ДИНАМИЧЕСКИЙ МОНИТОР ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
DYNAMIC MONITOR OF POWER TRANSMISSION LINES IN REAL TIME

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Аспекты вариантов осуществления настоящего изобретения относятся к динамическому монитору линий электропередачи в реальном времени, к системе динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени и к способу мониторинга линии электропередачи с их помощью.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Линии электропередачи используются для того, чтобы подавать электроэнергию, и могут охватывать большие расстояния. Дополнительно, расстояние между опорными точками линии электропередачи может быть большим, и величина, на которую может опускаться или провисать линия электропередачи между опорными точками, может варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как температура линии электропередачи вследствие температуры окружающей среды или величины тока, проходящего через и нагревающего линию электропередачи, либо факторов внешней среды, таких как ветер и атмосферные осадки. Когда линия электропередачи опускается на определенную величину, она может контактировать с таким объектом, как дерево, и в результате прерывается передача мощности.
[0003] В связи с этим, желательно, чтобы местоположение линии электропередачи в пространстве было известно. Дополнительно, правила могут требовать, чтобы местоположения линий электропередачи в пространстве были известны. Для прогнозирования или аппроксимации местоположений линий электропередачи в пространстве используются некоторые технологии, к примеру, технологии на основе лазерного сканирования с использованием вертолетов и прогнозирования на сутки вперед на основе оцененной величины тока, который должен проходить через линию электропередачи, а также ранее собранных данных для прогнозных погодных параметров. Тем не менее, такие технологии являются статическими, а не динамическими, и не выдают в результате местоположение в реальном времени линии электропередачи в пространстве на основе измерений в реальном времени.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, динамический монитор линий электропередачи в реальном времени включает в себя кожух, сконфигурированный с возможностью принимать провод линии электропередачи через полость, и датчик для того, чтобы измерять или определять свойство линии электропередачи, такое как температура, позиция, ток, ускорение/вибрация, наклон, вращение и/или расстояние от объекта.
[0005] Согласно другому аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, динамический монитор линий электропередачи в реальном времени сконфигурирован с возможностью отправлять сигнал, такой как RF-сигнал, при предотвращении или уменьшении коронного разряда. Сигнал может отправляться в другой монитор линии или в станцию мониторинга, например, и может содержать информацию в реальном времени, связанную со свойством линии электропередачи, измеряемым или считываемым посредством монитора линий электропередачи.
[0006] Согласно другому аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, динамический монитор линий электропередачи в реальном времени может устанавливаться на линии электропередачи и является самопитаемым посредством тока линии электропередачи.
[0007] Согласно другому аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, динамический монитор линий электропередачи в реальном времени может устанавливаться на линии электропередачи под напряжением через технологию с использованием штанги для работы под напряжением или непосредственных прикосновений руками.
[0008] Согласно другому аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, система динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени включает в себя динамический монитор линий электропередачи в реальном времени, имеющий аспекты и свойства, как описано выше, который сконфигурирован с возможностью отправлять информацию в реальном времени, связанную с одним или более свойств (например, температурой, позицией, током, ускорением, вибрацией, наклоном, вращением и/или расстоянием от объекта) линии электропередачи, по меньшей мере, в одно из другого монитора линий электропередачи или станции мониторинга.
[0009] Согласно другому аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, способ динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени включает в себя установку динамического монитора линий электропередачи в реальном времени, имеющего аспекты и свойства, как описано выше, на линии электропередачи и удаленное отслеживание информации в реальном времени, связанной с линией электропередачи, которая передается из монитора.
[0010] Согласно одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, динамический монитор линий электропередачи в реальном времени включает в себя: кожух, устанавливаемый на линии электропередачи, причем кожух включает в себя: базовую часть; и часть крышки, соединенную с базовой частью и задающую полость кожуха вместе с базовой частью, причем, по меньшей мере, одна из части крышки или базовой части является подвижной относительно другой между открытой позицией кожуха, в которой отрезок линии электропередачи может приниматься в полости, и закрытой позицией кожуха, в которой отрезок линии электропередачи удерживается в полости; датчик, сконфигурированный с возможностью считывать в реальном времени, по меньшей мере, одно из температуры, позиции, тока, ускорения, вибрации, наклона, вращения или расстояния до ближайшего объекта; и антенну в полости кожуха, причем антенна сконфигурирована с возможностью передавать сигнал, включающий в себя информацию, считываемую посредством датчика, из монитора в реальном времени.
2
[0011] Часть крышки может включать в себя полупроводниковый материал. В одном варианте осуществления, толщина части крышки может быть меньше одной десятой глубины скин-слоя полупроводникового материала, в котором блокируются радиоволны. В одном варианте осуществления, полупроводниковый материал имеет удельное сопротивление приблизительно 10-20 кОм/см, и часть крышки имеет толщину приблизительно 0,125 дюймов.
[0012] В одном варианте осуществления, динамический монитор линий электропередачи в реальном времени дополнительно включает в себя первую часть выравнивания и вторую часть выравнивания, соответствующую первой части выравнивания и сконфигурированную с возможностью зацеплять первую часть выравнивания для выравнивания части крышки на базовой части. Первая часть выравнивания может включать в себя конусообразный выступ, вытянутый в сторону части крышки, и вторая часть выравнивания может включать в себя паз, имеющий форму, соответствующую форме упомянутого выступа, для приема упомянутого выступа.
[0013] В одном варианте осуществления, динамический монитор линий электропередачи в реальном времени питается посредством тока линии электропередачи.
[0014] Датчик может включать в себя, по меньшей мере, одно из лидарного датчика, лазерного датчика, температурного датчика или акселерометра.
[0015] В одном варианте осуществления, датчик включает в себя температурный датчик, и динамический монитор линий электропередачи в реальном времени дополнительно включает в себя целевую часть, находящуюся в контакте с линией электропередачи, причем температурный датчик сконфигурирован с возможностью считывать температуру целевой части. Целевая часть может включать в себя алюминиевый целевой участок с управляемым коэффициентом излучения для точного измерения температуры, к примеру, анодированный с чернением.
[0016] В одном варианте осуществления, динамический монитор линий электропередачи в реальном времени дополнительно включает в себя передвижной болт и прижимную часть, зацепленную с передвижным болтом и включающую в себя механизм смещения, смещающий кожух в направлении открытой позиции, причем прижимная часть может опускаться при проворачивании передвижного болта для того, чтобы перемещать кожух в закрытую позицию, и может дополнительно опускаться при дополнительном проворачивании передвижного болта для того, чтобы удерживать линию электропередачи после того, как кожух находится в закрытой позиции.
[0017] В одном варианте осуществления, динамический монитор линий электропередачи в реальном времени дополнительно включает в себя блок электроники в кожухе и сконфигурирован с возможностью принимать информацию из датчика и инструктировать антенне передавать сигнал, включающий в себя информацию.
[0018] Согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения, система динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени включает в себя: динамический монитор линий электропередачи в реальном времени, включающий в себя кожух, устанавливаемый на линии электропередачи, датчик, сконфигурированный с возможностью считывать в реальном времени, по меньшей мере, одно из температуры, позиции, тока, ускорения, вибрации, наклона, вращения или расстояния до ближайшего объекта, и антенну в полости кожуха, причем антенна сконфигурирована с возможностью передавать сигнал, включающий в себя информацию, считываемую посредством датчика, из монитора в реальном времени; и удаленное приемное устройство, принимающее сигнал из динамического монитора линий электропередачи в реальном времени.
[0019] Удаленное приемное устройство может включать в себя, по меньшей мере, одно из станции мониторинга или другого динамического монитора линий электропередачи в реальном времени.
