一种高架配网线路负荷异常监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及用于架空线路电缆的负荷检测装置技术领域，具体为一种高架配网线路负荷异常监测装置。


背景技术：

2.负荷异常监测装置悬挂在高架配网线路上，负荷异常监测装置不断的采集配网高压线路上的电流、电压等信息通过无线网络发送控制平台、控制平台对采集的数据进行分析，是否存在故障、窃电等问题，一旦线上发生故障、工作人员可以根据监测装置的位置，第一时间确定发生故障的问题点，可以实现实时监控同时可以快速排出故障，确保配网线路安全高效的使用。
3.然而现有技术在如何快速的安装和回收负荷异常监测装置是个非常麻烦的课题，经检索传统的故障指示器，如cn201920746415.1公开的一种故障指示器，采用卡线结构、上磁芯外壳、下磁芯外壳和主体外壳等结构，需要通过工作人员攀爬到高压线路附近再进行安装，安装麻烦且存在安全隐患。
4.现有技术公开的cn201611245841.4可移动飞行电力采集终端及采集方法，采用无人机悬挂方式有效解决了安装不便的问题，然而该技术方案采用的是故障指示器和无人机一体式，也就意味这一个故障指示器需配备一个无人机，大大的增加了成本，难以推广使用。
5.现有技术公开的cn201921298191.9公开的故障指示器拆装工具，包括安装工具，可拆卸地与飞行装置连接，并可在飞行装置的带动下飞升至架空线路以将故障指示器安装于电力线上；安装工具设有用于收容故障指示器的收容腔，当故障指示器收容于收容腔中时，安装工具可携带故障指示器靠近电力线，并驱动故障指示器夹紧电力线，当故障指示器夹紧电力线时，安装工具能够在飞行装置的带动下脱离故障指示器。
6.由cn201921298191.9公开文件可知，该技术方案利用的弹性线夹的弹簧复位使其夹线机构与电力线夹紧，在拆卸过程中，需要通过无人机克服其夹紧力使其故障指示器从电力线上脱离，该技术方案存有一下不足：
7.1、弹性线夹的夹紧弹簧力过大，拆卸脱离时容易出现无人机无法克服其夹力，脱离过程需拉扯电线，容易造成的安全隐患，
8.2、弹性线夹的夹紧弹簧力过小，会使故障指示器在电线上容易脱落，高空坠物，同样存在安全隐患；
9.3、该技术方案回收时，安装工具的收容腔的开口需对准故障指示器，操作飞行装置朝故障指示器的方向飞行，使得故障指示器慢慢进入收容腔中，操作困难，要求精度高，对操作人员及无人机的性能提出很高的要求。
10.于是，本技术人秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种高架配网线路负荷异常监测装置，以期达到更具有实用价值性的目的。


技术实现要素：

11.(一)解决的技术问题
12.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种高架配网线路负荷异常监测装置，所要解决的技术问题是：
13.1、无需工作人员攀爬到高压线路附近进行安装作业，消除安装过程的安全隐患，提高安装效率；
14.2、可实现监测部件和无人机可分离作业，也可卡合固定回收，大大缩小使用成本；
15.3、采用导入式卡合分离作业，无人机安装、使用过程操作简单，且不存在安全隐患；
16.4、可采用伸缩绝缘安装杆进行安装，多种安装形式满足现场工作需求。
17.(二)技术方案
18.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种高架配网线路负荷异常监测装置，所述监测装置包括携带安装部件、对接过渡部件、监测部件、空架高压电缆线、监测平台，所述携带安装部件与对接过渡部件连接，所述对接过渡部件和监测部件连接，监测部件安装在待检测的空架高压电缆线上，所述监测部件上设置有抓手微电机，抓手微电机通过传动齿轮和对接杆连接，对接杆下端两侧和咬合齿轮配合连接，咬合齿轮分别安装在第一抓手和第二抓手上，所述对接杆内部设置有可上下移动的推杆，推杆的下端和空架高压电缆线接触配合，所述对接过渡部件内部设置有咬合装置，所述咬合装置通过对接杆的推杆顶部的位置变化，可以卡合固定，也可以互相脱离。
