专利名称：电网作业智能化安全管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种集无线通讯、地理信息、光、机、电一体的电网作业智能
化安全管理系统。
背景技术：
现在应用于高压线路施工的接地线主要采用弹簧作为压力，在接地线的挂接可靠 性、操作性等方面都较大缺陷。目前，国内外针对高压线路施工接地线实施智能化、远程可 控制的系统还是空白。随着无线通讯技术、3D地理信息技术和GPS定位技术的发展，为实现 高压线路施工接地线的智能化提供了技术基础。
发明内容本实用新型提出的是电网作业智能化安全管理系统，其目的是使得接地线在挂接 导线接触面积、挂接可靠性、挂接安全性方面都有极大提高，同时使得接地线具备可实时远 程监控、3D场景显示，实现超高压短路接线走向智能化。 本实用新型的技术解决方案其结构是数据中心处理服务器的第一输出/输入端 与无线通讯接入服务器的第一输入/输出端对应相接；数据中心处理服务器的第二输出/ 输入端与数据发布服务器的第一输入/输出端对应相接；数据中心处理服务器的第三输出 /输入端与关系型数据库的输入/输出端对应相接；数据中心处理服务器的第四输出/输 入端与卫星差分基站的输入/输出端对应相接；数据发布服务器的第N+l输入/输出端与 监控机第N输出/输入端对应相接；无线通讯接入服务器的第N+l输入/输出端与超高压 智能短路接地线第N输出/输入端对应相接。N= 1，2，3，4，5，6……。 本实用新型的优点电网作业智能化安全管理系统可以对高压线路施工接地线进 行远程监控和控制，以3D场景显示接地线所挂接的位置、状态，使整个工作处于可控范围 之内，可以有效避免现场施工作业人员由于误挂、漏挂接地线从而导致的安全事故的发生， 极大保障电力生产安全。电网作业智能化安全管理系统同时丰富了电力安全生产监控手 段，是电力安全生产管理的一项新的技术突破。
附图1是电网作业智能化安全管理系统的结构示意图。 附图2是无线通讯接入服务器的结构框图。 附图3是卫星差分基站的结构框图。 附图4是电网作业智能化安全管理系统的监控端程序流程图。 附图5是中心处理服务器主程序流程图。 附图6是系统智能型短路接地线的结构示意图。 附图7是图6的侧视图。 图6、图7中的1是挂吊拉开机构、2是脱开弹簧、3是线刹、4是棘爪、5是运动夹紧机构、6是丝杆、7是回位弹簧、8是夹紧块、9是电动机、10是夹爪机构、11是松开弹簧、12 是机壳、13是接地条、14是电池、15是电路板、16是光电电开关、17是导线、18是吊绳。
具体实施方式对照附图l，其结构是数据中心处理服务器的第一输出/输入端与无线通讯接入 服务器的第一输入/输出端对应相接；数据中心处理服务器的第二输出/输入端与数据发 布服务器的第一输入/输出端对应相接；数据中心处理服务器的第三输出/输入端与关系 型数据库的输入/输出端对应相接；数据中心处理服务器的第四输出/输入端与卫星差分 基站的输入/输出端对应相接；数据发布服务器的第N+l输入/输出端与监控机第N输出 /输入端对应相接；无线通讯接入服务器的第N+l输入/输出端与智能短路接地线第N输 出/输入端对应相接。N = 1，2，3，4，5，6.....; 所述的数据中心处理服务器是软件程序的一个模块。是智能短路接地线系统的主 要控制部分，是整个系统的核心部分。主要负责与无线通讯服务器、卫星差分基站、关系型 数据库、数据发布服务器进行数据交换。无线通讯服务器接收到智能短路接地线上传状态、 位置信息之后，将提交数据中心处理服务器，数据中心处理服务器将与关系型数据库完成 数据的解析和存储工作，同时将卫星差分基站提供相同时刻的卫星状态参数进行载波相位 差分修正，以提高终端其自身的定位精度。数据中心处理服务器完成后，将终端(智能短路 接地线)状态和位置信息传递给数据发布服务器，完成发布工作。 对照附图2，无线通讯接入服务器的结构是微处理器的输出/输入端与通信模块 组的第一输入/输出端对应相接；通信模块组的第二输入/输出端与串口电平转换芯片的 第一输出/输入端对应相接；串口电平转换芯片的第二输出/输入端与网络模块的输入/ 输出端对应相接；串口电平转换芯片的输入端与系统电源管理模块的第一输出端对应相 接，系统电源管理模块的第二输出端与微处理器的输入端对应相接，微处理器的输出端与 液晶显示模块的第一输入端对应相接，液晶显示模块的第二输入端接液晶显示电源的输出 端对应相接。 所述的微处理器(ATMEG128L)主要作用是检测GPRS通信模块是否在正常工作； 在处理完原始数据后微处理器将解析的信息通过液晶屏显示出。 