一种多功能输电线路报警监测装置的制作方法

本实用新型涉及一种输电线路在线监测领域，特别涉及一种多功能输电线路报警监测装置。

背景技术：

国内大部分农村及边远地区相继通电后，输电杆塔大多布置在野外，尤其是输电铁塔，塔材由钢铁制作，具有一定的经济回收价值，但由于缺乏专人看守，给一些不法分子可成之机。在线路实际运行中，很多地方发生高压输电线和电力设施接地极、接地引下线的圆钢、输电铁塔角钢和螺栓等被盗的案件，且日趋频繁，高压电力线的频繁被盗，常常造成大面积停电等恶性事故，给电力部门和广大用户带来重大经济损失，严重影响了企事业单位和人民群众的正常生活。作为电力工业发展的物质基础，电网设施担负着输送、分配电能的任务，具有点多、面广、线长、裸露野外的特点，这也是电力设施的易受外界破坏的原因，据统计，全国近三分之一的停电事故都是因为外力破坏电网引起的，研发有效的输电铁塔防盗报警系统，将有效震慑罪犯，减少和杜绝盗窃电力设施的现象发生。

于此同时，随着城市的开发建设，线路走廊逐渐被占用，甚至出现铁塔基础周围的土壤被挖掘的情况。由于铁塔基础是承受铁塔重要的关键部分，基础周围的土壤能够保证铁塔承受线路的上拔和下沉力，若土壤被挖走铁塔基础不能承受线路的力发生杆塔倾覆等严重的事故；近些年，山火频繁发生，铁塔和导线为金属制造，在环境温度较高时，铁塔塔材就会变软，在荷载作用下塔身发生弯曲，导线发生融化并可能会出现断线的情况。

在较早的线路报警装置中，都只是以单纯实现一种功能的装置，且采用GSM/GPRS进行通信，这就出现了图片和信息传输产生昂贵的信息通信费用，且基于GSM/GPRS的无线传输对于视频等大容量数据的传输具有局限性，加上现在的新技术和OPGW光纤传输的出现，旧的设备已无法满足现代电力运行中线路报警监测的需要。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、节能环保、立体全方位，并能实现多种功能的输电线路监测报警装置，且能实现拍摄图片和视频，同线路运行控制中心配合，及时制止破坏铁塔，具有防火、防挖的作用。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为：一种多功能输电线路报警监测装置，它包括固定安装在输电铁塔塔头横格面角钢上的装置机箱，装置的主要功能是对各类设备的数据进行处理和分析，机箱下端分别设有四根与监测装置相连的铠装绝缘信号传输线，机箱内部设有与报警监测装置进行供电的蓄电池，蓄电池通过屏蔽电缆与架空地线上的感应取电装置连接，四个监测装置分别安装在铁塔的四个主材上，监测装置上设有多种传感器设备。

进一步的，所述监测装置的下方设置有一超声波雷达跟踪设备，雷达发出雷达波对活动的物体进行跟踪，设置雷达时其覆盖半径应超过两个塔腿间的距离，雷达采用单回路超声波雷达；

进一步的，所述监测装置的正面设有一红外线成像装置，该装置包含红外线发射器和红外线接收器，用于对铁塔四周的带有热量的物体进行探视，红外线传感器采用非制冷型焦平面探测器，并带有红外拍照功能，在红外线成像装置的旁边设有3个报警装置状态指示灯，分别表示为正常运行、故障和待机状态；

进一步的，所述监测装置的上方设有一水滴摄像头，摄像头镜面为球面，可拍摄广角照片和720P高清视频，在水滴摄像头的上方设有一LED灯，为夜间拍摄照片和视频提供光源；

进一步的，所述监测装置与铁塔主材处设置有震动感应传感器，震动传感器与主材角钢的接触位置设有一硬质橡胶垫圈，硬质垫圈与弹簧中间设置震动传感器探头，这样设置在于使探头可以较好的同铁塔角钢接触，准确的监测到铁塔受到的敲打和破坏震动谱；

