CN204496034U - 一种高压输电线路降雨测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种高压输电线路降雨监测装置：包括雨水接收器(1)、检测电路(2)和单片机(4)；雨水接收器包括感应电极(5)和地电极(6)，地电极为筒口朝上的金属圆筒，筒底开有漏水孔(14)、筒壁开有侧孔，感应电极为金属圆柱，位于金属圆筒中且与金属圆筒之间留有间隙，感应电极的侧面设有引线(7)，其绝缘地穿过金属圆筒筒壁侧孔引出并与所述检测电路信号输入端(9)相连，地电极上设有引线(8)与所述检测电路信号地相连。本实用新型能准确、可靠地监测高压输电线路环境是否降雨，便于在高压输电线路动态增容过程中，准确监测输电导线周围环境降雨的情况，提高动态增容系统精度，确保增加输电线路输送容量过程的安全、顺利进行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种降雨测量装置，尤其是涉及一种用于监测高压输电线路环境是否降雨的降雨测量装置。
背景技术
随着我国国民经济的持续快速稳定的增长，尤其是最近几年，随着用电量的不断增加，电网输电能力瓶颈问题日益突出，尤其是在经济比较发达的地区，如华东地区的上海、苏南和浙江等沿海地区更是如此。如何有效、安全的提高输电线路的输送能力是电力部门必须认真考虑和解决的问题。目前，国内外对如何提高输电线路的输送能力的研究较多，如提高输电线路的电压等级、增加输电线路回数、采用新型耐热导线等措施。相比之下，适当提高现有导线的输送容量即动态增容是最为经济的方式，而且特别适用于夏季用电高峰时期的调峰以及设备检修状态下的应急。所谓动态增容，就是根据实际气象条件，挖掘导线的潜力，从而适当提高导线的输送功率。
当导线允许温度一定时，导线的载流容量受日照强度、风速大小和风速方向、导线本身的特性和导线所在处的环境温度等因素的影响。目前，无论IEEE标准、我国电气工程师手册还是Morgen公式，输电线路最大载流容量计算方法均依靠导线的热平衡方程。利用该方程计算导线最大载流容量需要已知环境温度、日照、风速风向等环境气象参数。由于该热平衡方程中没有考虑导线表面水分蒸发散热项目，导致该公式无法计算雨、雾 天气下的导线温度，具有先天不足。在实际应用中，当存在降雨时，导线表面温度可能会低于环境温度，造成热平衡方程无解，从而不能确定降雨天气条件下导线的最大载流容量。
目前国内外有关研究高压输电导线在线测量的领域主要集中在监测高压输电线路的温度、环境温度、日照、风速风向方面，未考虑环境降雨情况对输电线路输送容量的影响，然而，降雨天气对线路输送容量的影响巨大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种能准确、可靠地监测高压输电线路环境是否降雨的降雨测量装置，便于在高压输电线路动态增容过程中，准确监测输电导线周围环境降雨的情况，提高动态增容系统精度，确保增加输电线路输送容量过程的安全、顺利进行。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高压输电线路降雨监测装置，其特征是：包括雨水接收器(1)、检测电路(2)和单片机(4)；
所述的雨水接收器(1)包括感应电极(5)和地电极(6)，地电极(6)为筒口朝上的金属圆筒，筒底开有漏水孔14、筒壁开有侧孔，感应电极(5)为金属圆柱，位于金属圆筒中且与金属圆筒之间留有间隙，感应电极(5)的侧面设有引线7，其绝缘地穿过金属圆筒筒壁侧孔引出并与所述检测电路(2)信号输入端(9)相连，地电极(6)上设有引线(8)与所述检测电路(2)信号地相连；
所述检测电路(2)包括3.6V电源、两只500kΩ的电阻和一只普通运 算放大器AD8031，运算放大器AD8031的正极即检测电路(2)的信号输入端(9)，信号输入端(9)同时分别经一个500kΩ电阻接3.6V电源和信号地，检测电路(2)的信号输出端(10)与所述单片机(4)的模数转换输入端(17)相连；所述单片机(4)中的阈值电压U设为1.8V。
所述的感应电极(5)与金属圆筒之间的间隙为2mm。
所述的金属圆筒筒壁侧孔为螺纹孔，螺纹孔中嵌有硬铝金属圆管(15)，硬铝金属圆管(15)内设有绝缘尼龙圆管(13)。
所述的感应电极(5)侧面设有硬铝金属圆棒(16)，引线7通过硬铝金属圆棒(16)端部电连接感应电极(5)。
所述单片机(4)是具有模数转换功能和诊断功能的任意一种常见单片机，当单片机监测到模数转换输入端(17)的电压小于阈值电压U时，诊断为有降雨，否则诊断为无降雨。
相对现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
1)将雨水接收器(1)的感应电极(5)和地电极(6)分别做成圆柱与带底面的圆筒，有效增大了感应电极和地电极之间空隙的面积，当发生降雨时，该空隙中可以收集到较多的雨水，使得感应电极(5)和地电极(6)之间的电阻降低较多，进而使得检测电路(2)输出信号电压变化更加明显。
2)地电极(6)的底面有孔，便于雨水流出。当降雨停止后，感应电极(5)和地电极(6)之间空隙中的雨水在重力作用下从该孔流出，感应电极(5)和地电极(6)之间的电阻重新恢复到降雨前的数值。
3)将雨水接收器(1)的感应电极(5)放在地电极(6)之中，使地电极(6)对感应电极(5)产生屏蔽作用，进而使得感应电极(5)不受输 电线路高压导线电场的影响。
4)利用单片机(4)将模拟信号转化为数字信号，并进行诊断，可以发挥单片机的数据处理功能，对信号进行数字滤波和复杂算法处理，从而提高诊断的准确性。
附图说明
图1为本实用新型的组成示意图；
图2为本实用新型的雨水接收器结构剖视示意图；
图3为本实用新型的雨水接收器结构俯视示意图。
