zigbee輸電線安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

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1、Zigbee高壓輸電線安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用方案一、項(xiàng)目背景隨著科技進(jìn)步及工農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，人民生活水平不斷提高，用電量大幅上升，對(duì)電網(wǎng)供電安全性、可行性提出了越來(lái)越高的要求。架空高壓輸電線路是電力系統(tǒng)的動(dòng)脈，高壓傳輸電纜、桿塔密布于各個(gè)角落，其運(yùn)行狀態(tài)直接決定電力系統(tǒng)的安全和效益。隨著我國(guó)近年來(lái)煤礦的大量開采造成形態(tài)各異的地下采空區(qū)，引起地面沉降、斷裂等一系列工程地質(zhì)災(zāi)害，這些采空塌陷區(qū)，大多分布廣，延伸遠(yuǎn)，輸電線路在這些區(qū)域，輕者可造成基礎(chǔ)傾斜、開裂、桿塔變形，重者造成基礎(chǔ)沉陷、桿塔傾倒，嚴(yán)重威脅輸電線路的安全運(yùn)行。當(dāng)輸電線路人工正常巡視時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)地面沉降。當(dāng)發(fā)現(xiàn)沉降時(shí)，輸電

2、線路已處于危險(xiǎn)狀態(tài)。隨著無(wú)線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字視頻技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)輸電線路實(shí)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控成為了可能，由于輸電線路固有的分布范圍廣的特點(diǎn)，實(shí)施遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控有其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，更是得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。二、項(xiàng)目系統(tǒng)介紹1，系統(tǒng)概述高壓輸電線路安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是用于監(jiān)測(cè)輸電桿塔姿態(tài)和所處環(huán)境的一些氣象數(shù)據(jù)并能將相應(yīng)數(shù)據(jù)向管理中心匯報(bào)上傳的監(jiān)測(cè)儀器。該儀器主要測(cè)量桿塔相對(duì)于水平面的傾角，桿塔所處周圍環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向，測(cè)量所得數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)的方式上傳至區(qū)域中心站，再通過(guò)GPRS的方式上傳至企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理中心。數(shù)據(jù)能夠以定時(shí)的方式上傳，系統(tǒng)在所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)值（傾角、溫度、

3、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向）超過(guò)預(yù)設(shè)的閥值時(shí)觸發(fā)上傳，向管理中心發(fā)出報(bào)警信號(hào)。2，系統(tǒng)原理圖（一）6（二）1，系統(tǒng)組成部分3.1輸電線路視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)視頻/圖像監(jiān)控系統(tǒng)使輸電線路運(yùn)行于可視監(jiān)控之中。該系統(tǒng)利用數(shù)字視頻壓縮技術(shù)、低功耗技術(shù)、GPRS/CDMA/3G無(wú)線通訊技術(shù)、太陽(yáng)能供電技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境情況，線路管理人員可以遠(yuǎn)程查看線路的監(jiān)控圖像或定時(shí)上傳的圖像信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路全天候在線監(jiān)測(cè)。3.2輸電線路微氣象在線監(jiān)測(cè)主要針對(duì)輸電線路走廊的微氣象環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)，獲取當(dāng)?shù)貧庀髮?shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓、光輻射、雨量等，既可用于輸電線路覆冰狀態(tài)的分析和判決的

4、依據(jù)，又可為災(zāi)害預(yù)測(cè)、狀態(tài)檢修等提供全面的信息。3.3輸電線路覆冰在線監(jiān)測(cè)6通過(guò)采集導(dǎo)線張力、傾角數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)，使用覆冰數(shù)據(jù)模型計(jì)算，定性分析覆冰狀況，推算覆冰厚度和發(fā)展趨勢(shì)，監(jiān)測(cè)覆冰情況，并提供導(dǎo)線覆冰情況的預(yù)警和報(bào)警。3.4導(dǎo)線在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)導(dǎo)線弧垂，導(dǎo)線溫度監(jiān)測(cè)，導(dǎo)線振動(dòng)、舞動(dòng)、風(fēng)偏監(jiān)測(cè)。通過(guò)采集導(dǎo)線傾角、對(duì)地距離數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)分析計(jì)算導(dǎo)線弧垂變化情況，并結(jié)合氣象數(shù)據(jù)分析導(dǎo)線弧垂變化趨勢(shì)，建立預(yù)警機(jī)制。對(duì)于山區(qū)和樹木密集地區(qū)有比較重要的意義。通過(guò)溫度傳感器采集導(dǎo)線溫度數(shù)據(jù)，對(duì)導(dǎo)線溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供重要數(shù)據(jù)。3.5桿塔在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)桿塔振動(dòng)、桿塔傾斜監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)