19.优选的，所述携带安装部件为无人机，所述无人机的底部安装有对接过渡部件。
20.优选的，所述无人机包括机架、机翼、方向调整组件，所述方向调整组件包括调向套杆，所述机架顶部安装有无人机电机，所述无人机电机输出轴上安装有至少一个机翼，所述机翼安装在机架内部，机架的下端设置有4个方向调整组件，所述方向调整组件中间设置导向叶片，导向叶片和调向转轴固定连接，调向转轴和机架之间设置有转动轴承，方向调整组件的侧面安装有调向连接杆件，调向连接杆件上端和调向杆件连接，调向杆件和调向电机的输出轴连接，调向电机固定安装在机架的侧面，所述方向调整组件的侧面还安装有调向滑动杆，调向滑动杆套装在调向套杆内，调向套杆的上端和机架固定连接，所述机架的下端还设置有控制箱体，控制箱体内设置有蓄电池、无人机控制主板；所述控制箱体的下方固定安装有对接过渡部件。
21.优选的，所述携带安装部件为伸缩绝缘安装杆，伸缩绝缘安装杆的前端和对接过渡部件固定连接，伸缩绝缘安装杆底部设置有抓手微电机控制信号按钮。
22.优选的，所述第一抓手和第二抓手内部设置有坡莫合金制成的铁芯，铁芯上安装有感应线圈；感应线圈和控制主板电联，所述控制主板上集成安装有电源模块、时钟模块、通信模块、抓手微电机控制模块；所述电源模块设置有后备电源，所述后备电源为锂-亚硫酰氯电池和电容器。
23.优选的，所述电缆线抓手组件的两侧分别还设置有第一支撑座、第二支撑座；第一支撑座、第二支撑座分别和空架高压电缆线接触配合。
24.优选的，所述对接过渡部件包括导向壳、第一咬合片、第二咬合片、弹簧座、卡杆、衔铁座、卡杆铁芯、转轴、限位杆；所述导向壳的下端部开设有圆锥状导向孔，导向孔的上端
设置有第一咬合片和第二咬合片，所述第一咬合片和第二咬合片与导向壳之间均设置有卡紧弹簧，所述卡紧弹簧对称布置，所述卡紧弹簧的一端分别与第一咬合片和第二咬合片铰接，另一端与导向壳铰接，所述第一咬合片和第二咬合片通过转轴安装在导向壳内，所述第一咬合片和第二咬合片上端中间位置处设置有弹簧座，弹簧座的下端和对接杆的上端接触配合，弹簧座和第一咬合片之间设置有卡杆，所述卡杆侧端部和衔铁座固定连接，衔铁座侧面设置有卡杆铁芯，卡杆铁芯上安装有绕组线圈，卡杆铁芯装在导向壳内壁安装槽内，卡杆铁芯的安装槽和衔铁座之间设置有复位弹簧；绕组线圈通电后卡杆铁芯和衔铁座吸合，卡杆缩回离开弹簧座和第一咬合片之间的位置，第一咬合片可以自由转动；绕组线圈断电后在复位弹簧作用下卡杆伸出；卡杆位于弹簧座和第一咬合片之间的位置时，第一咬合片处于卡合状态无法转动。
25.(三)有益效果
26.本实用新型提供了一种高架配网线路负荷异常监测装置。具备以下有益效果：
27.(1)、脱离用电用户视野、安装隐蔽性好，无需工作人员攀爬到高压线路附近进行安装作业，消除安装过程的安全隐患，提高安装效率；
28.(2)、可实现监测部件和无人机可分离作业，也可卡合固定回收，大大缩小使用成本；
29.(3)、采用导入式卡合分离作业，无人机安装、使用过程操作简单，且不存在安全隐患；
30.(4)、位置较低的电缆上安装，可以使用伸缩绝缘安装杆进行安装，多种形式安装方便现场安装人员安装。
附图说明
31.图1为本实用新型的整体结构示意图；
32.图2为本实用新型的监测部件的俯视图；
33.图3为本实用新型的监测部件的左视图；
34.图4为本实用新型的图1中对接过渡部件的a放大示意图；
35.图5为本实用新型的使用时悬挂准备状态结构示意图；