[0020] Удаленное приемное устройство может включать в себя компьютер для того, чтобы накапливать данные из датчика и вычислять динамические режимы нагрузки линий электропередачи в реальном времени для критического пролета линии электропередачи с использованием данных, накопленных из датчика, местных погодных данных и установленного алгоритма.
[0021] Компьютер может вычислять режим максимальной нагрузки линий для линии электропередачи на следующий день с использованием накопленных данных и прогноза погоды на следующий день.
[0022] Система может быть сконфигурирована с возможностью предпринимать корректирующее действие на основе, по меньшей мере, одного из считываемого расстояния до ближайшего объекта или вычисленных динамических режимов нагрузки линий электропередачи в реальном времени.
[0023] Согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения, способ динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени включает в себя: обеспечение динамического монитора линий электропередачи в реальном времени на линии электропередачи; считывание в реальном времени, по меньшей мере, одного из температуры, позиции, тока, ускорения, вибрации, наклона, вращения или расстояния до ближайшего объекта с использованием датчика динамического монитора линий электропередачи в реальном времени; и передачу сигнала, включающего в себя информацию, считываемую с использованием датчика, в удаленное приемное устройство в реальном времени.
[0024] Обеспечение динамического монитора линий электропередачи в реальном времени на линии электропередачи может включать в себя установку динамического монитора линий электропередачи в реальном времени на линии электропередачи в то время, когда линия электропередачи находится под напряжением. Установка динамического монитора линий электропередачи в реальном времени на линии электропередачи дополнительно может включать в себя установку динамического монитора линий электропередачи в реальном времени на линии электропередачи с использованием штанги для работы под напряжением или непосредственных прикосновений руками.
[0025] В одном варианте осуществления, динамический монитор линий электропередачи в реальном времени включает в себя кожух, включающий в себя базовую часть и часть крышки, соединенную с базовой частью и задающую полость кожуха вместе с базовой частью, и, по меньшей мере, одна из части крышки или базовой части является подвижной относительно другой между открытой позицией кожуха, в которой часть крышки и базовая часть разнесены, и закрытой позицией кожуха, и установка динамического монитора линий электропередачи в реальном времени на линии электропередачи включает в себя: вставку отрезка линии электропередачи между частью крышки и базовой частью в полость в то время, когда кожух находится в открытой позиции; и перемещение, по меньшей мере, одной из части крышки или базовой части относительно другой в закрытую позицию, чтобы удерживать отрезок линии электропередачи в полости.
[0026] Датчик может включать в себя, по меньшей мере, одно из лидарного датчика, лазерного датчика, температурного датчика или акселерометра.
[0027] Удаленное приемное устройство может включать в себя, по меньшей мере, одно из станции мониторинга или другого динамического монитора линий электропередачи в реальном времени.
[0028] В одном варианте осуществления, обеспечение динамического монитора линий электропередачи в реальном времени на линии электропередачи включает в себя обеспечение динамического монитора линий электропередачи в реальном времени на критическом пролете линии электропередачи, и способ дополнительно включает в себя вычисление динамических режимов нагрузки линий электропередачи в реальном времени с использованием местных погодных данных и установленного алгоритма.
[0029] Способ дополнительно может включать в себя вычисление режима максимальной нагрузки линий для линии электропередачи на следующий день с использованием данных, измеряемых посредством динамического монитора линий электропередачи в реальном времени, и прогноза погоды на следующий день.
[0030] Способ дополнительно может включать в себя осуществление корректирующего действия на основе, по меньшей мере, одного из считываемого расстояния до ближайшего объекта или вычисленных динамических режимов нагрузки линий электропередачи в реальном времени.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0031] Вышеприведенные и другие признаки, аспекты и преимущества изобретения должны становиться более понятными при рассмотрении нижеприведенного описания, прилагаемой формулы изобретения и прилагаемых чертежей, на которых:
[0032] Фиг. 1 является видом снизу в перспективе динамического монитора линий электропередачи в реальном времени согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0033] Фиг. 2 является видом снизу монитора линий электропередачи по фиг. 1.
[0034] Фиг. 3 является видом сбоку в сечении монитора линий электропередачи по фиг. 1 вдоль линии 3-3.
[0035] Фиг. 4 является видом снизу в перспективе монитора линий электропередачи по фиг. 1, показанного установленным на линии электропередачи.
[0036] Фиг. 5 является видом сбоку монитора линий электропередачи по фиг. 1, показанного в открытой позиции.
[0037] Фиг. 6 является видом спереди монитора линий электропередачи по фиг. 1, показанного в открытой позиции.
[0038] Фиг. 7 является покомпонентным видом сверху в перспективе монитора линий электропередачи по фиг. 1.
[0039] Фиг. 8 является видом сверху в перспективе базовой части кожуха монитора линий электропередачи по фиг. 1.
[0040] Фиг. 9 является видом снизу в перспективе базовой части по фиг. 8.
[0041] Фиг. 10 является видом сверху части крышки кожуха монитора линий электропередачи по фиг. 1.
[0042] Фиг. 11 является видом сбоку в перспективе части крышки кожуха по фиг. 10.
[0043] Фиг. 12 является видом спереди в сечении части крышки по фиг. 10 вдоль линии 12-12.
[0044] Фиг. 13 является видом сверху в перспективе нижней непроводящей части кожуха монитора линий электропередачи по фиг. 1.
[0045] Фиг. 14 является видом снизу в перспективе нижней непроводящей части по фиг. 13.
[0046] Фиг. 15 является видом сверху в перспективе верхней непроводящей части кожуха монитора линий электропередачи по фиг. 1.
[0047] Фиг. 16 является видом снизу в перспективе верхней непроводящей части по фиг. 15.
[0048] Фиг. 17 является видом сверху в перспективе прижима монитора линий электропередачи по фиг. 1.
[0049] Фиг. 18 является покомпонентным видом сверху в перспективе блока электроники монитора линий электропередачи по фиг. 1.
[0050] Фиг. 19A и 19B являются видами сверху и сбоку, соответственно, целевого участка для считывания температуры монитора линий электропередачи по фиг. 1.
[0051] Фиг. 20 является схематичным видом динамического монитора линий электропередачи в реальном времени, установленного на линии электропередачи, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0052] Фиг. 21A и 21B являются схематичными видами, соответственно, иллюстрирующими вращение и наклон динамического монитора линий электропередачи в реальном времени, установленного на линии электропередачи, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0053] Фиг. 22 является схематичным видом системы динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0054] Фиг. 23 является блок-схемой последовательности операций, показывающей операции способа динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0055] Фиг. 24 является блок-схемой последовательности операций, показывающей операции способа динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0056] В нижеприведенном подробном описании, в качестве иллюстрации показаны и описаны определенные примерные варианты осуществления настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники должны понимать, что описанные примерные варианты осуществления могут модифицироваться различными способами без отступления от сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно, чертежи и описание должны рассматриваться как иллюстративные, а не ограничивающие по своему характеру.
[0057] Со ссылкой на фиг. 1-4, динамический монитор 100 линий электропередачи в реальном времени согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя кожух 102, имеющий внутреннюю полость 104. Монитор 100 линий электропередачи может устанавливаться на линии 10 электропередачи (см., например, фиг. 5) и дополнительно включает в себя один или более датчиков 110, сконфигурированных с возможностью считывать в реальном времени, по меньшей мере, одно из температуры, позиции, тока, ускорения/вибрации, наклона, вращения или расстояния линии 10 электропередачи от объекта, и антенны 112, сконфигурированную с возможностью передавать сигнал, включающий в себя информацию, считываемую посредством датчика 110, из монитора 100 линий электропередачи в реальном времени.
