一种防振锤松动滑移在线监测和预警装置

技术领域

本发明属于输电线振动监测技术领域，具体涉及一种防振锤松动滑移在线监测和预警装置。

背景技术

微风振动是一种共振引起的导线高频低幅振动，因引起振动的风速通常在0.5-10米每秒，因此被称为微风振动。虽然微风振动幅值不大，但也能达到导线直径的3倍左右，当振动幅值超过导线允许弯曲半径，并且微风振动频率高，极易导致架空导线磨损、散股、疲劳断股，金具和构件磨损以及疲劳失效等，严重威胁架空线路的安全运行。目前普遍采用的防振措施是安装防振锤和阻尼线，两种措施可各自单独采用，也可同时使用。防振锤安装在距离铁塔绝缘子串挂点不远处，通过螺栓将半开放夹具固定在导线上。因架空线路运行环境恶劣，防振锤在微风振动、环境温度变化、螺栓老化等多种因素作用下会发生螺栓松动现象，防振锤会沿着导线产生滑移甚至脱落，因防振锤安装位置是根据微风振动的波形特征计算得到，安装位置滑移会使其失去防振作用。在螺栓松动初期，因产生滑移距离小，肉眼不容易观察到，且输电线路巡视周期长，特别是山区线路，往往会造成防振锤失效。

现有和防振锤相关的在线监测主要是通过防振锤作为媒介，对导线运行状态进行监测，监测风速及导线振动情况。目前没有针对防振锤自身运行状态的在线监测方案。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种防振锤松动滑移在线监测和预警装置，用于实现防振锤松动和滑移的实时监测。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种防振锤松动滑移在线监测和预警装置，包括：

距离感应模块、综合控制模块和通信模块；

距离感应模块用于感应防振锤相对于输电线的位置，并生成相应的距离感应信号；

综合控制模块用于根据距离感应信号判断防振锤相对于输电线是否发生松动滑移，若是，则生成警示信号；

通信模块用于将警示信号发送给移动终端。

进一步的，距离感应模块感应防振锤相对于输电线的位置，具体为：

距离感应模块感应防振锤与铁塔横担之间的位置。

进一步的，距离感应模块包括：RFID无源天线、信号发射器和信号接收器；

RFID无源天线固定在防振锤上，信号发射器和信号接收器均安装在铁塔横担上。

进一步的，综合控制模块控制信号发射器发射射频信号至RFID无源天线处，并通过信号接收器接收RFID无源天线反馈的信号。

进一步的，综合控制模块包括：综合控制单元、运算器和信号处理单元；

运算器获取反馈信号并进行解码处理，信号处理单元将解码处理后的反馈信号进行处理，并发送至综合控制单元，综合控制单元根据处理信号判断防振锤相对于输电线是否发生松动滑移并生成相应的警示信号。

进一步的，综合控制单元根据处理信号判断防振锤相对于输电线是否发生松动滑移，具体为：

综合控制单元获取信号幅值和相位，判断信号幅值和相位的变化值，根据变化值判断防振锤相对于输电线的滑移距离，其中，信号幅值和相位根据处理信号得到。

进一步的，综合控制单元生成相应的警示信号，具体包括：

若防振锤相对于输电线的滑移距离不大于第一阈值，则生成预警信号；若防振锤相对于输电线的滑移距离大于第一阈值，则生成报警信号，预警信号和报警信号均为警示信号。

进一步的，还包括：声光报警单元；

声光报警单元用于根据报警信号发出声光报警信号。

进一步的，还包括：可充电蓄电池；

可充电蓄电池用于为装置进行供电，可充电蓄电池采用太阳能电池。

综上，本发明提供了一种防振锤松动滑移在线监测和预警装置，包括：距离感应模块、综合控制模块和通信模块；距离感应模块用于感应防振锤相对于输电线的位置，并生成相应的距离感应信号；综合控制模块用于根据距离感应信号判断防振锤相对于输电线是否发生松动滑移，若是，则生成警示信号；通信模块用于将警示信号发送给移动终端。本发明通过对防振锤松动和滑移距离实时检测，以防振锤作为媒介，对导线运行状态进行了有效监测，监测风速及导线振动情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的防振锤松动滑移在线监测和预警装置的安装示意图；