通信模块组(SIM300D)具有通信质量高、功耗低等优点。模块的原始数据通过 RJ45网络口发送到网络。模块也可被处于同一局域网内PC远程控制。 所述的系统电源管理模块(LM7805C电源芯片，将12V转换成5V)是系统稳定工作 的保证，本系统采用输出功率大、功耗低芯片，保证系统稳定运行。它包括液晶显示电源模 块(和美广电)、通信模块电源模块(LM2678S—ADJ可调节电源芯片，将12V转换成4. 3V)、 系统电源管理模块(LM7805C电源芯片，将12V转换成5V)。 液晶显示屏在处理器处理完原始数据后，液晶显示屏将接收处理器发送来的显示 数据。(比如显示通讯能模块是否工作正常) 网络模块(串口联网服务器(NP314A))主要是发送GPRS原始数据到网络并且接 收网络上发送来的控制命令。 对照附图3，卫星差分基站的结构是网络模块的输出/输入端与定位模块的输入/ 输出端对应相接；定位模块的输出端与微处理器的第一输入端对应相接；电源系统的第一
4输出端与定位模块的输入端对应相接；电源系统的第二输出端与微处理器的第二输入端对 应相接；电源系统的第三输出端与液晶显示屏的第一输入端对应相接；微处理器的输出端 与液晶显示屏的第二输入端对应相接。 所述的微处理器(ATMEG8L)，主要作用是接收GPS定位模块发送来的原始数据， 处理器对接收到的原始数据进行分析、解算、判断；在处理完原始数据后微处理器将解析的 信息通过液晶屏显示出。 定位模块(ublox-4t)，模块原始数据流共分为两路，一路流向处理器供解析用； 另一路通过网络模块发送到网络。网络模块同时也可接收远程控制命令将相应的数据送入 GPS定位模块。 液晶显示屏(和美广电)，在处理器处理完原始数据后，液晶显示屏将接收处理器 发送来的显示数据。(如当前定位模块有无定位、时间、经度、维度、高度、可用卫星数等) 网络模块(串口联网服务器(NP314A))此部分功能主要是发送GPS原始数据到网 络并且接收网络上控制命令将相应命令送入GPS定位模块。 卫星差分基站主要采用高精度、高性能的GPS模块，提供载波数据的差分服务器。 它主要以载波相位数据进行相对差分修正，以减少大气层、接收时间差等对定位结果的影 响，从而提高定位精度。此外，卫星差分基站为整个监控系统提供统一的时间源，即时间修 正。 关系型数据库主要完成通讯数据的存储。关系型数据库，是属于数据库分类的一 种，主要以关系形式表现事物间的关系，并以特定的格式存储于诸如硬盘介质中，具有不易 丢失，可检索查询等特性，主要产品有MS-SQLSERVER、 MySQL、 Oracle。 数据发布服务器，是软件程序的子模块主要面向监控机提供监控数据来源，负责 监控机的接入验证，依据监控机不同的权限等级提供不同的数据来源。 监控机，是软件程序的子模块主要以客户端的形式与数据发布服务器进行数据 通讯，可以依据不同的操作权限下发命令。监控机主要以3D的方式显示地理信息、杆塔的 模型、系统智能型短路接地线挂接点的位置、状态等相关信息。 对照附图6，所述的系统智能型短路接地线，其结构是挂吊拉开机构1、运动夹紧 机构5、电动机9、夹爪机构10、接地条13、电池14、电路板15固为定在机壳12上，运动夹紧 机构5内装有棘爪4，棘爪4与丝杆6保持螺纹传动关系，丝杆6与电动机9固定连接在在 一起，棘爪4与挂吊拉开机构1内的脱开弹簧2通过线刹3联接，运动夹紧机构5内夹紧块 8与夹爪机构10保持滑动配合，夹紧块8与松开弹簧11、回位弹簧7相触。 工作原理 夹紧过程由光电开关检测高压线至设备夹爪位置，若无电动机不转。若有电动机
带动丝杆启动，夹紧块向下运动，夹爪夹紧高压线，电动机停转并完成机械动作。
手动松开过程用20kg以上的力量拉动吊绳，脱开弹簧压縮，拉动线刹钢丝，棘爪
与丝杆脱离，回位弹簧使整个机构回位复原自动松开过程电动机反向转动，夹紧块向上回
位，夹爪涨开松开导线，整个机构回位复原。 系统智能型短路接地线的作用，当电力输变线路进行施工和抢修时，必须挂接接 地线，使得线路与大地导通，预防突发来电或残留静电对人体伤害，以保障作业施工人员的 人身安全。系统智能型短路接地线挂接之后将往远程中心上传接地线的挂接状态、位置。[0036] 电网作业智能化安全管理系统集成了卫星定位技术、无线通讯技术、光电传导技 术、机械传动等多项技术。当系统智能型短路接地线检测有导线进入时，光电开关将使光信 号转换成模拟信号，传递至微处理器，触发机械传动部分进行夹紧挂接操作，同时检测反馈 信号确保导线夹紧可靠。