本产品是基于北斗Ⅲ的铁塔形变智能监测终端,在电力铁塔顶端布置两个北斗天线构成基线。北斗监测设备连接北斗天线,接收卫星信号,获取信号中的“载波相位”等原始观测数据,并运行 “姿态测量算法”解算出基线 L 的两个姿态角(俯仰角:反映铁塔的顺线倾斜度, 航向角:反映铁塔的水平扭转,精度可达
0.0018 度),再将姿态角结果通过 4G/ 北斗短报文方式发送至国家电网公司统一状态监测主站(内网平台)。平台端基于监测数据对电力铁塔安全状态进行分析、评估和预警。
另外,该装置兼具精确定位功能,基于国网自建的北斗地基增强系统,可实现对杆塔沉降和滑移的监测,其竖直方向精度±1.3mm,水平方向精度±1.2mm。
杆塔形变监测装置
项目 | 参数 | 备注 |
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倾斜度测量范围 | ±90度 | 无 |
倾斜度测量精度 | 0.0026度 | 无 |
水平扭转角测量范围 | 0~360度 | 无 |
水平扭转角测量精度 | 0.0018度 | 无 |
沉降测量精度 | 1.3毫米 | 无 |
滑移测量精度 | 1.2毫米 | 无 |
蓄电池持续供电时间 | 大于15天 | 连续阴雨情况下 |
机箱防护等级 | IP67 | 无 |
环境温度 | -40℃~+45℃ | 无 |
相对湿度 | 5%RH~100%RH | 无 |
工作温度 | -25℃~+70℃ | 工业级 |
工作时间(MTBF) | 不低于25000h | 平均无故障 |
年均数据缺失率 | 不大于1% | 无 |
● 该产品可同时测量电力杆塔的“竖直倾斜、水平扭转、整体沉降和滑移”,实现了六个维度(航向角 、俯仰角 、横滚角 、高斯 、高斯 、高斯 )的杆塔形变 全方位监测,功能强大;
● 针对输电线路复杂的电磁干扰,提出“混合时频分布的北斗信号干扰检测与抑制方法”,具备了显著的抗干扰能力,保障了北斗测量的精度;
● 基于国网自建的北斗地基增强系统,进行电力杆塔的形变监测和安全防范,发掘了电力北斗基础设施的应用潜能,具有重要战略意义;
● 该产品的软硬件全部自主研发,已实现低成本,具备了批量推广的价格条件;
导线舞动监测装置
基于北斗的导线舞动监测装置由导线舞动监测装置和4G网关组成,导线舞动监测终端在CORSS 系统下进行实时动态差分解算,得到监测点“厘米级”定位坐标,从而得到导线舞动轨迹数据,并计算出舞动幅值、频率、椭圆倾斜角等特征量。上述舞动监测数据按照国网技术规范进行打包,经过加密芯片加密后,通过 4G 方式发送至国家电网公司统一状态监测主站(内网平台)。
项目 | 参数 | 备注 |
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主板工作温度(非电池供电) | -40℃~+85℃ | 使用直流电源供电 |
锂电池放电工作温度 | -20℃~+60℃ | -20℃最大放电至锂电池20%能量 |
锂电池充电工作温度 | 0℃~+45℃ | 无 |
光伏充电工作温度 | 0℃~+45℃ | NTC测量电池温度控制充电开启与关闭 |
主板工作电压 | 5~17V | 无 |
锂电池工作电压 | 11.4V | 额定11.4V,最大12.6V |
锂电池容量 | 10AH | 室温25℃下放电 |
光伏面板电压 | 18V | 最大功率点 |
光伏面板功率 | 6.5W | 最大功率点 |
网络制式 | 4G全网通 | LTE-FDD B1/B3/B5/B8 LTE-TDD B34/B38/B39/B40/B41 WCDMA B1/B5/B8 GSM 900/1800MHz |
待机功耗 | <4mA | 保持网络长连接 |
连续工作时间 | >25000h | 室温25℃下锂电池放电最大工作时间, APN专网心跳数据包间隔4分钟,舞动 数据包间隔35分钟。 |
● 原始数据采集频率为20HZ(一秒采集二十组数据);
● 安装基准点的空间坐标确定(一般选择环境状态良好的状态,默认导线未发生相对运动),以该点为空间坐标原点,建立三维空间坐标系;
● 每1-40分钟(可根据需求调整)进行一次3分钟的rtk动态差分定位,得到当前时刻的精确位置信息;
● 原始数据实时解算得到当前时刻的顺线位移量a、横线位移量b、垂直方向位移量c、合成整体位移幅度值d;
● 根据应用场景输电线路的档距、铁塔高度、输电线类型等基本,确定舞动状态发生阈值A;