进一步的，所述监测装置的右侧设有扩音器，对靠近铁塔的人和动物发出驱赶报警声；

进一步的，所述与感应取电的屏蔽电缆，在电缆内部设有装置机箱与OPGW地线进行信号传输的光纤；

进一步的，所述感应取电装置安装在OPGW地线上，取电装置为两片半圆开合结构，通过螺栓铰接，取电装置上片和下片设置有感应线圈，在两片取电装置扣合处设置有密封垫片，两片取电装置采用螺栓拧紧固定，在取电装置内部设置有OPGW光纤转换接头，使得屏蔽电缆中的光纤与OPGW地线光纤连接；

进一步的，所述系统控制模块包含红外线成像模块、雷达控制模块、震动传感器控制模块、指示灯控制模块、摄像及照明控制模块、智能喊话和报警模块、数据处理模块和电源管理模块，其中电池管理模块与可充电蓄电池和取电模块采用电气连接，取电模块包含互感器、过电压保护电路、直流滤波器和交流滤波器，并通过互感器感应线圈从带电的地线上取电，对电池进行充电，可以延长电池的使用时间，数据处理模块和数据储存模块采用电气连接，红外线成像模块包括红外线发射模块、红外线接收模块，通过各个模块的可靠控制，实现监测预警装置有效的运行。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图，

图2为本实用新型的监测装置结构图，

图3为本实用新型的监测装置震动传感器局部结构示意图，

图4为本实用新型的取电装置结构正视图，

图5为本实用新型的取电装置结构侧视图，

图6为本实用新型的系统模块示意图。

具体实施方式

如图1~图6所示，一种多功能输电线路报警监测装置，它包括固定安装在输电铁塔塔头横格面角钢上的装置机箱3，装置3的主要功能是对各类设备的数据进行处理和分析，机箱3下端分别设有四根与监测装置1相连的铠装绝缘信号传输线2，机箱1内部设有与报警监测装置进行供电的蓄电池，蓄电池通过屏蔽电缆4与架空地线上的感应取电装置5连接，四个监测装置1分别安装在铁塔的四个主材7上，监测装置1上设有多种传感器设备。

进一步的，所述监测装置1的下方设置有一超声波雷达跟踪设备，雷达11发出雷达波对活动的物体进行跟踪，设置雷达11时其覆盖半径应超过两个塔腿间的距离，雷达11采用单回路超声波雷达；

进一步的，所述监测装置1的正面设有一红外线成像装置12，该装置12包含红外线发射器和红外线接收器，用于对铁塔四周的带有热量的物体进行探视，红外线传感器12采用非制冷型焦平面探测器，并带有红外拍照功能，在红外线成像装置的旁边设有3个报警装置状态指示灯17，分别表示为正常运行、故障和待机状态；

进一步的，所述监测装置的上方设有一水滴摄像头13，摄像头13镜面为球面，可拍摄广角照片和720P高清视频，在水滴摄像头13的上方设有一LED灯14，为夜间拍摄照片和视频提供光源；

进一步的，所述监测装置与铁塔主材7处设置有震动感应传感器16，震动传感器16与主材角钢的接触位置设有一硬质橡胶垫圈161，硬质垫圈161与弹簧163中间设置震动传感器探头162，这样设置在于使探头162可以较好的同铁塔角钢接触，准确的监测到铁塔受到的敲打和破坏震动谱；

进一步的，所述监测装置的右侧设有扩音器15，对靠近铁塔的人和动物发出驱赶报警声；

进一步的，所述与感应取电的屏蔽电缆4，在电缆4内部设有装置机箱3与OPGW地线6进行信号传输的光纤；

进一步的，所述感应取电装置5安装在OPGW地线6上，取电装置5为两片半圆开合结构51、52，通过螺栓铰接53，取电装置上片51和下片52设置有感应线圈55，在两片取电装置51、52扣合处设置有密封垫片56，两片取电装置采用螺栓54拧紧固定，在取电装置5内部设置有OPGW光纤转换接头，使得屏蔽电缆4中的光纤与OPGW地线6光纤连接；

