲波技術(shù)對(duì)輸電線周邊樹木長高進(jìn)行在線監(jiān)測)等，可根據(jù)監(jiān)測需要設(shè)置不同類型的傳感器。殼體I內(nèi)部設(shè)有一層隔熱材料層4，形成保溫腔體，腔體內(nèi)安裝電子制冷器9，電子制冷器散熱板9-1置于殼體底部。電子制冷器9上安裝超級(jí)電容器組7(作為該輸電線路綜合監(jiān)測裝置的儲(chǔ)能元件)、單片機(jī)8、ZigBee發(fā)送模塊10和充電控制器11，電子制冷器9將 保溫腔體內(nèi)溫度控制在15°C 20°C范圍內(nèi)，以延長超級(jí)電容器等電子元器件的使用壽命。本例中超級(jí)電容器組7由若干個(gè)超級(jí)電容器串接而成，超級(jí)電容器為雙電層超級(jí)電容器或是電化學(xué)超級(jí)電容器，容量為超過I法拉以上，所述電化學(xué)超級(jí)電容器包括:金屬氧化物電容器、導(dǎo)電聚合物超級(jí)電容器、混合型超級(jí)電容器。本實(shí)施例中超級(jí)電容器外部由環(huán)氧樹脂或浙青或石蠟進(jìn)行隔絕空氣的密封再封裝。超級(jí)電容器的額定電壓很低，常需要大電流充、放電，因此串聯(lián)中的各個(gè)單體電容器上電壓是否一致是至關(guān)重要的。如果不采取必要的均壓措施，會(huì)弓I起個(gè)別單體電容器上電壓較大，而引起損壞。因此超級(jí)電容器串聯(lián)應(yīng)用中必須考慮并解決均壓問題，本實(shí)施例中在超級(jí)電容器上并聯(lián)均壓保護(hù)電路12。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種以超級(jí)電容器儲(chǔ)電充電的接觸式輸電線路綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括輸電線安裝部分和鐵塔安裝部分，其中：輸電線安裝部分為輸電線路綜合監(jiān)測裝置，該裝置包括殼體（1），殼體（1）外側(cè)安裝太陽能電池板（3），該殼體頂部安裝高壓電磁感應(yīng)取電器（2），取電器上設(shè)置監(jiān)測傳感器（6）；所述殼體（1）內(nèi)部設(shè)有一層隔熱材料層（4），形成保溫腔體，腔體內(nèi)安裝電子制冷器（9），制冷器內(nèi)安裝超級(jí)電容器組（7）、單片機(jī)（8）、無線通信模塊或ZigBee模塊（10）和充電控制器（11）；所述太陽能電池板（3）和高壓電磁感應(yīng)取電器（2）經(jīng)充電控制器（11）為超級(jí)電容器組（7）充電，該超級(jí)電容器組為單片機(jī)（8）、無線通信模塊或ZigBee模塊（10）和監(jiān)測傳感器（6）供電，高壓電磁感應(yīng)取電器（2）直接為電子制冷器（9）供電，單片機(jī)（8）采樣監(jiān)測傳感器（6）信號(hào)并由無線通信模塊或ZigBee模塊（10）發(fā)送；鐵塔安裝部分包括無線通信接收模塊或ZigBee接收模塊以及GPRS/GSM移動(dòng)通訊模塊，無線通信接收模塊或ZigBee接收模塊接收所述無線通信模塊或ZigBee模塊（10）發(fā)出的信號(hào)，并經(jīng)GPRS/GSM移動(dòng)通訊模塊發(fā)送至地面監(jiān)控中心。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張健，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：張健，
類型：發(fā)明
國別省市：
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