● 存在舞动状况、不存在舞动状况,对应数据分开存储至服务器端;
● 存在舞动状态时,通过序列学习方法、及模式识别算法,配合气象仪数据,观察数据中的特征值,判定是否存在导线微风振动、风偏状态;
● 数据傅里叶变换,频域离散化,得到不同频率分量的监测数据波形,频域数据分离,转换到时域得到不同状态下的数据;
线路线夹测温装置
LoRa无线温度传感器采集输电线路线夹和导线的温度值,通过LoRa网络与LoRa网关进行双向通信,通信最大距离约为 500m,可采集-35℃至+135℃的物体温度,采用低功耗的设计电路,采用电池供电的方式下,3 年的工作时长。LoRa网关负责数据转发,上行采用4G上传至服务器,服务器收集信息后进行处理,可用于提前预警。
项目 | 参数 | 备注 |
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材质 | 外壳材质采用Stainless steel type 304(304型不锈钢)材质,PTFE(聚四氟乙烯),黄铜材质。 | Stainless steel type 304导热系数为0.15 W/(cm·K) PTFE耐热、耐寒、耐腐蚀。 黄铜导热性能良好。 |
尺寸 | 直径43.2mm,高度42mm | 无 |
天线 | PCB板载天线 | 470M LoRa天线 |
芯片 | 温度传感器芯片 LoRa芯片(需选用高低温漂小的) 主控芯片 |
无 |
一次性电池 | 2450胎压传感器电池 | 无 |
供电电压 | 3.6V | 无 |
温度测量范围 | -50℃~+150℃ | 无 |
工作环境温度 | -40℃~+85℃ | 无 |
正常工作功耗 | 80mA | LoRa发送数据峰值电流,平均发送一次消耗4uAH |
静态休眠功耗 | IP67 | 无 |
防护等级 | ≥97 % | 无 |
使用寿命 | 50000h | 无 |
使用场景 | 支持电力线场景,耐高低温,抗电磁干扰能力强 | 无 |
温度数据采集 | 默认20min采集一次,1小时发送一次数据 | 无 |
参数配置 |
采样周期 数据发送周期 传感器地址 |
无 |
静电放电抗扰度 | 接触放电8Kv,空气放电15Kv | GB/T 17626.2规定的严酷等级4 |
射频电磁辐射抗扰度 | 10V/m,系统工作状态下测试 | GB/T 17626-3规定的严酷等级3 |
射频场感应的传导骚扰抗扰度 | GB/T 17626-6规定的严酷等级3 | 增加测试:电脉冲群、浪涌抗扰度、电压跌落/短时中断抗扰度,不低于GB/T 17626-3规定的严酷等级3 |
● 使用远距离低功耗无线传输技术LoRa(Long Rang),同时兼顾无线传感器的传输距离和低功耗两个核心性能。
● 无线传感器采用纽扣电池供电,低功耗模式下按系统设置的工作模式,寿命可达3年。
● 无线传感器电路板采用分层设计,外壳使用三部分不同材质的圆柱形结构密封,既保持温度及时感知,又延缓电路板部分热量传导,保护电子元器件,满足现场对高温的相关要求。
● 无线传感器分时接入网关,避免随机接入时的信息碰撞和宝贵能量损耗。
北斗短报文一体机
北斗短报文通信一体机CNSM17是合肥星北航测信息科技有限公司针对无公网信号的偏远地区的通信问题推出的一款支持北斗RDSS/RNSS功能的一体机。CNSM17内部集成了北斗多频天线、射频、基带以及主控板,可实现短报文通信、RDSS定位和RNSS导航定位等功能。 CNSM17体积小、功耗低,连接简单、操作方便,可广泛应用于电力抄表、水利雨量监测、海洋浮标数据传输、卫星通信、应急救援等领域。
项目 | 参数 | 备注 |
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处理器CPU(主板参数) | STM32F103VB | 提供二次开发 |
加密芯片(主板参数) | DX81C04 | 软件加密 |
通信接口(主板参数) | RS232/485 | 无 |
工作电压(其他参数) | 5V | 无 |
待机功耗(其他参数) | ≤1.2W | 建议供电电流 ≥5A |
发射功耗(其他参数) | ≤20W (瞬态功耗,≤200mS) | 建议供电电流 ≥5A |
工作温度(其他参数) | -25~+70℃ | SIM卡推荐工作温度 |
存储温度(其他参数) | -40~+85℃ | 无 |
重量(其他参数) | ≤500g | 主机重量 |
