

激光傳感器在高壓輸電線路中的應用
武漢歐卡為行業(yè)內(nèi)客戶提供“高壓輸電線路anquan高度檢測系統(tǒng)”解決方案,本方案的主要目的,是監(jiān)測高壓輸電線路的zui低垂點與下方物體的zui小間距。 當間距低于anquan間距時,給出報警信息,以便相應工作人員及時處理。
一、監(jiān)測原理:
此解決方案中核心部件采用激光測距傳感器,角度傳感器及無線傳輸系統(tǒng)。
設備半懸掛在高壓輸電線路上,會因外力而擺動。通過角度傳感器實時監(jiān)測整體設備的擺動狀態(tài),當角度傳感器監(jiān)測到設備處于垂直狀態(tài)時,讀取激光測距傳感器數(shù)據(jù),此時的值即為高壓輸電線距離下方物體的zui小距離。
讀取到有效距離后,通過4G網(wǎng)絡傳輸?shù)椒掌?,然后由服務器進行數(shù)據(jù)存儲,分析。當分析結果小于anquan值時,服務器會通過短信平臺,發(fā)送報警短信給相應的工作人員(也可以驅動相應的聲光報警設備),以便及時處理。
二、系統(tǒng)功能框圖
設備框圖:
服務器平臺框圖:
三、系統(tǒng)主要部件功能及性能
1、感應取電系統(tǒng)
使用感應線圈,利用電磁感應原理,在主輸電線路中感應取電。由于感應出的電量多少與主線路是的電流有關,為了防止電流較小,或無電時,感應出的電量不能維持系統(tǒng)正常工作,在系統(tǒng)中配有后備電池。正常時由互感線圈在主線路上取電,維持系統(tǒng)工作并給后備電池充電?;ジ芯€圈異常,或主線路電流太小時,后備電池維持系統(tǒng)工作,此時服務器會收到異常信息,以便用戶排查問題。
感應取電系統(tǒng)主要參數(shù)如下:
項目 |
數(shù)值 |
單位 |
備注 |
輸出zui大功率 |
20 |
W |
|
主線路zui大電壓 |
550 |
KV |
|
工作溫度 |
-40~60 |
攝氏度 |
|
工作z大相對濕度 |
95% |
|
|
2、激光測距傳感器
在此我們采用高速脈沖式激光測距傳感器。其主要特點是速快,受陽光干擾較小,對反射面的要求較低,適合非標準反射面(如反射面有雜草,農(nóng)作物等不規(guī)則表面)。
激光測距傳感器主要參數(shù):
項目 |
數(shù)值 | 單位 | 備注 |
zui小測量頻率 |
200 | HZ |
|
zui大功率 |
2 |
W |
|
測量誤差 | <30 | CM |
|
zui小測量距離 | 200 | 米 |
|
工作溫度 |
-10~60 |
攝氏度 | 可根據(jù)需求擴展 |
工作z大相對濕度 |
95% |
|
不結露 |
3、角度傳感器
角度傳感器,我們選擇高速高精度角度傳感器,使其能夠準確的檢測到設備垂直時的狀態(tài),以便系統(tǒng)能夠采到垂直狀態(tài)下的有效距離值。
項目 | 數(shù)值 | 單位 | 備注 |
zui小測量頻率 |
50 | Hz |
|
測量精度 |
<0.1° | 度 |
|
測量范圍 | ±90 | 度 |
|
工作溫度 |
-10~60 |
攝氏度 | 可根據(jù)需求擴展 |
工作z大相對濕度 |
95% |
|
不結露 |
4、無線傳輸
無線傳輸系統(tǒng),在有公網(wǎng)信號的地方,采用4G(或NB)系統(tǒng)。其不需要增加其他輔助設備,系統(tǒng)結構簡單。在無公網(wǎng)信號的地方,在附近建立簡易基站(覆蓋范圍一般在5KM,特殊需要可以定做),然后通過有線(或光纖)與服務器進行連接,也通過定向天線(單級可達20KM,zui多可進行5級連接)進行遠程傳輸?shù)接芯W(wǎng)絡設備(或有公網(wǎng)信號)的地方,再與服務器進行連接。
5、控制主板
控制主板,主要是協(xié)調傳感器之間的工作,并將測量通過無線傳輸系統(tǒng)發(fā)送到服務器。
其主要功能是:實時讀取角度傳感器的角度,并判斷設備是否垂直,判斷為垂直時,馬上讀取激光測距傳感器距離值(時間小于0.01S),此時讀取到的距離值,即為主線路離下現(xiàn)障礙的zui小值。然后將此值通過無線傳輸系統(tǒng)發(fā)送到服務器,然后由服務器進行存儲,并判斷是否超限及后續(xù)處理。
四:服務器平臺及用戶界面
-
服務器采用公共云網(wǎng)絡服務器,以降低成本。
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系統(tǒng)平臺采用WEB方式,可適用于不同終端進行瀏覽操作(如手機,平板,PC等)。
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系統(tǒng)平臺主要由數(shù)據(jù)采集存儲模塊,用戶接口界面模塊和數(shù)據(jù)處理報警模塊等三大模塊組成,其主要功能如下:
數(shù)據(jù)采集存儲模塊:此模塊主要用于和數(shù)據(jù)采集設備對接,根據(jù)設定的頻率,周期性對各測量設備的數(shù)據(jù)進行采集,并把采集到的數(shù)據(jù)存儲于服務器中,以便其他模塊調用。
用戶接口界面模塊:此模塊有兩個功能,**個功能是按用戶需求,對數(shù)據(jù)進行相應的處理,然后以很直觀的方式,展示給用戶。使用戶對現(xiàn)場設備的狀態(tài),當前anquan級別,有無報警等信息一目了然。 **個功能是提供數(shù)據(jù)接口,以便用戶自行開發(fā)軟件,進行更深層次的數(shù)據(jù)處理。
數(shù)據(jù)處理報警模塊:此模塊主要是根據(jù)用戶預設參數(shù),判斷是否需要報警。同時根據(jù)用戶設置,給相應的手機發(fā)出報警短信或聲光報警(聲光報警需要有額外的硬件支持)。
五:安裝與調試
安裝方式:
通過半圓形卡片,卡于輸電線路上,安裝簡單。 安裝后,自動進行工作狀態(tài),無需要其他額外操作。
由于電力施工的特殊性,故我們不提供施工服務。
由于設備只需要安裝無需現(xiàn)場調試,所以我方無特殊情況只提供安裝說明及視頻。
后臺軟件:由于數(shù)據(jù)采集平臺為訂制產(chǎn)品,為預防前期有考慮不周的情況,我方在平臺交付使用后,提供6個月的免費修改服務(限于細節(jié)功能。大的結構性改動不免費)。
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