图2为本发明实施例提供的RFID无源天线的安装示意图；

图3为本发明实施例提供的装置运行逻辑框图。

附图中：1-防振锤线夹；2-综合控制装置；3-导线；4-导线线夹；5-绝缘子串；6-铁塔横担；7-RFID无源天线；8-防振锤锤头；9-声光报警装置；10-通信装置。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种防振锤松动滑移在线监测和预警装置，包括：

距离感应模块、综合控制模块和通信模块；

距离感应模块用于感应防振锤相对于输电线的位置，并生成相应的距离感应信号；

综合控制模块用于根据距离感应信号判断防振锤相对于输电线是否发生松动滑移，若是，则生成警示信号；

通信模块用于将警示信号发送给移动终端。

本发明通过对防振锤松动和滑移距离实时检测，以防振锤作为媒介，对导线运行状态进行了有效监测，监测风速及导线振动情况。

在本发明的一个实施例中，距离感应模块包括发射器、接收器和RFID无源天线7。如图1和2所示，RFID无源天线7安装在防振锤线夹上，接收器和发射器则集成在综合控制装置2中，安装在铁塔横担6上。

由图1可见，防振锤锤头8通过防振锤线夹1固定在导线3上，导线3则通过导线线夹4和绝缘子串5固定在铁塔横担6上。在导线收到风致振动的影响下，防振锤线夹1和铁塔横担6之间的相对距离会发生变化。因此，通过综合控制模块控制发射器发射射频信号至RFID无源天线7处，并通过信号接收器接收RFID无源天线7反馈的信号，可以监测到距离的变化情况。

在本发明的一个实施例中，综合控制模块包括：综合控制单元、运算器和信号处理单元；运算器获取反馈信号并进行解码处理，信号处理单元将解码处理后的反馈信号进行处理，并发送至综合控制单元，综合控制单元根据处理信号判断防振锤相对于输电线是否发生松动滑移并生成相应的警示信号。若防振锤相对于输电线的滑移距离不大于第一阈值，则生成预警信号；若防振锤相对于输电线的滑移距离大于第一阈值，则生成报警信号，预警信号和报警信号均为警示信号。在线监测和预警装置的工作逻辑框图如图3所示。

在本发明的一个实施例中，还包括：声光报警单元；声光报警单元用于根据报警信号发出声光报警信号。还包括：可充电蓄电池；

可充电蓄电池用于为装置进行供电，可充电蓄电池采用太阳能电池。可充电蓄电池由小型太阳能电池供电，晴天由太阳能供电并给蓄电池充电，阴雨天由蓄电池供电。

需要说明的是，本发明提供的防振锤松动滑移在线监测和预警装置的工作流程为(1)综合控制装置每隔一段时间通过发射器发射射频信号给无源天线；(2)无源天线接收射频信号并产生感应电流；(3)无源标签反馈特定信号给接收器；(4)接收器接收到信号解码，并将解码后的信号传输给综合控制单元；(5)综合控制单元通过分析反馈信号的相位和幅值的变化判断信号接收距离是否变化，从而判断防振锤是否发生位移；(6)如果判断发生了位移，位移量较小，通过通信装置发送预警信息；如果判断位移量大，通过通信装置发送紧急信息。(7)一旦判断发生了位移，综合控制单元驱动声光报警装置发出声光报警提醒巡视人员。

根据上述设计，本发明提供的防振锤松动滑移在线监测和预警装置基本原理为：将RFID无源天线安装在防振锤线夹位置，如图2所示，其为无源元件。将RFID信号发射及接收装置安装在铁塔横担上，如图1所示。由信号发射器发射射频信号给安装在防振锤线夹上的无源天线，无源天线接收到射频信号后产生感应电流，反射回特定的信号，被信号接收器接收，由运算器解码并传输给综合控制单元。在这个过程中，当信号传输距离改变后，无源天线所接收到的信号的幅值和相位都会发生变化，从而感应的电流也有所差别，信号接收器接收的信号也就不同，利用相位和幅值的变化，通过运算器解码和信号处理以及综合控制器的运算，实现精准测距。当防振锤由于螺栓松动而产生一定距离的滑移后，其安装在防振锤线夹上的无源天线相对于横担上发射器的距离就会产生变化，从而会产生接收信号的相位和幅值变化，利用这种变化达到判断防振锤松动滑移的目的。

本发明实现防振锤松动和滑移距离实时检测，通过RFID测距技术实现，RFID无源天线重量和体积小可忽略不急，装置对原有运行状态无任何影响；二是能通过通信设备将防振锤松动滑移信息及时发送给运维人员，实现防振锤滑移的实时监测。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。