接收信号灵敏度(RDSS参数) | -127.6dBm | 误码率≦10-5 |
接收端口驻波(RDSS参数) | ≦1.5 | 无 |
噪声系数NF(RDSS参数) | ≦1.8 | 无 |
发射功率(RDSS参数) | 37dBm 1dBm | 无 |
BPSK调制相位误差(RDSS参数) | ≤3° | 无 |
发射载波抑制(RDSS参数) | ≥30dBc | 无 |
发射端口驻波(RDSS参数) | 优于5×10-7 | 无 |
发射信号频率 稳定度(RDSS参数) | 18V | 无 |
发射 EIRP(RDSS参数) | ≥10dBw (仰角30°~75°),≥6dBw (仰角10° ~29°) | 无 |
首次捕获时间(RDSS参数) | ≤2 s | 无 |
重新捕获时间(RDSS参数) | ≤1 s | 无 |
成功率(RDSS参数) | ≥97 % | 无 |
串口(RDSS参数) | 默认波特率115200 | 无 |
协议版本(RDSS参数) | 北斗一号一体机数据接口协议4.0 版/2.1版 | 无 |
输入频点(RNSS参数) | RNSS B1 + GPS L1 | 无 |
数据更新率(RNSS参数) | ≥1Hz | 无 |
冷启动时间(RNSS参数) | ≤35s | 无 |
热启动时间(RNSS参数) | ≤2s | 无 |
重捕获时间(RNSS参数) | ≤2s | 无 |
水平精度(RNSS参数) | ≤5m | 无 |
垂直精度(RNSS参数) | ≤10m | 无 |
测速精度(RNSS参数) | ≤1.0m/s | 无 |
协议版本(RNSS参数) | NMEA0183,兼容北斗 | 无 |
● 全天候的双向短报文通信和导航定位
● 支持BDS/GPS双模工作,导航定位性能稳定;
● 集成化程度高,RDSS模块、RNSS模块和天线集成于一体;
● 集成了可编程的单片机系统(STM32),可进行二次开发;
● 内置加密芯片,可对单片机程序进行加密保护;
● 采用防水设计IP67,可在室外可靠工作.
小型气象站
该一体式气象站可广泛适用于环境检测,集风速、风向、温湿度,设备采用标准 MODBUS-RTU 通信协议,RS485 信号输出,通信距离最远可达 2000 米,可将数据通过 485 通信的方式上传至客户的监控软件,也支持二次开发。
项目 | 参数 | 备注 |
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风速(精度) | ±(0.2m/s±0.02*v) | (v 为真实风速) |
风向(精度) | ±3° | 无 |
湿度(精度) | ±3%RH | (60%RH,25℃) |
温度(精度) | ±0.5℃ | (25℃) |
风速(量程) | 0~60m/s | 无 |
风向(量程) | 0~359° | 无 |
湿度(量程) | 0%RH~99%RH | 无 |
温度(量程) | -40℃~+120℃ | 无 |
温度(稳定性) | ≤0.1℃/y | 无 |
湿度(稳定性) | ≤1%/y | 无 |
风速(响应时间) | 1S | 无 |
风向(响应时间) | 1S | 无 |
温湿度(响应时间) | ≤1S | 无 |
输出信号 | RS485 输出 | 标准 Modbus 通讯协议 |
直流供电 | 10-30VDC | 默认 |
最大功耗 | 1.2W | RS485 输出 |
电力4G网关
占用内存小、吞吐量大、延迟低的优势,能够充分利用自身硬件资源。通信软件集成于电力物联网网关后能够与商业软件完成通信,可以在实地稳定运行。
项目 | 参数 | 备注 |
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内存 | 512MB | 无 |
存储 | 8G | 无 |
4G | 全网通 | 无 |
LAN口 | 4个 | 无 |
IO口 | 2DI/DO | 无 |
USB口 | 1USB | 无 |
WAN口 | 1个 | 无 |
工业网关 | VPN、链路检测和备份、定时重启、防火墙、QoS、用户分级、时钟管理 | 无 |
边缘计算 | 支持 | 无 |
二次开发 | C、Python | 无 |
工业标准 | IP30防尘、EMC3级或4级标准、100-240V宽压、无风扇散热、抗跌防震 | 无 |
工作温度 | -30-75℃ | 无 |
储存温度 | -40-85℃ | 无 |