一种输电线路防外力破坏多点多方位探测预警系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及输电线路安全防护领域，具体地说，是一种输电线路防外力破坏多点多方位探测预警系统。
【背景技术】
[0002]在电力网络中，架空输电线路是连接发电厂、各等级变电站与台区的重要枢纽，是电力传输的高速公路。近年来，随着城市化建设进程的推进，供电公司不断加大市区电力设备建设，IlOkV和220kV高压电网已规模化引入市区。输电线路横跨城市经济带、道路、桥梁等复杂环境，面临严峻的安全隐患。输电线路保护区内由于施工作业等挤占线路走廊，遭受外力破坏事故频发，如线路保护区内高大机具线旁作业或超高车辆线下通行，机械碰线或与输电线之间的安全距离不足等导致放电，引发设备短路、跳闸、停电等事故。由于这些外力破坏事故具有突发性、隐蔽性、经常性等特点，传统的危险警示难以起到有效的预警作用，日常人工巡检巡线也很难发现，既对电网安全运行构成了严重威胁，也给用电企业造成了经济损失。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是采用传感技术、通信技术和计算机技术，全天候、实时感知重点区域、重点部位和重点线路的安全运行状况，确保供电部门能及时掌握存在的安全隐患，确保电力输送通道不受外力破坏。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种输电线路防外力破坏多点多方位探测预警系统，该系统由多个多方位探测单元及其与之对应的现场声光告警单元以及后端管理显示平台构成；
[0005]所述多方位探测单元和现场声光告警单元成对根据需要部署在重点区域、重点部位和重点线路可能遭受外力破坏的隐患点的线上和线下适当位置，执行多点多方位并行探测和现场告警；
[0006]所述多方位探测单元采用半球壳结构，配置3组超声波测距探头，执行多方位输电线与被测目标之间的距离探测，并将输电线与被测目标之间的距离探测值通过短程无线发射至现场声光告警单元；
[0007]所述现场声光告警单元利用短程无线接收来自多方位探测单元测得的输电线与被测目标之间的距离探测值，根据不同电压等级预设的临界门限和判决门限判断是否执行和如何执行现场声光报警，并将多方位探测单元的ID号、地理位置信息、输电线与被测目标之间的距离探测值和判决结果通过3G/4G移动通信网络传送至后端管理显示平台；
[0008]所述后端管理显示平台汇聚所有现场声光告警单元的ID号、地理位置信息、输电线与被测目标之间的距离探测值和判决结果，具有集中存储、分析、显示和分类功能；
[0009]所述多方位探测单元包括第一超声测距探头⑷、第二超声测距探头(5)和第三超声测距探头(6)、单片机(7)、短程无线发射模块(8)、天线(9)和电源模块(10);
[0010]所述第一超声测距探头(4)、第二超声测距探头(5)和第三超声测距探头(6)分别部署在半球壳结构等边三角形的三边，并行测量三个方位的输电线与被测目标之间的距离；
[0011]所述单片机(7)采用I2C总线及其三选一开关组合控制第一超声测距探头(4)、第二超声测距探头(5)和第三超声测距探头(6)工作，通过SPI 口与短程无线发射模块(8)连接，短程无线发射模块(8)与天线(9)连接，所述多方位探测单元采用电池供电，所述电源模块(10)产生规定的输出电压分别与第一超声测距探头(4)、第二超声测距探头(5)、第三超声测距探头(6)、单片机(7)和短程无线发射模块(8)连接；
[0012]所述单片机(7)将第一超声测距探头(4)、第二超声测距探头(5)和第三超声测距探头(6)测得的输电线与被测目标之间的距离值通过短程无线发射模块⑶和天线(9)发射到空中。
[0013]所述现场声光告警单元包括天线(11)、短程无线接收模块(12)、单片机(13)、距离探测值-音频转换及放大器(14)、蜂鸣器(15)、距离探测值-功率转换及放大器(16)、LED高亮灯阵列(17)、3G/4G通信模块(18)和电源模块(19);
[0014]所述单片机(13)通过SPI 口与短程无线接收模块(12)连接，短程无线接收模块