5、桿塔動(dòng)態(tài)響應(yīng)(振幅、頻率)和周圍微氣象參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析軟件，分析判斷桿塔在風(fēng)載等作用下的動(dòng)態(tài)特性，對(duì)桿塔健康狀態(tài)進(jìn)行診斷，為桿塔安全運(yùn)行提供依據(jù)。通過(guò)安裝在桿塔上的傾角傳感器對(duì)桿塔的傾斜角進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)向系統(tǒng)主站上報(bào)角度數(shù)據(jù)，系統(tǒng)軟件根據(jù)桿塔基本數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)桿塔傾斜微小變化，實(shí)現(xiàn)預(yù)警和報(bào)警，幫助運(yùn)行部門及早發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)排除故障，從而提高輸電線路運(yùn)行的可靠性。3.6絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)絕緣子污穢、絕緣子風(fēng)偏監(jiān)測(cè)通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量。絕緣子的泄漏電流、脈沖電流、脈沖頻次，統(tǒng)計(jì)其單位時(shí)間內(nèi)放電脈沖數(shù)據(jù)，分析雷擊閃絡(luò)故障和工頻閃絡(luò)故障，并可綜合溫濕度等氣象參數(shù)，利用專家分

6、析系統(tǒng)，對(duì)絕緣子表面污穢（灰密、鹽密）進(jìn)行定量分析得出當(dāng)前絕緣子表面的污穢程度，并提供準(zhǔn)確的預(yù)警信息，讓絕緣子表面污穢清洗工作更加準(zhǔn)確有效。3.7?超聲波驅(qū)鳥器超聲波驅(qū)鳥器是利用進(jìn)口單片機(jī)設(shè)計(jì)、制造的一種超低功耗的超聲波發(fā)生系統(tǒng)。由它發(fā)出的超聲波刺激鳥類的神經(jīng)系統(tǒng)，破壞鳥類的生存環(huán)境，從而遠(yuǎn)離超聲波覆蓋的范圍。由于該系統(tǒng)采用不斷變化的超聲波頻率，和不同的工作機(jī)制，所以鳥類無(wú)法適應(yīng)，保證了驅(qū)鳥效果的持久性。其特點(diǎn)是：低電壓、超低功耗、性能可靠、使用壽命長(zhǎng)、維修量小。三、Zigbee技術(shù)簡(jiǎn)介zigbee是一種無(wú)線連接技術(shù)的商業(yè)化命名，該無(wú)線連接技術(shù)主要解決低成本、低功耗、低復(fù)雜度、低傳

7、輸速率、近距離的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。國(guó)際上，IEEE802.15.4工作組及zigbee聯(lián)盟共同致力于該無(wú)線連接技術(shù)的推廣工作，其6中，IEEE802.15.4工作組主要負(fù)責(zé)制定zigbee物理層及MAC層的協(xié)議，其余協(xié)議主要參照和采用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，以便于今后不同廠商設(shè)備的互聯(lián)互通；zigbee聯(lián)盟則負(fù)責(zé)高層應(yīng)用及市場(chǎng)推廣工作。而于2002年成立的zigbee聯(lián)盟如今已經(jīng)吸引了上百家芯片公司、無(wú)線設(shè)備公司的加入。目前，F(xiàn)reescale、TI等國(guó)際巨頭都已推出了比較成熟的zig