专利名称：一种输电线路智能防山火在线监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于高压供电电力在线监测技术领域，适用于输电线路防山火监测，具体涉及一种输电线路智能防山火在线监测系统。
背景技术：
近几年来，输电线路因山火引起的跳闸停电事故越来越多，严重影响电网的安全稳定运行，特别是对于跨区电网，山火等外破事故引发的故障跳闸将对主网安全稳定、电力可靠供应和输送电量造成严重后果，直接影响到国民经济生产和人民群众生活。目前，现有技术是采用通过在导线弧垂位置安装烟感探测器监测输电线路通过周围一定范围是否有烟雾，并通过温度传感器监测温度是否达到一定程度，通过风速传感器 监测现场风速结合现场降雨量情况。当同时监测到输电线路周围有大量烟雾，且温度不断呈上升趋势，经过分析判断将报警信号传输给后台专家分析系统，系统自动启动摄像机进行观测，并向管理人员手机发送短信。另外一种技术采用图片对比的方式，对前后观测的现象图片进行直观的对比。通过烟感探测及温度监测技术监测防山火测缺点在于不能准确实时监测现场温度，不能发现隐火。因此，现有技术不能为高压输电线路火灾突发事件提供最有效现场资料，不利于相关部门在最短时间内采取及时有效的防范措施，不能为输电线路的安全运行提供保障。
发明内容为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种输电线路智能防山火在线监测系统，能够对高压运行中的输电线路走廊山火突发事件、有效的实时监测现场图像、温度、湿度、风速、风向、雨量以及输电线路杆塔一定范围内的山火温度及热成像信息，对异常情况以最快、最佳的方式进行报警和提供有用信息；一旦某处发生火情，即可对发生火情处进行重点监控，并迅速确定起火的具体地点，获得周围的山势、防火带等具体的地理环境状况，提示管理人员应对报警点予以重视或采取必要的预防措施，具有结构合理，使用方便的特点。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种输电线路智能防山火在线监测系统，包括有杆塔，杆塔上设有红外热成像+可见光一体化摄像机、雨量传感器、温湿度传感器、风速传感器和风向传感器，红外热成像+可见光一体化摄像机、雨量传感器、温湿度传感器、风速传感器和风向传感器与预处理单元的输入端相连，预处理单元再与中央数据处理单元相连，中央数据处理单元与专家分析计算机无线连接。所述的红外热成像+可见光一体化摄像机、雨量传感器、温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、预处理单元和中央数据处理单元均与蓄电池相连，蓄电池与太阳能电池板I相连。所述的中央数据处理单元与专家分析计算机之间通过无线通信基站相连。本发明的技术指标为[0009]I)使用范围A)35kV IOOOkV的交流输电线路防山火在线监测；B) ±660kV ±800kV的直流输电线路防山火在线监测。2)数据采集装置·Λ)抗干扰防电磁、防尘、防水、防雷击；Β)低功耗整机功耗25W ；C)安装方便特殊设计，可带电安装；D)免维护。3)通讯网络及专家分析装置A)人性化；B)模块化；C)扩展性强；D)功能强大；E)网络化；F)多种报警方式。4)技术参数A)拍摄图片的分辨率最大720X624 ；B)电源DC12V或AC220V电源供电；c)水平转动可实现O. I 50rad/s连续变速调节，俯仰转动可实现O. I 25rad/s连续变速调节；D)实现全方位无盲点监控，重复定位精度高，可达±0.2° ;E)最低照度0. 5 LUX OLux (加红外，夜间有效可视距离不小于80米)；F)红外热成像摄像机镜头3. 