[0058] Один или более датчиков 110 сконфигурированы с возможностью считывать в реальном времени, по меньшей мере, одно из температуры, позиции, тока, ускорения, наклона, вращения или расстояния линии 10 электропередачи от объекта 15. Один или более датчиков 110, в одном варианте осуществления, включают в себя акселерометр 113 для измерения частотного спектра вибраций или наклона и вращения линии 10 электропередачи. В одном варианте осуществления, акселерометр 113 представляет собой акселерометр на основе микроэлектромеханических систем. Один или более датчиков 110, в одном варианте осуществления, включают в себя температурный датчик 114, сконфигурированный с возможностью измерять температуру линии 10 электропередачи. В одном варианте осуществления, температурный датчик 114 измеряет температуру в местоположении линии 10 электропередачи, которое находится в полости 104 кожуха 102. Температурный датчик 114 может представлять собой термопару или инфракрасное устройство измерения температуры. В одном варианте осуществления, один или более датчиков 110 включают в себя датчик 115 расстояния, сконфигурированный с возможностью измерять расстояние до объекта 15, к примеру, ближайшего объекта. В одном варианте осуществления, датчик 115 расстояния представляет собой лидарный датчик, который измеряет расстояние до объекта 15 (например, ближайшего объекта). Один или более датчиков 110, в одном варианте осуществления, включают в себя датчик 116 температуры окружающей среды, сконфигурированный с возможностью измерять температуру окружающей среды за пределами кожуха 102. Датчик 116 температуры окружающей среды может представлять собой инфракрасное устройство измерения температуры. В одном варианте осуществления, монитор 100 линий электропередачи включает в себя каждый из температурного датчика 114, датчика 115 расстояния, акселерометра 113 и датчика 116 температуры окружающей среды. Тем не менее, в других вариантах осуществления, один или более вышеописанных датчиков могут не присутствовать в мониторе 100 линий электропередачи. Дополнительно, настоящее изобретение не ограничено вышеописанными датчиками, и в других вариантах осуществления, монитор 100 линий электропередачи может включать в себя любые другие подходящие датчики или устройства, сконфигурированные с возможностью считывать, измерять или определять свойство линии 10 электропередачи или окружающей среды.
[0059] Антенна 112 сконфигурирована с возможностью передавать сигнал, включающий в себя информацию, считываемую посредством одного или более датчиков 110, из монитора 100 линий электропередачи в реальном времени. Антенна 112, в одном варианте осуществления, передает радиоволновой сигнал из монитора 100 линий электропередачи в реальном времени и может включать в себя плату, изготовленную из композитного материала FR4, либо дипольную антенну или другую подходящую антенну. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим, и в других вариантах осуществления, антенна 112 может представлять собой любое другое подходящее устройство для передачи сигнала, включающего в себя информацию, считываемую посредством одного или более датчиков 110, из монитора 100 линий электропередачи в реальном времени.
[0060] Кожух 102 включает в себя базовую часть 120 и часть 140 крышки. Часть 140 крышки соединяется с базовой частью 120 и задает полость 104 кожуха 102 вместе с базовой частью 120. Дополнительно, по меньшей мере, одна из части 140 крышки или базовой части 120 является подвижной относительно другой между открытой позицией (см. фиг. 5 и 6) кожуха 102, в которой отрезок линии 10 электропередачи может приниматься или выниматься из полости 104 кожуха 102 через промежуток 108 между базовой частью 120 и частью 140 крышки, и закрытой позицией (см. фиг. 1) кожуха 102, в которой отрезок линии 10 электропередачи удерживается в полости 104.
[0061] В одном варианте осуществления, монитор 100 линий электропередачи включает в себя передвижной болт 105, зацепленный между базовой частью 120 и частью 140 крышки для перемещения кожуха 102 между открытой и закрытой позициями. Дополнительно, в одном варианте осуществления, монитор 100 линий электропередачи включает в себя прижим 106, соединенный с передвижным болтом 105, который продолжает опускаться для того, чтобы удерживать линию 10 электропередачи в полости 104 после того, как кожух 102 находится в закрытой позиции, так что кожух 102 может перемещаться в закрытую позицию, и монитор 100 линий электропередачи может крепиться на месте на линии 10 электропередачи посредством проворачивания только одного передвижного болта 105. Передвижной болт 105 и прижим 106 дают возможность простой установки монитора 100 линий электропередачи на линии 10 электропередачи в то время, когда линия 10 электропередачи находится под напряжением, с использованием технологии с использованием штанги для работы под напряжением или непосредственных прикосновений руками. В одном варианте осуществления, передвижной болт имеет большой размер, к примеру, 5/8 дюйма, чтобы упрощать установку монитора 100 линий электропередачи в то время, когда линия 10 электропередачи находится под напряжением с использованием технологии с использованием штанги для работы под напряжением или непосредственных прикосновений руками.
[0062] В одном варианте осуществления, монитор 100 линий электропередачи дополнительно включает в себя первую часть 132 выравнивания и вторую часть 134 выравнивания, соответствующую первой части 132 выравнивания и сконфигурированную с возможностью зацеплять первую часть 132 выравнивания для выравнивания части 140 крышки на базовой части 120. В одном варианте осуществления, первая часть 132 выравнивания представляет собой конусообразный выступ, вытянутый в сторону части 140 крышки, и вторая часть 134 выравнивания представляет собой паз, имеющий форму, соответствующую форме упомянутого выступа, для приема упомянутого выступа. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим, и в других вариантах осуществления, первая и вторая части 132 и 134 выравнивания могут иметь любую другую подходящую конфигурацию для выравнивания части 140 крышки на базовой части 120. Дополнительно, в одном варианте осуществления, монитор 100 линий электропередачи включает в себя запорный штифт 135, сконфигурированный с возможностью поддерживать угловое выравнивание части 140 крышки относительно базовой части 120. Запорный штифт 135, в одном варианте осуществления, изготовлен из трубки из поливинилхлорида (PVC) (например, 1/2-дюймовой PVC-трубки). Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим, и в других вариантах осуществления, запорный штифт 135 может быть изготовлен из любого другого подходящего материала.
[0063] Со ссылкой на фиг. 8 и 9, базовая часть 120 включает в себя практически закрытую нижнюю сторону 121 и открытую верхнюю сторону 122. В одном варианте осуществления, базовая часть 120 имеет продолговатую форму с практически прямыми передней и задней сторонами 123a, 123b и закругленными первым и вторым концами 124a, 124b. Базовая часть 120 также может быть закругленной между нижней стороной 121 и верхней стороной 122 вдоль передней и задней сторон 123a, 123b и первого и второго концов 124a, 124b. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено вышеописанной формой базовой части 120, и в других вариантах осуществления, базовая часть 120 может иметь любую другую подходящую форму. Внутренняя полость 125 базовой части 120 задается между передней и задней сторонами 123a, 123b и первым и вторым концами 124a, 124b. Первое и второе отверстия 126a, 126b формируются на первом и втором концах 124a, 124b, соответственно, и принимают часть линии 10 электропередачи. В одном варианте осуществления, первое и второе отверстия 126a, 126b имеют практически полукруглую форму, имеющую радиус, соответствующий радиусу наибольшей линии 10 электропередачи. Базовая часть 120 включает в себя часть 127 подставки между первым и вторым отверстиями 126a, 126b, которая принимает линию 10 электропередачи и имеет практически полукруглую форму, имеющую радиус, соответствующий радиусу наибольшей линии 10 электропередачи. В одном варианте осуществления, часть 127 подставки может иметь приемную поверхность с канавками, как проиллюстрировано на фиг. 8. Базовая часть 120 включает в себя отверстие 128a через нижнюю сторону 121, принимающее передвижной болт 105, и дополнительно может включать в себя паз 128b, окружающий отверстие 128a на внешней стороне нижней стороны 121, к примеру, для приема головки передвижного болта 105. В одном варианте осуществления, базовая часть 120 может включать в себя множество крепежных отверстий 129 вокруг периферии поверхности на верхней стороне 122. Дополнительно, базовая часть 120 может включать в себя отверстия 129a и 129b через нижнюю сторону 121, через которые доступны датчик 115 расстояния и датчик 116 температуры окружающей среды. Базовая часть 120, в одном варианте осуществления, изготовлена из алюминия, к примеру, посредством литья или машинной обработки. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим, и в других вариантах осуществления, базовая часть 120 может быть изготовлена из любого другого подходящего материала.
