[发明专利]一种基于电缆感应取电的输电线路微气象数据预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于电缆感应取电的输电线路微气象数据预警系统及方法，系统通过感应取电模块从输电线路的电缆上感应出电能，给微气象数据采集终端供电，同时给备用蓄电池充电。系统使用众多微气象数据采集终端采集输电线路附近的气象数据，并通过无线通信技术将采集到的数据发送到云端服务器进行处理和分析，可实现输电线路气象数据全天候实时监测，能极大程度的预警输电线路的重大气象灾害，及时通知维护人员进行防护和抢修，保障电力系统稳定运行。本发明充分考虑输电线路微气象数据监测的实际应用场景，利用电缆感应取电和蓄电池供电结合的方式，实现微气象数据采集终端无源形式供电，可以优化数据采集终端设备的电气隔离性，提高使用便利性和安全性。

技术领域

本发明属于电力设备领域，具体是一种基于电缆感应取电的输电线路微气象数据预警系统及方法。

背景技术

近年来，随着经济的飞速发展，城市生活用电和工业用电的需求不断加大，电力电网系统规模也在不断扩张，大量的高压远距离架空电力输电线投入使用。这些输电线的线路跨度长，分布广泛，并且常年暴露在野外，容易受强风、暴雨、高温、冰雪、霜冻等恶劣气象条件的影响，极易造成输电线路故障，严重时会导致线路断裂或电力杆塔倒塌等危险，造成大范围线路中断，带来不可估量的经济损失。输电线路的安全性是电网稳定运行的基本保障，需要对输电线路的气象环境进行有效的监测，提前对恶劣气象条件进行感知和预警，同时对线路已发生的气象事故进行快速定位，从而能及时进行防护和处理，减少损失。

目前，对于输电线路的气象环境监测，通常使用人工巡查或根据当地设置的普通气象观测点数据进行粗略判断，但由于输电线路常架设在山林、高岭等地，人工巡查需翻山越岭，费时费力，效率低，而且不安全。另外，输电线架设在高空，工作条件更恶劣，气象环境与普通地区差别很大，普通气象观测点的数据往往难以反映输电线路所在区域的实际情况。因此，如果能在输电线路上直接进行气象数据采集，可以准确的反映出输电线路真实的气象情况，同时可以解放人工，节约成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于电缆感应取电的输电线路微气象数据预警系统及方法，充分考虑输电线路应用场景的特殊性，使用电缆感应取电的方式进行设备供电，利用各种微气象数据传感器采集输电线路的微气象数据，再将数据上传至云端服务器，实现输电线路微气象数据实时监测，起到提前预警的作用。系统包括感应取电模块、微气象数据采集与发送终端和云端服务器，其中，

所述感应取电模块包括环形取电磁芯和取电线圈。输电电缆线从所述环形取电磁芯内穿过，同时，所述环形取电磁芯穿过所述取电线圈。

所述微气象数据采集与发送终端包括主控制器、取电转换模块、数据采集模块、无线通信模块以及备用蓄电池供电模块。所述取电转换模块与所述感应取电模块中的取电线圈的交流输出端相连，将所述取电线圈感应出的交流电压转换为直流电压供所述微气象数据采集与发送终端用电使用。所述微气象数据采集与发送终端与所述云端服务器之间通过无线通信模块进行无线通信。

所述数据采集模块包括光照传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、气压传感器、温湿度传感器和加速度传感器。所述数据采集模块中包括的传感器与所述主控制器之间使用ModBus总线连接并通信。

所述备用蓄电池供电模块使用可充电蓄电池，通过所述取电转换模块进行充电。同时，当所述取电转换模块直流电压转换能力不足时，所述备用蓄电池供电模块通过蓄电池给所述微气象数据采集与发送终端供电。

优选地，所述感应取电模块安装于高压架空输电线路塔输电线路接头处。

优选地，所述环形取电磁芯材质为硅钢片。

优选地，所述主控制器的单片机选用STM32L0系列芯片。

优选地，所述无线通信模块使用NB-IoT通信技术。