(12)与天线(11)连接，所述单片机(13)与距离探测值-音频转换及放大器(14)以及距离探测值-功率转换及放大器(16)连接，所述距离探测值-音频转换及放大器(14)与蜂鸣器(15)连接，所述距离探测值-功率转换及放大器(16)与LED高亮灯阵列(17)连接，所述现场声光告警单元采用交流市电或蓄电池组供电，所述电源模块(19)产生规定的输出电压分别与短程无线接收模块(12)、单片机(13)、距离探测值-音频转换及放大器(14)、蜂鸣器(15)、距离探测值-功率转换及放大器(16)、LED高亮灯阵列(17)和3G/4G通信模块(18)连接;
[0015]所述单片机(13)利用天线(11)和短程无线接收模块(12)接收来自多方位探测单元的距离探测信号，与不同电压等级预设的临界门限和判决门限比较，确定是否执行和如何执行声光告警，如果距离探测值大于临界门限，不执行声光告警；如果距离探测值在临界门限和判决门限之间，利用距离探测值-音频转换及放大器(14)和蜂鸣器(15)执行声音预警，利用距离探测值-功率转换及放大器(16)和LED高亮灯阵列(17)执行光预警，且声音预警频率随距离探测值与判决门限之间的距离缩短而升高、光预警LED高亮灯阵列亮灯数量随距离探测值与判决门限之间的距离缩短而增多，所述单片机(13)还将该多方位探测单元的ID号、地理位置信息、输电线与被测目标之间的距离探测值和判决结果通过3G/4G通信模块传送至后端管理显示平台。
[0016]所述后端管理显示平台汇聚所有现场声光告警单元的ID号、地理位置信息、输电线与被测目标之间的距离探测值和判决结果，执行集中存储、分析、显示和分类。
[0017]本实用新型具有特点:
[0018]I)多方位探测单元采用半球壳结构，配置3组超声波测距探头，分别部署在半球壳结构等边三角形的三边，并行测量三个方位的被测目标与输电线之间的距离；
[0019]2)多方位探测单元和现场声光告警单元成对根据需要部署在重点区域、重点部位和重点线路可能遭受外力破坏的隐患点的线上和线下，执行多点多方位并行探测和现场告目ο
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的系统结构框图。
[0021]图2是本实用新型的多方位探测单元和现场声光告警单元内部功能结构框图。
[0022]图3是本实用新型的多方位探测单元外观结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明:
[0024]如图1所示的输电线路防外力破坏多点多方位探测预警系统由多个多方位探测单元及其与之对应的现场声光告警单元以及后端管理显示平台构成。多方位探测单元和现场声光告警单元成对根据需要部署在重点区域、重点部位和重点线路可能遭受外力破坏的隐患点的线上和线下适当位置，执行多点多方位并行探测和现场告警；
[0025]多方位探测单元采用半球壳结构，配置3组超声波测距探头，执行多方位输电线与被测目标之间的距离探测，并将输电线与被测目标之间的距离探测值通过短程无线发射至现场声光告警单元；
[0026]现场声光告警单元利用短程无线接收来自多方位探测单元测得的输电线与被测目标之间的距离探测值，根据不同电压等级预设的临界门限和判决门限判断是否执行现场声光报警，并将多方位探测单元的ID号、地理位置信息、输电线与被测目标之间的距离探测值和判决结果通过3G/4G移动通信网络传送至后端管理显示平台；
[0027]后端管理显示平台汇聚所有现场声光告警单元的ID号、地理位置信息、输电线与被测目标之间的距离探测值和判决结果，执行集中存储、分析、显示和分类；
[0028]多方位探测单元包括第一超声测距探头⑷、第二超声测距探头(5)和第三超声测距探头(6)、单片机(7)、短程无线发射模块(8)、天线(9)和电源模块(10)，如图2所示;
[0029]第一超声测距探头(4)、第二超声测距探头(5)和第三超声测距探头(6)分别部署在半球壳结构等边三角形的三边，并行测量三个方位的被测目标与输电线之间的距离，如图3所示；
[0030]单片机(7)采用I2C总线和三选一开关控制第一超声测距探头(4)、第二超声测距探头(5)和第三超声测距探头(6)工作，通过SPI 口与短程无线发射模块(8)连接，短程无线发射模块(8)与天线(9)连接，多方位探测单元采用电池供电，电源模块(10)产生规定的输出电压分别与第一超声测距探头(4)、第二超声测距探头(5)、第三超声测距探头(6