[0064] Со ссылкой на фиг. 10-12, часть 140 крышки включает в себя практически закрытую верхнюю сторону 141 и открытую нижнюю сторону 142. Открытая нижняя сторона 142, в одном варианте осуществления, имеет форму периметра, практически соответствующую форме периметра открытой верхней стороны 122 базовой части 120. Иными словами, в одном варианте осуществления, часть 140 крышки имеет продолговатую форму с практически прямыми передней и задней сторонами 143a, 143b и закругленными первым и вторым концами 144a, 144b. Часть 140 крышки также может быть закругленной между верхней стороной 141 и нижней стороной 142 вдоль передней и задней сторон 143a, 143b и первого и второго концов 144a, 144b. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено вышеописанной формой части 140 крышки, и в других вариантах осуществления, часть 140 крышки может иметь любую другую подходящую форму. Внутренняя полость 145 из части 140 крышки задается между передней и задней сторонами 143a, 143b и первым и вторым концами 144a, 144b. Внутренняя полость 145 части 140 крышки и внутренняя полость 125 базовой части 120 вместе составляют полость 104 кожуха 102. Отверстия 146 формируются на первом и втором концах 144a, 144b, соответственно, и принимают часть линии 10 электропередачи. В одном варианте осуществления, отверстия 146 имеют практически полукруглую форму, имеющую радиус, соответствующий радиусу наибольшей линии 10 электропередачи. Верхняя сторона 141 включает в себя наклонную или клиновидную часть 148, идущую вверх в направлении от первого конца 144a ко второму концу 144b в самую высокую часть верхней стороны 141, чтобы обеспечивать пространство в полости 145, размещающей антенну 112. В одном варианте осуществления, наклонная или клиновидная часть 148 имеет пологий уклон или конус, имеющий кривизну с диаметром в 1 дюйм или больше. В одном варианте осуществления, часть 140 крышки может включать в себя множество крепежных отверстий 149 вокруг периферии нижней стороны 142.
2
[0065] Часть 140 крышки изготовлена из полупроводникового материала, так что радиоволны из антенны 112 могут проникать через часть 140 крышки, тогда как коронный разряд предотвращается или практически предотвращается посредством части 140 крышки. В одном варианте осуществления, монитор 100 линий электропередачи не подвержен коронному разряду в 500 кВ. В одном варианте осуществления, часть 140 крышки изготовлена из ABS/PVC-термопласта. В одном варианте осуществления, толщина t1 (см. фиг. 12) части 140 крышки может быть меньше одной десятой глубины скин-слоя полупроводникового материала, в котором полностью блокируются радиоволны, при этом глубина скин-слоя является функцией от удельного сопротивления полупроводникового материала. В одном варианте осуществления, часть 140 крышки изготовлена из ABS/PVC-термопласта, имеющего толщину приблизительно 0,125 дюймов. Полупроводниковый материал может иметь удельное сопротивление приблизительно 10-20 кОм/см.
[0066] Монитор 100 линий электропередачи, в одном варианте осуществления, дополнительно включает в себя непроводящую внутреннюю часть 150 между базовой частью 120 и частью 140 крышки кожуха 102. Непроводящая внутренняя часть 150 включает в себя трубчатую часть или канал 155 (см. фиг. 1), принимающий отрезок линии 10 электропередачи, который находится в полости 104 кожуха 102. Непроводящая внутренняя часть 150, в одном варианте осуществления, включает в себя нижнюю непроводящую внутреннюю часть 151 в полости 125 базовой части 120 и верхнюю непроводящую внутреннюю часть 152 в полости 145 части 140 крышки.
[0067] Со ссылкой на фиг. 13 и 14, нижняя непроводящая внутренняя часть 151, в одном варианте осуществления, включает в себя переднюю поперечную часть 153a, заднюю поперечную часть 153b и нижнюю часть 154 канала. Нижняя непроводящая внутренняя часть 151, в одном варианте осуществления, имеет форму периметра, практически соответствующую форме периметра открытой верхней стороны 122 базовой части 120. Иными словами, в одном варианте осуществления, нижняя непроводящая внутренняя часть 151 имеет продолговатую форму с практически прямыми передней и задней сторонами и закругленными первым и вторым концами. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено вышеописанной формой нижней непроводящей внутренней части 151, и в других вариантах осуществления, нижняя непроводящая внутренняя часть 151 может иметь любую другую подходящую форму. Нижняя часть 154 канала идет вдоль длины нижней непроводящей внутренней части 151 и имеет практически полукруглую форму, имеющую радиус, соответствующий радиусу наибольшей линии 10 электропередачи. Первая часть 132 выравнивания, в одном варианте осуществления, находится на верхней поверхности передней поперечной части 153a и представляет собой конусообразный выступ, вытянутый в сторону верхней непроводящей внутренней части 152. Передняя поперечная часть 153a имеет отверстие 155a, через которое передвижной болт 105 проходит в местоположении, соответствующем отверстию 128a базовой части 120. Передняя поперечная часть 153a также может иметь отверстие 155b, к примеру, резьбовое отверстие, в котором запорный штифт 135 принимается (например, зацепляется с помощью резьбы). Дополнительно, отверстие 155c формируется через нижнюю часть 154 канала в местоположении, соответствующем части 127 подставки базовой части 120. В одном варианте осуществления, нижняя непроводящая внутренняя часть 151 может включать в себя множество крепежных отверстий 155d вокруг периферии передней и задней поперечных частей 153a и 153b, и нижняя непроводящая внутренняя часть 151 может быть прикреплена к базовой части 120 через крепежные элементы через крепежные отверстия 155d и крепежные отверстия 129 базовой части 120.