进一步的，所述系统控制模块包含红外线成像模块、雷达控制模块、震动传感器控制模块、指示灯控制模块、摄像及照明控制模块、智能喊话和报警模块、数据处理模块和电源管理模块，其中电池管理模块与可充电蓄电池和取电模块采用电气连接，取电模块包含互感器、过电压保护电路、直流滤波器和交流滤波器，并通过互感器感应线圈从带电的地线上取电，对电池进行充电，可以延长电池的使用时间，数据处理模块和数据储存模块采用电气连接，红外线成像模块包括红外线发射模块、红外线接收模块，通过各个模块的可靠控制，实现监测预警装置有效的运行。

所述元器件以及功能性模块为本领域技术人员公知技术，本领域技术人员根据具体情况自行选取及使用，在本说明书中不再具体赘述其结构和型号，例如系统模块可选用单片机系统、嵌入式系统、DSP系统，若选用单片机系统，可选择80C52单片机，该单片机对雷达、传感器、报警器等元件的控制属于现有技术。

具体的实施实例1：防破坏功能：

在线路正常运行情况下，线路报警监测装置处于待机状态，装置1从OPGW地线6上取电，并通过光纤同线路调控中心实时通信，在待机状态下，装置1中的超声波雷达11保持24小时工作，并根据反射的雷达波判断物体距离铁塔的位置，当物体移动到与系统事先设置的预警距离时，在白天系统会自动打开摄像头13，对靠近铁塔的物体拍摄高清图片，在夜晚由于光线较差，系统打开红外线成像仪12和LED灯光14对靠近铁塔的物体进行红外线拍照和拍摄高清图片，通过OPGW地线中的光纤发送至调控中心，调控中心人员对传回的图像进行是人还是家畜牛、马、羊等判别，若是家畜则调控人员控制系统从装置1的扬声器15发出驱兽声，驱赶其离开，若是人则循环播放“你已靠近电力设施，危险，请离开！”，若此人继续靠近铁塔，且震动传感器16检测到类似拧螺栓和敲击塔材的大幅度震动谱，系统认定其为盗窃塔材和破坏铁塔的人员，扬声器15将发出响亮的报警声，并向调控中心发出警报，使其及时拨打报警电话，将犯罪分子及时抓获。

具体的实施实例2：防山火功能：

在正常运行时，除雷达11保持24小时不间断运行外，红外线成像仪12在待机状态以1小时的1次的频率对铁塔周围进行扫描，在冬季和春节期间由于是山火高发时段，实现半个小时1次的频率对铁塔周围进行扫描，当红外线成像仪12扫描的图像与系统预先设置的烟雾和火焰的图像数据相匹配时，若为烟雾和火焰图像，系统将打开摄像头13，并对疑似山火的位置进行拍照，系统将红外图片和摄像头图片发送到调控中心，由调控中心人员进一步的判别实际情况，若为山火，调控中心将及时拨打救火电话，并组织离出事地点最近的电力人员参与灭火保线行动。

具体的实施实例3：日常监视功能：

线路正常运行，需要对塔基周围的施工事件进行密切的监视，在一般情况下，塔基周围无异常，装置1上的摄像头13在系统提示有破坏和山火的时候才打开；当线路巡视人员对线路进行日常巡视时，若发现某基铁塔附近有施工作业和取土作业时，装置1上的摄像头13将开启全天候监视功能，并将施工的进度和场景拍摄视频发送至调控中心，当调控人员发现施工已超过铁塔塔基的安全承受范围，调度中心会通知巡检人员对施工方进行劝解，阻止其进一步挖掘铁塔塔基附近的土壤。