36.图6为本实用新型的使用时监测部件和空架高压电缆线咬合状态结构示意图；
37.图7为本实用新型的使用时无人机和监测部件分离状态结构示意图；
38.图8为本实用新型的使用时监测部件回收状态结构示意图；
39.图9为本实用新型的图7中对接过渡部件的b放大示意图；
40.图10为本实用新型的监测部件的使用原理图；
41.图11为本实用新型的监测部件的控制主板连接原理图；
42.图12为本实用新型的监测部件的电源模块的连接原理图；
43.图13为本实用新型的无人机的立体视图；
44.图14为本实用新型的无人机剖视图；
45.图15为本实用新型的无人机另一视角的立体视图；
46.图16为本实用新型的图15的放大图；
47.图17为本实用新型的无人机俯视图；
48.图18为本实用新型的具体实施例二的结构示意图；
49.图19为本实用新型的具体实施例二的原理图。
50.图中：1、无人机；2、对接过渡部件；21、导向壳；22、第一咬合片；23、第二咬合片；24、弹簧座；25、卡杆；26、衔铁座；27、卡杆铁芯；28、转轴；29、限位杆；3、空架高压电缆线；31、电缆线抓手组件；32、第一支撑座；33、第二支撑座；34、对接杆；35、监测部件壳体；36、抓手微电机；37、第一抓手；38、第二抓手；39、咬合齿轮；310、导向滑轴；311、导向槽；4、监测平台；5、监测平台；10、伸缩绝缘安装杆；11、机架；12、机翼；13、方向调整组件；14、导向叶片；15、无人机电机；16、调向电机；161、调向杆件；162、调向连接杆件；163、调向转轴；164、调向套杆；165、调向滑动杆；17、控制箱体。
具体实施方式
51.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
52.实施例1：
53.如图说明书附图所示，本实用新型的一种高架配网线路负荷异常监测装置主要由无人机1、对接过渡部件2、监测部件3、空架高压电缆线4、监测平台5组成。
54.监测装置包括无人机1、对接过渡部件2、监测部件3、空架高压电缆线4、监测平台5；无人机1的底部安装有对接过渡部件2，对接过渡部件2和监测部件3连接，监测部件3安装在待检测的空架高压电缆线4上，监测部件3通过通信模块将采集数据信息以无线信号形式将检测数据发送给监测平台5。
55.监测部件3包括电缆线抓手组件31、第一支撑座32、第二支撑座33、对接杆34、监测部件壳体35、抓手微电机36、第一抓手37、第二抓手38、传动齿轮39、导向滑轴310、导向槽311；电缆线抓手组件31包括第一抓手37和第二抓手38；第一抓手37和第二抓手38分别设置有咬合齿轮39，咬合齿轮39和对接杆34下半段螺杆配合连接，对接杆34的中部位置设置有传动组件，传动组件和抓手微电机36连接，抓手微电机36安装在监测部件壳体35内，抓手微电机36采用无线遥控信号控制，对接杆34的内部设置有推杆，推杆和对接杆34的内壁滑动配合，推杆下端和空架高压电缆线4接触配合；第一抓手37和第二抓手38上分别设置有导向滑轴310，导向滑轴310安装在导向槽311内，导向槽311设置在监测部件壳体35内壁上，电缆线抓手组件31的两侧分别还设置有第一支撑座32、第二支撑座33；第一支撑座32、第二支撑座33分别和空架高压电缆线4接触配合。
56.第一支撑座32、第二支撑座33分布在电缆线抓手组件31的两侧用于更好的固定线缆，第一支撑座32、第二支撑座33还安装有备用蓄电池、遥控主板等，用于给抓手微电机36提供电能和接收发送其控制信号，第一支撑座32、第二支撑座33和电缆线抓手组件31共同作用形成三角受力固定形态，从而使监测部件3稳定的固定在空架高压电缆线4。