[0068] Со ссылкой на фиг. 15 и 16, верхняя непроводящая внутренняя часть 152, в одном варианте осуществления, включает в себя переднюю поперечную часть 156a, заднюю поперечную часть 156b и верхнюю часть 157 канала. Верхняя непроводящая внутренняя часть 152, в одном варианте осуществления, имеет форму периметра, практически соответствующую форме периметра открытой нижней стороны 142 части 140 крышки. Иными словами, в одном варианте осуществления, верхняя непроводящая внутренняя часть 152 имеет продолговатую форму с практически прямыми передней и задней сторонами и закругленными первым и вторым концами. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено вышеописанной формой верхней непроводящей внутренней части 152, и в других вариантах осуществления, верхняя непроводящая внутренняя часть 152 может иметь любую другую подходящую форму. Верхняя часть 157 канала идет вдоль длины верхней непроводящей внутренней части 152 и имеет практически полукруглую форму, имеющую радиус, соответствующий радиусу наибольшей линии 10 электропередачи. Верхняя часть 157 канала верхней непроводящей внутренней части 152 и нижняя часть 154 канала нижней непроводящей внутренней части 151 вместе составляют канал 155 непроводящей внутренней части 150. Вторая часть 134 выравнивания, в одном варианте осуществления, находится на нижней поверхности передней поперечной части 156a и представляет собой паз, имеющий форму, практически соответствующую конусообразному выступу первой части 132 выравнивания, для приема первой части 132 выравнивания, чтобы выравнивать часть 140 крышки на базовой части 120. Паз второй части 134 выравнивания обращен к нижней непроводящей внутренней части 151 и может формироваться внутри полого конусообразного выступа 134a, выступающего из верхней стороны передней поперечной части 156a. Передняя поперечная часть 156a имеет отверстие 158a, через которое передвижной болт 105 проходит в местоположении, соответствующем отверстию 155a нижней непроводящей внутренней части 151. Передняя поперечная часть 156a также имеет отверстие 158b, в котором принимается запорный штифт 135. Дополнительно, ограничитель 136 запорного штифта (см. фиг. 7) принимается в отверстии 158b. Отверстие 158b может быть окружено посредством фланцевой части, идущей из верхней стороны передней поперечной части 156a, как проиллюстрировано на фиг. 15. Дополнительно, отверстие 158c формируется через верхнюю часть 157 канала в местоположении, соответствующем части 187 подставки прижима 106, описанного далее в данном документе. Верхняя непроводящая внутренняя часть 152 дополнительно может включать в себя крепежные отверстия 158d для прикрепления антенны 112 к верхней непроводящей внутренней части 152, к примеру, через монтажные кронштейны 118 для антенны (см. фиг. 7). В одном варианте осуществления, верхняя непроводящая внутренняя часть 152 может включать в себя множество крепежных отверстий 159 вокруг периферии передней и задней поперечных частей 156a и 156b, и верхняя непроводящая внутренняя часть 152 может быть прикреплена к части 140 крышки через крепежные элементы через крепежные отверстия 159 и крепежные отверстия 149 части 140 крышки.
[0069] Непроводящая внутренняя часть 150, в одном варианте осуществления, изготовлена из стекловолокна, к примеру, посредством литья. В одном варианте осуществления, например, непроводящая внутренняя часть 150 изготовлена из винилэфирной смолы с 1/32-дюймовыми измельченными волокнами. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим, и в других вариантах осуществления, непроводящая внутренняя часть 150 может быть изготовлена из литьевого высокотемпературного полимера, стеклонаполненного нейлона или любого другого подходящего материала.
[0070] Со ссылкой на фиг. 7 и 17, прижим 106, в одном варианте осуществления, включает в себя прижимную планку 180 и один или более смещающих элементов 182, таких как пружины сжатия. Прижим 106 зацепляется с передвижным болтом 105 и опускается через проворачивание передвижного болта 105 для того, чтобы перемещать кожух 102 в закрытую позицию, и продолжает опускаться при дополнительном проворачивании передвижного болта 105 для того, чтобы удерживать линию 10 электропередачи после того, как кожух 102 находится в закрытой позиции. В связи с этим, кожух 102 может перемещаться в закрытую позицию, и монитор 100 линий электропередачи может эффективно и легко крепиться в местоположении на линии 10 электропередачи посредством проворачивания только одного передвижного болта 105. Прижимная планка 180, в одном варианте осуществления, включает в себя корпусную часть 183 и трубчатую часть 185, выступающую вниз из корпусной части 183. Трубчатая часть 185 имеет отверстие 186, в котором принимается передвижной болт 105. Прижимная планка 180 дополнительно включает в себя часть 187 подставки, которая удерживает линию 10 электропередачи напротив части 127 подставки базовой части 120. Прижимная планка 180, в одном варианте осуществления, изготовлена из алюминия, к примеру, посредством литья или машинной обработки. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим, и в других вариантах осуществления, прижимная планка 180 может быть изготовлена из любого другого подходящего материала.
[0071] Прижим 106 дополнительно включает в себя резьбовой элемент 190, зацепленный с помощью резьбы с передвижным болтом 105 в резьбовом отверстии 105a на верхнем конце. Прижим 106 дополнительно включает в себя крышку 188 прижима, которая крепится к верхней стороне верхней непроводящей внутренней части 152 и которая обеспечивает верхний ограничитель для прижимной планки 180. Один или более смещающих элементов 182 смещают прижимную планку 180 против крышки 188 прижима. В одном варианте осуществления, отверстие 186 может иметь паз (например, просверленное отверстие) в верхней части отверстия 186, принимающего головку резьбового элемента 190. Аналогично, отверстие 186 может иметь паз (например, просверленное отверстие) в нижней части отверстия 186 и принимать верхний конец передвижного болта 105. Когда передвижной болт 105 проворачивается относительно резьбового элемента 190, прижимная планка 180 перемещается вниз, и часть 140 крышки перемещается вниз вместе с прижимной планкой 180 вследствие смещения посредством одного или более смещающих элементов 182 прижимной планки 180 против крышки 188 прижима. Таким образом, передвижной болт 105 может проворачиваться до тех пор, пока кожух 102 не будет находиться в закрытой позиции. После того, как кожух 102 находится в закрытой позиции, передвижной болт 105 дополнительно может проворачиваться против силы смещения одного или более смещающих элементов 182, к примеру, за счет сжатия пружин сжатия для того, чтобы перемещать прижимную планку 180 дальше вниз и удерживать часть 187 подставки против линии 10 электропередачи. Один или более смещающих элементов 182 смещают кожух 102 в направлении открытой позиции, и когда передвижной болт 105 проворачивается в противоположном направлении, один или более смещающих элементов 182 принудительно перемещают прижимную планку 180 вверх.
[0072] Со ссылкой на фиг. 18, блок 170 электроники, в одном варианте осуществления, включает в себя кожух 171 для электроники и один или более схемных блоков, составляющих компьютер монитора 100 линий электропередачи, который сконфигурирован с возможностью принимать и обрабатывать информацию, считываемую посредством одного или более датчиков 110, и инструктировать передачу сигнала, содержащего информацию, из антенны 112. В одном варианте осуществления, кожух 171 для электроники размещает один или более схемных блоков и герметизируется с помощью крышки 172 и прокладки 173. В одном варианте осуществления, один или более схемных блоков включают в себя первый схемный блок 174a, второй схемный блок 174b, третий схемный блок 174c и четвертый схемный блок 174d. В одном варианте осуществления, первый схемный блок 174a представляет собой главный схемный блок для блока 170 электроники и может составлять компьютер. Второй схемный блок 174b может представлять собой блок дочерних плат для антенны 112 и может монтироваться в кожухе 171 для электроники через монтажный кронштейн 175. Третий и четвертый схемный блок 174c и 174d могут представлять собой схемные блоки температурных датчиков, соответствующие температурному датчику 114 и датчику 116 температуры окружающей среды, соответственно. Кожух 171 для электроники, в одном варианте осуществления, размещает датчик 115 расстояния и имеет отверстие 171a, сформированное через нижнюю сторону кожуха 171 для электроники, через которое доступен датчик 115 расстояния. Блок 170 электроники может включать в себя монтажный кронштейн 178 для датчика расстояния, монтирующий датчик 115 расстояния в кожухе 171 для электроники, и прокладку 176, к примеру, уплотнительное кольцо, защищающую отверстие 171a от атмосферных воздействий. Кожух 171 для электроники также может размещать датчик 116 температуры окружающей среды и иметь отверстие 171b (см. фиг. 3), сформированное через нижнюю сторону кожуха 171 для электроники, через которое доступен датчик 116 температуры окружающей среды. Дополнительно, кожух 171 для электроники может размещать температурный датчик 114, и крышка 172 может иметь отверстие 172a, через которое доступен температурный датчик 114. В одном варианте осуществления, блок 170 электроники включает в себя кабель 177, выходящий за пределы кожуха 171 для электроники в антенну 112, чтобы обмениваться данными с ней. Кожух 171 для электроники и крышка 172, в одном варианте осуществления, изготовлены из алюминия, к примеру, посредством литья или машинной обработки. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим, и в других вариантах осуществления, кожух 171 для электроники и крышка 172 могут быть изготовлены из любого другого подходящего материала.
