[发明专利]基于激光测距的导线弧垂监测装置及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于激光测距的导线弧垂监测装置。

本发明还涉及两种使用基于激光测距的导线弧垂监测装置的监测方法。

背景技术

导线弧垂是指在平坦地面上，相邻两电杆上导线悬挂高度相同时，导线最低点与两悬挂点间连线的垂直距离；若导线在相邻两电杆上的悬挂点高度不相同，此时，在一个档距内将出现两个弧垂，即导线的两个悬挂点至导线最低点有两个垂直距离，称为最大弧垂和最小弧垂。最大弧垂出现在什么位置视具体情况而定，其中常见的对于高差不超过10％的相邻杆塔之间的导线最大弧垂，出现在档距中央。从导线弧垂的定义可知，对导线弧垂的监测实际上也是对导线对地距离的监测。

导线对地距离是线路设计和运行的主要指标，关系到线路的运行安全，因此必须控制在设计规定的范围内。由于线路运行负荷和周围环境的变化都会造成导线对地距离的变化，过小导线对地距离不但会造成事故隐患，也限制了线路的输送能力，特别是在交叉跨越和人烟密集地段。但在运行过程中，所要求的导线对地安全距离可能受到破坏，其原因有下列几点：

1)在线路下面或其附近新建或改建了建筑物，如道路、电信线路或低压线路等；

2)由于修理工作移动了杆塔或改变了杆塔的尺寸，以及改变了绝缘子串的长度；

3)杆塔歪斜，导线松了而未调整或导线经过长时运行而拉长了；

4)由于相邻两挡杆塔内导线荷重不均匀，导线在悬垂线夹内滑动。

目前通过人工方式检查导线对地距离是否符合设计要求，存在巡检周期长，不能实时在线检查的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于激光测距的导线弧垂监测装置及监测方法，用于解决现有技术中导线对地距离需要人工方式检查，存在巡检周期长，不能实时在线检查的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于激光测距的导线弧垂监测装置，它包括挂在导线上的激光测距传感器；激光测距传感器包括激光发射模块，激光发射模块发射激光脉冲至光学镜头，光学镜头包括面向激光发射模块的平面镜和背向激光发射模块的透镜；激光测距传感器还包括激光反馈接收模块、激光反射接收模块，激光反馈接收模块接收来自平面镜反射的激光脉冲，激光反射接收模块接收来自透镜反射的激光脉冲，激光脉冲从平面镜至激光反馈接收模块的距离与激光脉冲从透镜至激光反射接收模块的距离相等，激光反馈接收模块与时数转换芯片的开始计时端连接，激光反射接收模块与时数转换芯片的结束计时端连接，时数转换芯片与微处理器连接。

优选的，导线弧垂监测装置还包括与激光测距传感器固定的角度传感器，角度传感器传输信号至微处理器，角度传感器的测量基准线与激光发射模块发射的激光脉冲平行。

优选的，激光测距传感器的外壳为圆球形。

优选的，激光测距传感器设有贯穿激光测距传感器的供导线穿过的导线贯穿孔。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种使用上述的基于激光测距的导线弧垂监测装置监测的方法，包括以下步骤：

1)激光测距传感器的激光发射模块向位于导线下方的地面发射激光脉冲；

2)激光脉冲在经过光学镜头时，其中一束激光脉冲被平面镜反射，进入激光反馈接收模块，再经光电转换及放大滤波整流后，转化为电平信号送入时数转换芯片的开始计时端，微处理器获得开始计时时刻t₁；另一束激光脉冲穿过透镜，并被透镜压缩发散角后继续前行，直至到达地面后发生漫反射，部分激光脉冲返回后经透镜反射至激光反射接收模块，再经过光电转换及放大滤波整流后，转化为电平信号送入时数转换芯片的结束计时端，微处理器获得结束计时时刻t₂；

3)微处理器计算导线对地距离L₀＝Vt/2，其中V为激光发射模块发出的激光脉冲的速度，t为激光脉冲往返透镜与地面所需的时间，t＝t₂-t₁；

4)微处理器将计算所得的导线对地距离L₀与设定的允许范围相比较，如导线对地距离L₀超出设定的允许范围，则发出预警信号。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供另一种使用上述的基于激光测距的导线弧垂监测装置监测的方法，包括以下步骤：

1)激光测距传感器的激光发射模块向位于导线下方的地面发射激光脉冲；