57.第一抓手37和第二抓手38内部设置有坡莫合金制成的铁芯，铁芯上安装有感应线圈；感应线圈和控制主板电联，控制主板上集成安装有电源模块、时钟模块、通信模块、电机控制模块、电流采集模块；电源模块设置有后备电源，后备电源为锂-亚硫酰氯电池、电容
器；感应线圈用于采集电线上的电压、电流信号；第一抓手和第二抓手闭合后，形成一个取能互感器，用于将电线上的电能转移到电源模块内；
58.电源模块的作用是将来自取能互感器的电流进行控制，使之转换成目标应用所需的可控稳定输出；
59.电源模块上还安装有整流电路等，在导线承受短时大故障电流时，控制电源模块的输入电流在安全许可的范围内；
60.对接过渡部件2包括导向壳21、第一咬合片22、第二咬合片23、弹簧座24、卡杆25、衔铁座26、卡杆铁芯27、转轴28、限位杆29；导向壳21的下端部开设有圆锥状导向孔，导向孔的上端设置有第一咬合片22和第二咬合片23，第一咬合片22和第二咬合片23通过转轴28安装在导向壳21内，第一咬合片22和第二咬合片23上端中间位置处设置有弹簧座24，弹簧座24的下端和对接杆34的上端接触配合，弹簧座24和第一咬合片22之间设置有卡杆25，卡杆25侧端部和衔铁座26固定连接，衔铁座26侧面设置有卡杆铁芯27，卡杆铁芯27上安装有绕组线圈，卡杆铁芯27安装在导向壳21内壁安装槽内，卡杆铁芯27的安装槽和衔铁座26之间设置有复位弹簧；绕组线圈通电后卡杆铁芯27和衔铁座26吸合，卡杆25缩回离开弹簧座24和第一咬合片22之间的位置，第一咬合片22可以自由转动；断电后在复位弹簧作用下卡杆25伸出；卡杆25位于弹簧座24和第一咬合片22之间的位置时，第一咬合片22处于卡合状态无法转动。
61.无人机1包括机架11、机翼12、方向调整组件13，机架11顶部安装有无人机电机15，无人机电机15输出轴上安装有至少一个机翼12，机翼12安装在机架11内部，机架11的下端设置有4个方向调整组件13，方向调整组件13中间设置导向叶片14，导向叶片14和调向转轴163固定连接，调向转轴163和机架11之间设置有转动轴承，方向调整组件13的侧面安装有调向连接杆件162，调向连接杆件162上端和调向杆件161连接，调向杆件161和调向电机16的输出轴连接，调向电机16固定安装在机架11的侧面，方向调整组件13的侧面还安装有调向滑动杆165，调向滑动杆165套装在调向套杆164内，调向套杆164的上端和机架11固定连接，机架11的下端还设置有控制箱体17，控制箱体17内设置有蓄电池、无人机控制主板；控制箱体17的下方固定安装有对接过渡部件2；
62.使用时远程遥控器发送指令给无人机控制主板，启动无人机电机15，无人机电机15带动机翼12旋转，通过无人机电机上的摄像头，无人机1悬停在空架高压电缆线4的上端，将携带监测部件3安装在线上，在安装过程需要调整方向时，调向电机16启动，带动调向杆件161转动，调向杆件161通过调向连接杆件162带动方向调整组件13转动，方向调整组件13转动后，机翼向下的气流会被改变角度，进而调整无人机1的悬停姿势进行微调，可使安装过程稳定，安装效率高；机翼12安装在机架11内部使得安装过程不存在有电线和机翼发生碰撞的安全隐患。
63.本实用新型的一种高架配网线路负荷异常监测装置在使用时，
64.s1、悬挂准备：无人机1通过对接过渡部件2将监测部件3运送到空架高压电缆线4的上端，通过无人机下端的摄像头远程监控，通过抓手微电机36转动通过传动齿轮带动对接杆34转动，对接杆34的螺杆段和第一抓手37和第二抓手38的咬合齿轮39配合打开第一抓手37和第二抓手38；该步骤可以在无人机升空前实施；
65.s2、监测部件和空架高压电缆线咬合：第一抓手37和第二抓手38展开后，对准空架
高压电缆线4，遥控信号控制抓手微电机36反向转动第一抓手37和第二抓手38将空架高压电缆线4抓住后慢慢闭合；