[0073] Монитор 100 линий электропередачи, в одном варианте осуществления, дополнительно включает в себя трансформатор 192 тока для питания монитора 100 линий электропередачи, к примеру, блока 170 электроники или компьютера и одного или более датчиков 110 с использованием тока линии 10 электропередачи. В связи с этим, монитор 100 линий электропередачи может быть самопитаемым через ток линии 10 электропередачи. Трансформатор 192 тока может быть размещен в кожухе 194 трансформатора тока. Дополнительно, в одном варианте осуществления, ток линии 10 электропередачи может измеряться с использованием трансформатора тока. В одном варианте осуществления, монитор 100 линий электропередачи включает в себя электронный переключатель и резистор для определения позиции.
[0074] Монитор 100 линий электропередачи, в одном варианте осуществления, включает в себя целевой участок 195 для считывания температуры, температура которого измеряется посредством температурного датчика 114. Целевой участок 195 для считывания температуры находится в контакте с линией 10 электропередачи, так что температура целевого участка 195 для считывания температуры является идентичной или практически идентичной температуре линии 10 электропередачи. Целевой участок 195 для считывания температуры, в одном варианте осуществления, сконфигурирован так, как показано на фиг. 19A и 19B. Иными словами, в одном варианте осуществления, целевой участок 195 для считывания температуры включает в себя вогнутую контактную поверхность 196, имеющую радиус кривизны, соответствующий радиусу линии 10 электропередачи, и целевую поверхность 198 напротив контактной поверхности 196. Например, в одном варианте осуществления, в котором монитор 100 линий электропередачи сконфигурирован с возможностью устанавливаться на проводе линии электропередачи, имеющем диаметр двух дюймов, контактная поверхность имеет радиус в один дюйм. В одном варианте осуществления, целевой участок 195 для считывания температуры изготовлен из алюминия и анодируется с чернением, по меньшей мере, на целевой поверхности 198, на которой температурный датчик 114 измеряет температуру. Целевая поверхность 198 имеет коэффициент излучения в единицу или приблизительно в единицу вследствие анодирования с чернением для того, чтобы упрощать точное измерение температуры, по сравнению с измерением температуры непосредственно поверхности линии 10 электропередачи.
[0075] Со ссылкой на фиг. 20, динамический монитор 100 линий электропередачи в реальном времени показан установленным на линии 10 электропередачи, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В одном варианте осуществления, монитор 100 линий электропередачи может устанавливаться в местоположении вдоль линии 10 электропередачи, которая поддерживается посредством пары опор 12. Например, монитор 100 линий электропередачи может устанавливаться на линии 10 электропередачи в местоположении, которое является равноотстоящим или практически равноотстоящим от опор 12, как проиллюстрировано на фиг. 20. Ближайший объект 15 (например, дерево или земля) ниже линии 10 электропередачи обнаруживается, и расстояние d1 до объекта 15 измеряется посредством монитора 100 линий электропередачи. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, монитор 100 линий электропередачи является небольшим и легким, к примеру, с длиной приблизительно в 16,5 дюймов и меньше 25 фунтов, дополнительно способствуя простой установке монитора 100 линий электропередачи на линии 10 электропередачи.
[0076] Со ссылкой на фиг. 21A и 21B, вращение и наклон динамического монитора 100 линий электропередачи в реальном времени, установленного на линии электропередачи, проиллюстрированы, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Монитор 100 линий электропередачи, в одном варианте осуществления, определяет и/или измеряет величину вращения (см. фиг. 21 А) через акселерометр 113 (например, MEMS-акселерометр), описанный выше. Дополнительно, монитор 100 линий электропередачи, в одном варианте осуществления, определяет и/или измеряет величину наклона (см. фиг. 2IB) через акселерометр 113. Поскольку монитор 100 линий электропередачи устанавливается на линии 10 электропередачи в ее местоположении, вращение и наклон линии 10 электропередачи в местоположении, в котором устанавливается монитор 100 линий электропередачи, могут извлекаться из измеренного вращения и наклона монитора 100 линий электропередачи. Вращение и наклон линии 10 электропередачи могут вызываться, например, посредством ветра и атмосферных осадков.
[0077] Со ссылкой на фиг. 22, система 200 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя множество динамических мониторов 210 линий электропередачи в реальном времени и станцию 220 мониторинга. Каждый из динамических мониторов 210 линий электропередачи в реальном времени может иметь конфигурацию, идентичную или аналогичную конфигурации динамического монитора 100 линий электропередачи в реальном времени, описанного выше. В одном варианте осуществления, мониторы 210 линий электропередачи могут устанавливаться в различных местоположениях вдоль идентичной линии 10 электропередачи, которая поддерживается посредством опор 12, как проиллюстрировано на фиг. 22.
Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим, и в другом варианте осуществления, по меньшей мере, два из мониторов 210 линий электропередачи могут устанавливаться на отдельных линиях 10 электропередачи. Каждый из динамических мониторов 210 линий электропередачи в реальном времени включает в себя один или более датчиков 110, сконфигурированных с возможностью считывать в реальном времени, по меньшей мере, одно из температуры, позиции, тока, ускорения, вибрации, наклона, вращения или расстояния линии 10 электропередачи от ближайшего объекта 15 (например, дерева или земли) ниже линии 10 электропередачи. В одном варианте осуществления, мониторы 210 линий электропередачи могут быть сконфигурированы с возможностью отправлять сигнал, содержащий информацию свойства линии 10 электропередачи, считываемую посредством одного или более датчиков монитора 210 линий электропередачи, в станцию 220 мониторинга и/или друг другу. Иными словами, один из мониторов 210 линий электропередачи может отправлять сигнал в другой из мониторов 210 линий электропередачи, к примеру, в ближайший из мониторов 210 линий электропередачи. Таким образом, мониторы 210 линий электропередачи могут ретранслировать сигналы в станцию 220 мониторинга на большое расстояние. Кроме того, мониторы 210 линий электропередачи могут обмениваться информацией между собой. Станция 220 мониторинга может включать в себя компьютер, сконфигурированный с возможностью анализировать и сохранять информацию, принимаемую из одного или более мониторов 210 линий электропередачи, а также формировать растровые копии, отображающие информацию. В одном варианте осуществления, каждый из мониторов 210 линий электропередачи может быть удаленно программируемым, к примеру, через станцию 220 мониторинга. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, система 200 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени может включать в себя только один динамический монитор 210 линий электропередачи в реальном времени и станцию 220 мониторинга, и один монитор 210 линий электропередачи отправляет сигнал, содержащий информацию свойства линии 10 электропередачи, считываемую посредством одного или более датчиков монитора 210 линий электропередачи, в станцию 220 мониторинга.