图中：1-雨水接收器，2-检测电路，4-单片机，5-感应电极，6-地电极，7-感应电极引线，8-地电极引线，9-信号输入端，10-检测电路输出端13-绝缘尼龙圆管，14-漏水孔，16-硬铝金属圆棒，17-单片机的模数转换输入端。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的降雨监测装置，包括雨水接收器(1)、检测电路(2)和单片机(4)。
雨水接收器(1)包括感应电极(5)和地电极(6)，地电极(6)为筒口朝上的金属圆筒，筒底开有漏水孔14、筒壁开有侧螺纹孔，侧螺纹孔中嵌有硬铝金属圆管(15)，硬铝金属圆管(15)内设有绝缘尼龙圆管(13)；感应电极(5)为金属圆柱，位于金属圆筒中且与金属圆筒之间留有2mm间隙，感应电极(5)的侧面设有硬铝金属圆棒(16)，引线7通过硬铝金属圆棒(16)端部电连接感应电极(5)，其绝缘地穿过金属圆筒筒壁侧孔引出并与所述检测电路(2)信号输入端(9)相连，地电极(6)上设有引 线(8)与所述检测电路(2)信号地相连。
检测电路(2)包括3.6V电源、两只500kΩ的电阻和一只普通运算放大器AD8031，运算放大器AD8031的正极即检测电路(2)的信号输入端(9)，信号输入端(9)同时分别经一个500kΩ电阻接3.6V电源和信号地，检测电路(2)的信号输出端(10)与所述单片机(4)的模数转换输入端(17)相连；所述单片机(4)中的阈值电压U设为1.8V。
所述单片机(4)是具有模数转换功能和诊断功能的任意一种常见单片机，
参见图2，地电极(6)外圆直径40mm，内圆直径30mm，筒高45mm，筒壁和底厚5mm；感应电极(5)直径26mm，高度36mm。
感应电极(5)上的金属圆棒(16)通过绝缘尼龙圆管(13)固定在地电极(6)上的圆筒(15)中，从而使得感应电极(5)与地电极(6)相对固定。
工作原理：
当无降雨时，感应电极5和地电极6之间电阻是空气间隙的电阻，远大于500kΩ，检测电路(2)输出1.8V的电压信号；当有降雨时，感应电极5和地电极6之间的电阻是雨水的电阻，检测电路(2)输出的电压信号小于1.8V。
如图1所示，单片机(4)选用常见单片机C8051F005，具有模数转换功能和诊断功能，检测电路(2)输出电压信号接入其模数转换输入接口。将单片机(4)中的阈值电压U设为1.8V，当有降雨时，单片机(4)的输入端(13)的电压小于1.8V，诊断为有降雨；当降雨停止或者无降雨时， 输入端(13)的电压等于1.8V，诊断为无降雨。
Claims (5)
1.一种高压输电线路降雨监测装置，其特征是：包括雨水接收器(1)、检测电路(2)和单片机(4)；
所述的雨水接收器(1)包括感应电极(5)和地电极(6)，所述的地电极(6)为筒口朝上的金属圆筒，筒底开有漏水孔(14)、筒壁开有侧孔，地电极(6)上设有引线(8)与所述检测电路(2)信号地相连；所述的感应电极(5)为金属圆柱，位于金属圆筒状地电极(6)中且与金属圆筒之间留有间隙，感应电极(5)的侧面设有引线(7)，其绝缘地穿过金属圆筒筒壁侧孔引出并与所述检测电路(2)信号输入端(9)相连；
所述检测电路(2)包括3.6V电源、两只500kΩ的电阻和一只普通运算放大器AD8031，运算放大器AD8031的正极即检测电路(2)的信号输入端(9)，信号输入端(9)分别经一个500kΩ电阻接3.6V电源和信号地；检测电路(2)的信号输出端(10)与所述单片机(4)的模数转换输入端(17)相连；所述单片机(4)中的阈值电压U设为1.8V。
2.根据权利要求1所述的高压输电线路降雨监测装置，其特征是：所述的感应电极(5)与金属圆筒之间的间隙为2mm。
3.根据权利要求2所述的高压输电线路降雨监测装置，其特征是：所述的金属圆筒筒壁侧孔中嵌有硬铝金属圆管(15)，硬铝金属圆管(15)内设有绝缘尼龙圆管(13)。
4.根据权利要求3所述的高压输电线路降雨监测装置，其特征是：所述的感应电极(5)侧面设有硬铝金属圆棒(16)，引线(7)通过硬铝金属圆棒(16)端部电连接感应电极(5)。
5.根据权利要求4所述的高压输电线路降雨监测装置，其特征是：所述单片机(4)为具有模数转换功能和诊断功能的单片机，当单片机监测到模数转换输入端(17)的电压小于阈值电压U时，诊断为有降雨，否则诊断为无降雨。
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| CN201520058206.XU CN204496034U (zh) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | 一种高压输电线路降雨测量装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111006847A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-14 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种降雨装置、降雨装置的参数校准方法和相关装置 |
| CN114035245A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-02-11 | 深圳市欧赛特电子有限公司 | 雨量检测装置及方法 |
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2015
- 2015-01-27 CN CN201520058206.XU patent/CN204496034U/zh active Active
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| CN111006847B (zh) * | 2019-12-27 | 2022-01-25 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种降雨装置、降雨装置的参数校准方法和相关装置 |
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