[实用新型]风偏角测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力监测技术领域，特别涉及一种自供电的电力线风偏角监测装置。 

背景技术

风偏角是影响野外输电线路安全的一个重要因素。风作用在绝缘子串和导线上，导线上的风荷载会引起悬垂绝缘子串角度偏移，这就是导线悬垂绝缘子串的风偏角。 

野外电力线路架设环境复杂，受气象条件和地理位置的影响，经常发生各种故障，风偏闪络事故是最常见的一种。山谷、河道或者极端天气引起的强风，容易导致悬垂的绝缘子风偏角过大，电力线与铁塔金属支架之间间隙不够，从而产生放电跳闸，影响电力系统的正常运行。 

风偏跳闸是在强风天气区产生飑线风的条件下发生的，强风持续时间较长时，风偏角尚未恢复到正常水平，此时若进行重合闸动作，将会产生操作过电压，导致重合闸失败。 

供电问题是电力线路在线监测装置面临的一个重要问题。目前常用的有太阳能供电、高压抽能和电池供电。 

单纯的太阳能供电方式，受天气影响较大。对于天气恶劣的情况下，太阳能供电得不到保证，而天气恶劣情况正是电路线路故障的多发时段，恰好是最需要监测风偏角的时候。 

高压抽能技术主要利用电磁感应原理，构造一个类似穿芯式电流互感器的装置，将电力线周边电磁场能转化为电能。受磁场强度限制，磁电转换装置必 须足够接近电力线，且必须与电力线绝缘，故而对使用的绝缘材料性能、及使用寿命要求较高，带电部署此类监测装置时，难度较大，导致安全事故发生，同时也增加后期维护的困难。另外，一旦由于恶劣天气等原因导致线路中断，该抽能方式将失效。同时该项技术仅适用于交变线路，对于直流供电线路、输电线路中的地线均不能使用。 

电池使用寿命有限，后期维护困难，且电池使用容易污染环境，不适合此类长期在线工作的应用。 

电力线路传输过程中，监控和故障排查均需要对故障点进行准确定位。 

环境中充满各种频段的电磁波，如AM广播信号、FM广播信号、TV信号、GSM信号、ISM信号等等。选择其中空间辐射场强较大的波段进行接收，可以获取较为稳定的能量。 

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种自供电的风偏角测量装置，用于对电力线路风偏角进行在线监测，并且该装置安装方便，易于后期维护，环保节能，不受天气限制。可适用于交流或直流输电线路、以及各种有线信号传输线路。 

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现： 

一种风偏角测量装置，包括组合自供电单元(1)、风偏角检测单元(2)、控制器(3)和射频模块(4)；所述的控制器(3)分别与风偏角检测单元(2)、组合自供电单元(1)和射频模块相连(4)；所述的组合自供电单元(1)，包括太阳能发电装置、风能发电装置、和环境电磁波发电装置和能量存储模块；所述的太阳能发电装置、风能发电装置和环境电磁波发电装置以并联方式连接在能量存储模块的输入端；所述的能量存储模块输出端和装置其他模块相连。 

作为本方案的进一步优化，所述的环境电磁波发电装置由电磁波能量采集模块，整流升压模块和能量存储模块组成；所述的电磁波能量采集模块使用高压输电线路的支撑铁塔作为环境电磁波能量吸收天线。 

作为本方案的进一步优化，所述的风偏角检测单元，包括悬垂角传感器、信号处理电路，所述的悬垂角传感器经信号处理电路处理后送入控制器的AD转换接口；所述的悬垂角传感器固定在高压输电线路的绝缘子串上。 

作为本方案的进一步优化，所述的太阳能发电装置，包括一个二自由度的支架，太阳能电池板固定在支架上方，该支架的一个自由度用于调整太阳能电池板与垂直方向的夹角，另一个自由度用于控制支架水平旋转，两自由度均由电机控制，通过微控制器程序驱动共同调节太阳能电池板的朝向，使得太阳能电池板始终保持在最易于接收太阳光照射的角度。 

作为本方案的进一步优化，所述的控制器和RF模块集成于同一芯片之中，所述的芯片内置zigbee协议栈，为微功耗芯片。 

作为本方案的进一步优化，所述的能量存储模块包括充电保护电路。 

附图说明

图1为风偏角测量装置结构示意图。 

图2为组合供电单元结构示意图。 

图3为二自由度的支架正面视图。 

图4为二自由度的支架侧面视图。 

图5为充电保护电路结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。