[0078] Со ссылкой на фиг. 23, показаны этапы способа 300 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Хотя способ 300 описывается в данном документе относительно динамического монитора 100 линий электропередачи в реальном времени и/или системы 200 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени, описанных выше, способ 300 или, по меньшей мере, некоторые его этапы могут выполняться с использованием динамического монитора линий электропередачи в реальном времени и/или системы динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0079] В одном варианте осуществления, способ 300 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени включает в себя этап 310 установки динамического монитора 100 линий электропередачи в реальном времени на линии 10 электропередачи. Монитор 100 линий электропередачи устанавливается на отрезке провода линии 10 электропередачи, к примеру, алюминиевого провода, имеющего подходящий диаметр и напряжение. Например, линия 10 электропередачи может представлять собой провод с диаметром в 2 дюйма и может иметь напряжение 100 кВ. Тем не менее, варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены этим. На этапе 310, монитор 100 линий электропередачи устанавливается на линии 10 электропередачи в то время, когда кожух 102 находится в открытой позиции, так что отрезок линии 10 электропередачи принимается в полость 104, и более конкретно, в канал 155 монитора 100 линий электропередачи через промежуток 108 (см. фиг. 6). Монитор 100 линий электропередачи, в силу своей конструкции согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, может устанавливаться на линии 10 электропередачи в то время, когда линия 10 электропередачи находится под напряжением, с помощью технологии с использованием непосредственных прикосновений руками или штанги для работы под напряжением.
[0080] Способ 300, в одном варианте осуществления, включает в себя этап 320 перемещения кожуха 102 монитора 100 линий электропередачи в закрытую позицию, чтобы удерживать монитор 100 линий электропередачи на отрезке линии 10 электропередачи. В одном варианте осуществления, этап 320 включает в себя перемещение, по меньшей мере, одной из части 140 крышки или базовой части 120 относительно другой в закрытую позицию кожуха 102, чтобы удерживать отрезок линии 10 электропередачи в полости 104, и более конкретно, в канале 155. На этапе 320, передвижной болт 105 поворачивается для того, чтобы перемещать, по меньшей мере, одну из части 140 крышки или базовой части 120 относительно другой в закрытую позицию кожуха 102. В одном варианте осуществления, передвижной болт 105 поворачивается дальше после того, как кожух 102 находится в закрытой позиции, так что прижим 106 зацепляет монитор 100 линий электропередачи на линии 10 электропередачи. В связи с этим, монитор 100 линий электропередачи может удерживаться в фиксированной позиции на линии 10 электропередачи. Как пояснено выше относительно этапа 310, кожух 102 монитора 100 линий электропередачи может перемещаться в закрытую позицию, чтобы удерживать монитор 100 линий электропередачи на отрезке линии 10 электропередачи в то время, когда линия 10 электропередачи находится под напряжением, с помощью технологии с использованием непосредственных прикосновений руками или штанги для работы под напряжением.
[0081] Способ 300, в одном варианте осуществления, включает в себя этап 330 питания монитора 100 линий электропередачи с использованием тока линии 10 электропередачи. Монитор 100 линий электропередачи может включать в себя трансформатор тока, используемый для того, чтобы питать компьютер и датчики монитора 100 линий электропередачи с использованием тока линии 10 электропередачи. В связи с этим, монитор 100 линий электропередачи может быть самопитаемым через ток линии 10 электропередачи. В одном варианте осуществления, измеряется ток линии 10 электропередачи, и трансформатор тока может использоваться для измерения тока линии 10 электропередачи. В одном варианте осуществления, монитор 100 линий электропередачи включает в себя электронный переключатель, который, после того, как монитор 100 линий электропередачи запитывается через трансформатор тока и ток линии 10 электропередачи, переключается таким образом, что трансформатор тока измеряет ток линии 10 электропередачи.
[0082] В одном варианте осуществления, способ 300 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени дополнительно включает в себя этап 340 считывания температуры линии 10 электропередачи в реальном времени. Температура линии 10 электропередачи измеряется посредством температурного датчика 114 в местоположении линии 10 электропередачи, которое находится в полости 104, и более конкретно, в канале 155 кожуха 102. Температурный датчик 114 может представлять собой термопару или инфракрасное устройство измерения температуры. В одном варианте осуществления, температурный датчик 114 измеряет температуру целевого участка 195 для считывания температуры, который находится в контакте с линией 10 электропередачи, так что температура целевого участка 195 для считывания температуры является идентичной или практически идентичной температуре линии 10 электропередачи. Целевой участок 195 для считывания температуры, в одном варианте осуществления, анодируется с чернением и имеет коэффициент излучения в единицу или приблизительно в единицу, по меньшей мере, на целевой поверхности 198, на которой температурный датчик 114 измеряет температуру, так что может получаться точное измерение температуры.
[0083] Способ 300, в одном варианте осуществления, включает в себя этап 350 считывания вибрации, ускорения, наклона и/или вращения линии 10 электропередачи в реальном времени. В одном варианте осуществления, частотный спектр вибраций и/или наклон и вращение линии 10 электропередачи измеряются с использованием акселерометра 113, который может представлять собой MEMS-акселерометр. Например, акселерометр 113 может измерять частотный спектр, в котором вибрирует линия 10 электропередачи, который может представлять собой галопирующую вибрацию или вибрацию под действием ветра с низкой амплитудой, вызываемую посредством ветра, которая может приводить к усталости конструкций в линии 10 электропередачи.
[0084] В одном варианте осуществления, способ 300 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени дополнительно включает в себя этап 360 считывания расстояния линии 10 электропередачи от ближайшего объекта в реальном времени. Монитор 100 линий электропередачи может использоваться для того, чтобы определять и измерять расстояние d1 до ближайшего объекта 15 (см. фиг. 20), такого как дерево, земля или любой другой объект ниже монитора 100 линий электропередачи. Расстояние d1 измеряется в реальном времени с использованием датчика 115 расстояния, который может представлять собой лидарный датчик. Например, расстояние d1 может варьироваться в реальном времени вследствие ветра, атмосферных осадков, температуры окружающей среды или температуры линии 10 электропередачи, что может вызывать провисание при повышенных температурах, к примеру, вызываемых посредством сильного тока, проходящего через линию 10 электропередачи.
[0085] Способ 300, в одном варианте осуществления, включает в себя этап 370 передачи сигнала в станцию 220 мониторинга. Сигнал, включающий в себя информацию, считываемую посредством одного или более датчиков 110, передается из монитора линий электропередачи 10 посредством антенны 112 в реальном времени. В одном варианте осуществления, антенна 112 передает радиоволновой сигнал в станцию 220 мониторинга. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, в силу конструкции монитора 100 линий электропередачи, сигнал эффективно передается из антенны 112, тогда как коронный разряд из антенны 112 предотвращается или практически предотвращается. Станция 220 мониторинга или центр управления может представлять собой любую подходящую станцию, сконфигурированную с возможностью принимать сигнал из антенны 112 монитора 100 линий электропередачи. В одном варианте осуществления, монитор 100 линий электропередачи может передавать сигнал более чем в одну станцию 220 мониторинга.
[0086] Способ 300, в одном варианте осуществления, включает в себя этап 380 передачи сигнала в другой монитор линий электропередачи. Сигнал, включающий в себя информацию, считываемую посредством одного или более датчиков 110, передается из монитора линий электропередачи 10 посредством антенны 112 в реальном времени. Сигнал, в одном варианте осуществления, передается из одного монитора 100 линий электропередачи в один или более других мониторов 100 линий электропередачи. Например, сигнал может передаваться из первого монитора 100 линий электропередачи в один или более вторых мониторов 100 линий электропередачи, установленных на линии 10 электропередачи, идентичной линии электропередачи первого монитора 100 линий электропередачи, либо на одной или более других линиях 10 электропередачи. Каждый из вторых мониторов 100 линий электропередачи может, в свою очередь, передавать сигнал, включающий в себя информацию, считываемую посредством первого монитора 100 линий электропередачи, а также информацию, считываемую посредством второго монитора 100 линий электропередачи. Таким образом, большой объем информации, считываемой в различных местоположениях вдоль одной или более линий электропередачи, может передаваться на большое расстояние в одну или более станций 220 мониторинга. Дополнительно, в одном варианте осуществления, сигнал может передаваться из одного монитора 100 линий электропередачи в один или более других мониторов 100 линий электропередачи и также непосредственно в станцию 220 мониторинга, как описано выше относительно этапа 370.