66.s3、无人机和监测部件分离：s2步骤完成后，闭合过程空架高压电缆线4和对接杆34下端的推杆接触，推杆沿着对接杆34的内壁向上滑动，对接杆34的上端顶开弹簧座24，绕组线圈通电后卡杆铁芯27和衔铁座26吸合，卡杆25缩回离开弹簧座24和第一咬合片22之间的位置，第一咬合片22可以自由转动；这时无人机1向上飞行，对接杆34离开对接过渡部件2，监测部件3留在空架高压电缆线4上开始监测工作；
67.s4、监测部件回收：待监测部件3工作完毕或需要更换工作地点时，无人机1上升到对接杆34的上端，通过导向壳21的下端部开设有圆锥状导向孔可使对接杆34方便的插入到第一咬合片22和第二咬合片23上端中间位置处，插入过程中对接杆34将弹簧座24向上顶开，在复位弹簧作用下卡杆25伸出；卡杆25位于弹簧座24和第一咬合片22之间的位置时，第一咬合片22处于卡合状态无法转动，即可实现监测部件3和无人机的对接过渡部件2合体，这时再通过抓手微电机36转动通过传动齿轮带动对接杆34转动，对接杆34的螺杆段和第一抓手37和第二抓手38的咬合齿轮39配合打开第一抓手37和第二抓手38，无人机1飞回地面即可。
68.实施例2
69.与实施例1的区别在于：携带安装部件为伸缩绝缘安装杆10，对接过渡部件2通过螺栓固定安装在伸缩绝缘安装杆10的前端，伸缩绝缘安装杆底部设置有抓手微电机控制信号按钮。位置较低的电缆上安装，可以使用伸缩绝缘安装杆10，通过抓手微电机控制信号按钮控制第一抓手37和第二抓手38的开合，原理及控制安装方法和具体实施例一相同，不再详细描述。
70.如图10所示，通过在10kv线路上安装监测部件3实现对线路电流信息的同步采集和上传，在此基础上，通过监测平台5分析实现10kv线路负荷的拓扑展示，结合专变终端数据实现对专变用户用电异常行为的分析，监测部件3可带电安装至10kv线路上，完成对电路电流信息的采集，通过高效率的取能设计，在线路平均电流2a的情况下即可实现线路电流数据的每日上报以及对时同步。具有一下优点：
71.a)低压侧无需安装设备，避免设备被破坏。
72.b)设备支持带电安装，施工高效简便。
73.c)可靠的备电设计。设备在线路无电的极端情况下，仅靠电池工作，可维持系统工作不低于4年(期间支持数据的每日上报和对时，已考虑高低温情况)。
74.d)高效取能设计。在线路电流2a时即可满足设备静态能量消耗，5a时即可满足每日4g上线一次的能量需求。
75.e)高采集精度。采用坡莫合金磁芯+高精度采样回路保证设备采样数据的可靠性。
76.f)高守时精度。采用高精度时钟芯片保证设备间数据同步，为数据分析提供可靠基础。
77.监测平台5拓扑化展示线路负荷以及相应安装设备的地理位置信息，在同步高采与专变的数据的基础上，实现用电异常的分析；
78.专变窃电实现原理：如图10所示，可通过3号和4号监测部件3所采集电流数据作差即可得1号专变一次侧的电流消耗，结合专变终端所采集的同密度的电流曲线及互感器变
比数据即可实现异常分析。
79.搭线窃电的判断实现原理：如图10所示，若在2号设备和3号监测部件3之间搭线连接专变进行窃电，则2号和3号监测部件3电流会有明显差异，据此可判。又如1号监测部件3电流等于2号加上5号，若1号明显大于2+5则可判断在1号2号5号设备之间的线路中存在用电异常行为。
80.综上所述，该高架配网线路负荷异常监测装置无需工作人员攀爬到高压线路附近进行安装作业，消除安装过程的安全隐患，提高安装效率；可实现监测部件和无人机可分离作业，也可卡合固定回收，大大缩小使用成本。
81.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
82.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。