同时通过无线通讯技术(GPRS/CDMA/WIFI)等方式将系统智能型 短路接地线的地理信息、自身的工作状态信息传递至远程的无线通讯接入服务器，完成其 与中心监控的数据交换。系统智能型短路接地线也将处理无线通讯接入服务转发的查询状 态命令、松脱命令、查询位置命令、复位命令、修改参数命令等。 电网作业智能化安全管理系统的工作流程如下 系统智能型短路接地线监测到有导线进入夹子时，系统智能型短路接地线将启动 电机进行夹紧操作，同时监测导线夹紧力，确保导线夹紧可靠。当系统智能型短路接地线 完成导线夹紧操作之后，将通过无线的方式与远程的无线通讯接入服务器进行身份验证连 接，并把自身的工作状态及位置信息上传至无线通讯接入服务器。无线通讯服务器接收到 数据之后提交至数据中心处理服务器进行解析和处理。数据中心处理服务器将解析结果保 存至关系型数据库完成数据的保存工作，并通过卫星差分基站取得载波相位差分数据，完 成GPS载波数据的相对差分计算，并提交至数据发布服务器完成数据的发布。数据发布服 务器主要为监控机提供智能短路接地线的状态数据、历史操作记录。监控机可以远程下发 松脱命令、查询命令、复位等命令，提交至数据发布服务器，再转发至数据中心处理服务器， 无线通讯接入服务器，通过无线方式传送至系统智能型短路接地线。
权利要求电网作业智能化安全管理系统，其特征是数据中心处理服务器的第一输出/输入端与无线通讯接入服务器的第N输入/输出端对应相接；数据中心处理服务器的第二输出/输入端与数据发布服务器的第一输入/输出端对应相接；数据中心处理服务器的第三输出/输入端与关系型数据库的输入/输出端对应相接；数据中心处理服务器的第四输出/输入端与卫星差分基站的输入/输出端对应相接；数据发布服务器的第N+1输入/输出端与监控机第N输出/输入端对应相接；无线通讯接入服务器的第N+1输入/输出端与系统智能型短路接地线第N输出/输入端对应相接；N＝1，2，3，4，5，6.....。
2. 根据权利要求1所述的电网作业智能化安全管理系统，其特征是所述的无线通讯接 入服务器的结构是微处理器的输出/输入端与通信模块组的第一输入/输出端对应相接； 通信模块组的第二输入/输出端与串口电平转换芯片的第一输出/输入端对应相接；串口 电平转换芯片的第二输出/输入端与网络模块的输入/输出端对应相接；串口电平转换 芯片的输入端与系统电源管理模块的第一输出端对应相接，系统电源管理模块的第二输出 端与微处理器的输入端对应相接，微处理器的输出端与液晶显示模块的第一输入端对应相 接，液晶显示模块的第二输入端接液晶显示电源的输出端对应相接。
3. 根据权利要求1所述的电网作业智能化安全管理系统，其特征是所述的卫星差分 基站中的网络模块的输出/输入端与定位模块的输入/输出端对应相接；定位模块的输出 端与微处理器的第一输入端对应相接；电源系统的第一输出端与定位模块的输入端对应相 接；电源系统的第二输出端与微处理器的第二输入端对应相接；电源系统的第三输出端与 液晶显示屏的第一输入端对应相接；微处理器的输出端与液晶显示屏的第二输入端对应相 接。
4. 根据权利要求1所述的电网作业智能化安全管理系统，其特征是所述的系统智能型 短路接地线，其结构是挂吊拉开机构、运动夹紧机构、电动机、夹爪机构、接地条、电池、电路 板固为定在机壳上，运动夹紧机构内装有棘爪，棘爪与丝杆保持螺纹传动关系，丝杆与电动 机固定连接在在一起，棘爪与挂吊拉开机构内的脱开弹簧通过线刹联接，运动夹紧机构内 的夹紧块与夹爪机构保持滑动配合，夹紧块与松开弹簧、回位弹簧相触。
专利摘要本实用新型电网作业智能化安全管理系统，其特征是数据中心处理服务器的四个输出/输入端分别与无线通讯接入服务器的第N输入/输出端、数据发布服务器的第一输入/输出端、关系型数据库的输入/输出端、卫星差分基站的输入/输出端对应相接；数据发布服务器的第N+1输入/输出端与监控机第N输出/输入端对应相接；无线通讯接入服务器的第N+1输入/输出端与智能短路接地线第N输出/输入端对应相接；N＝1，2，3，4.....。优点可以对作业现场接地线进行远程监控和控制，以3D场景显示接地线所挂接的位置、状态，整个工作处于可控范围之内，有效避免现场施工作业人员因误挂、漏挂接地线从而导致的安全事故的发生，保障电力生产安全。
文档编号H02G7/00GK201504121SQ200920234778
公开日2010年6月9日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者彭宏桥, 毛建良 申请人:苏州市普华电气科技有限公司;湖北省电力公司超高压输变电公司