[0087] Способ 300, в одном варианте осуществления, включает в себя этап 390 отслеживания информации, передаваемой в станцию мониторинга. Как пояснено выше, станция 220 мониторинга или центр управления может представлять собой любую подходящую станцию, сконфигурированную с возможностью принимать сигнал из одного или более мониторов 100 линий электропередачи. Станция 220 мониторинга также может включать в себя компьютер для сохранения и анализа информационных данных, принимаемых из одного или более мониторов 100 линий электропередачи, а также для формирования сигналов тревоги и/или растровых копий, отображающих информацию, либо для последующей обработки или передачи информации пользователю. В одном варианте осуществления, информация в реальном времени принимается посредством станции 220 мониторинга и отслеживается непосредственно в качестве информации в реальном времени. Тем не менее, в другом варианте осуществления, информация в реальном времени, принимаемая посредством станции 220 мониторинга, может отслеживаться или анализироваться, например, вместе с ранее собранными данными, оцененными параметрами (например, оцененными погодными параметрами) и/или прогнозами на сутки вперед.
[0088] Хотя в одном варианте осуществления способ 300 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени может включать в себя каждый из этапов, описанных выше и показанных на фиг. 23, в других вариантах осуществления настоящего изобретения, в способе динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени могут отсутствовать один или более этапов, описанных выше и показанных на фиг. 23, и/или могут выполняться дополнительные этапы. Дополнительно, в способе 300 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени согласно одному варианту осуществления, этапы могут выполняться в порядке, проиллюстрированном на фиг. 23. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим, и в способе динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения, этапы, описанные выше и показанные на фиг. 23, могут выполняться в любой другой подходящей последовательности.
[0089] Согласно одному или более вариантов осуществления настоящего изобретения, монитор линий электропередачи при присоединении к большинству критических пролетов линии электропередачи (т.е. пролетов с наименьшей величиной зазора до земли) и в сочетании с местными погодными данными может использоваться для того, чтобы вычислять динамические режимы нагрузки линий электропередачи в реальном времени с использованием общепринятого теоретического обоснования, такого как IEEE 738-2012 "Standard for Calculating the Current-Temperature Relationship of Bare Overhead Conductors". Посредством накопления этих данных в сочетании с прогнозом погоды на каждый день, можно компоновать интеллектуальный алгоритм, который должен предсказывать режим максимальной нагрузки линий на следующий день с использованием прогноза погоды на следующий день. Таким образом, с использованием монитора линий электропередачи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, можно увеличивать или максимизировать емкость сетей линий электропередачи. Помимо этого, если прогноз погоды оказывается некорректным, монитор линий электропередачи представляет собой защитное устройство, которое может отправлять сигнал для того, чтобы предупреждать оператора системы линий электропередачи в отношении того, что в ближайшее время произойдет или уже произошло нарушение зазора. Это должно давать возможность операторам предпринимать одно или более корректирующих действий (например, уменьшение тока через линию электропередачи и/или перемещение нагрузки из линии электропередачи в одну или более других линий электропередачи) до того, как возникает нарушение зазора.
[0090] Со ссылкой на фиг. 24, показаны этапы способа 400 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Способ 400 может осуществляться с использованием динамического монитора 100 линий электропередачи в реальном времени и/или системы 200 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени, описанных выше, например, или, по меньшей мере, некоторые его этапы могут выполняться с использованием динамического монитора линий электропередачи в реальном времени и/или системы динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения. Кроме того, могут опускаться один или более этапов способа 400, описанного ниже, и/или могут выполняться один или более дополнительных этапов. Дополнительно, один или более этапов способа 300, описанного выше относительно фиг. 23, могут выполняться вместе с одним или более этапов способа 400.
[0091] В одном варианте осуществления, способ 400 динамического мониторинга линий электропередачи в реальном времени включает в себя этап 410 обеспечения динамического монитора линий электропередачи в реальном времени на критическом пролете линии электропередачи. Например, динамический монитор линий электропередачи в реальном времени может устанавливаться на линии электропередачи способом, аналогичным способу, описанному выше относительно этапа 310. Дополнительно, каждый из множества динамических мониторов линий электропередачи в реальном времени, например, может устанавливаться в соответствующем критическом пролете, поскольку критические пролеты могут варьироваться вследствие изменяющейся розы ветров и моделей погоды.
[0092] Способ 400 дополнительно включает в себя этап 420 накопления данных измерений из монитора линий электропередачи. Как описано выше, монитор линий электропередачи может считывать данные измерений в реальном времени, по меньшей мере, одного из температуры, позиции, тока, ускорения, вибрации, наклона или вращения линии электропередачи. Иными словами, монитор линий электропередачи, с использованием одного или более датчиков, может считывать данные измерений температуры окружающей среды, скорости и направления ветра, солнечного излучения и/или других погодных факторов, тока и температуры линии электропередачи, а также расстояния линии электропередачи от ближайшего объекта, как показано на этапе 450. Дополнительно, выполняется этап 430 вычисления динамических режимов нагрузки линий электропередачи в реальном времени, как описано выше. Иными словами, динамические режимы нагрузки линий электропередачи в реальном времени могут вычисляться с использованием накопленных данных измерений и общепринятого теоретического обоснования, такого как IEEE 738-2012 "Standard for Calculating the Current-Temperature Relationship of Bare Overhead Conductors". Дополнительно, на этапе 440, посредством накопления данных в сочетании с прогнозом погоды на каждый день, может использоваться интеллектуальный алгоритм, который должен предсказывать режим максимальной нагрузки линий на следующий день с использованием прогноза погоды на следующий день вместе с данными состояний, накопленных от момента в прошлом. Данные измерений могут накапливаться и анализироваться посредством такого устройства, как удаленный компьютер или сервер базы данных, которое может располагаться в станции мониторинга, как описано выше.
[0093] На этапе 450, измеряется расстояние линии электропередачи от ближайшего объекта, а на этапе 460, монитор линий электропередачи может определять фактическое нарушение зазора на основе измеренного расстояния. Кроме того, нарушение зазора может быть прогнозировано или предсказано на основе накопленных данных и алгоритма. Прогноз погоды также может использоваться при прогнозировании нарушения зазора. На этапе 470, если такое нарушение зазора обнаруживается или прогнозируется, может предприниматься корректирующее действие. Одно или более таких корректирующих действий могут включать в себя, например, уменьшение тока в линии электропередачи или перемещение нагрузки в одну или более смежных линий.
[0094] Хотя чертежи и прилагаемое описание иллюстрируют некоторые примерные варианты осуществления монитора линий электропередачи и способа мониторинга линии электропередачи с его помощью, должно быть очевидным то, что новые аспекты настоящего изобретения также могут выполняться посредством использования альтернативных конструкций, размеров, форм и/или материалов в вариантах осуществления настоящего изобретения. Кроме того, в других вариантах осуществления, компоненты, описанные выше относительно одного варианта осуществления, могут включаться вместе или заменяться компонентами из других вариантов осуществления.
[0095] Вышеприведенное описание представлено в отношении конкретных вариантов осуществления изобретения. Специалисты в области техники, к которой относится это изобретение, должны принимать во внимание, что альтернативы и изменения описанных конструкций и способов работы могут осуществляться на практике без значительного отступления от принципов, сущности и объема этого изобретения.