6mm一88mm ,用户在后台可实现对红外热成像摄像机方位、焦距、光圈、景深、云台预置位的远程设置和控制；系统配置的云台有64个预置位，水平可旋转360度，垂直可旋转90度；·G)照片格式JPEG ;H)装置低功耗25W ；1)温度测量范围_50°C—+75°C，灵敏度0. 5°C；J)湿度测量范围1% —100%，灵敏度±1% ；K)操作系统WindowsXP、WindowsNT、Windows2000等；L)通讯方式CDMA、GPRS、3G任选其一 ；M)整机使用寿命十年以上。本实用新型的有益效果是本实用新型的改进之处在于所述的通过红外探测探测技术，对特殊区域实现无人值守不间断检测，数据采集终端低功耗的实现。数据采集终端包括太阳能电池板给蓄电池充电，通过红外热成像+可见光一体化摄像机、雨量传感器、温湿度传感器、风速传感器、风向传感器将采集信息输出给预处理单元，预处理单元将信号又输出给中央数据处理单元，中央数据处理单元的信号再输给专家分析计算机。通过在杆塔上安装红外热成像+可见光一体化摄像机、传感器监测现场图像、温度、湿度、风速、风向、雨量以及输电线路杆塔一定范围内的山火温度及热成像信息，并将采集到的信息通过无线通讯网络实时地传送到专家分析系统中，专家分析系统可对采集到的数据信息进行存储、统计与分析，并将所有数据显示给用户。当出现异常情况时，会以多种方式发出预报警信息，提示管理人员应对报警点予以重视或采取必要的预防措施，广泛用于高压输电线路上。本实用新型采用的红外热成像监测技术能准确实时监测现场温度及火情，还可透过烟雾观测隐火。为避免因线路走廊火灾影响输电线路运行和输电线路火灾隐患，专门针对输电线路所在地区的特点，本实用新型能够为高压输电线路火灾突发事件提供最有效现场资料，相关部门可在最短时间内采取及时有效的防范措施，同时也为输电线路的安全运行提供保障。
图I是本实用新型的原理框图。图2为本实用新型的结构示意图。图3为本实用新型红外热成像+可见光一体化摄像机结构示意图。图4为本实用新型中央数据处理单元的电源转换电路图。[0022]图5为本实用新型中央数据处理单元的数据处理和主控制电路图。图6为本实用新型中央数据处理单元的时钟电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明参见图1、2，一种输电线路智能防山火在线监测系统，包括由数据采集终端、无线通信基站和专家分析计算机三部分组成，其中杆塔11上设有红外热成像+可见光一体化摄像机3、雨量传感器4、温湿度传感器5、风速传感器6和风向传感器7，红外热成像+可见光一体化摄像机3、雨量传感器4、温湿度传感器5、风速传感器6和风向传感器7与预处理单 元8的输入端相连，预处理单元8再与中央数据处理单元9相连，中央数据处理单元9与专家分析计算机10无线连接。所述的红外热成像+可见光一体化摄像机3、雨量传感器4、温湿度传感器5、风速传感器6、风向传感器7、预处理单元8和中央数据处理单元9均与蓄电池2相连，蓄电池2与太阳能电池板I相连。所述的中央数据处理单元9与专家分析计算机10之间通过无线通信基站相连。所述的数据采集终端包括太阳能电池板I给蓄电池2充电，通过红外热成像+可见光一体化摄像机3、雨量传感器4、温湿度传感器5、风速传感器6、风向传感器7将采集信息输出给预处理单元8，预处理单元8将信号又输出给中央数据处理单元9进行处理，中央数据处理单元9将结果打包、存储并传输给计算机10。在杆塔11上安装红外热成像+可见光一体化摄像机3、雨量传感器4、温湿度传感器5、风速传感器6、风向传感器7 ;所有这些传感器信号都通过通信线路连接到预处理单元8再连接到中央数据处理单元9。参见图3，图3为红外热成像+可见光一体化摄像机3的结构示意图，其连接关系如下将热成像+可见光一体化摄像机3的底座12固定在杆塔的主横担处，安装采用安装支架安装在于杆塔横担水平面方向，使被测摄像头对着监测范围，热成像+可见光一体化摄像机3所测的信号通过信号输出线13连接到中央数据处理单元9。 红外热成像+可见光一体化摄像机3的特点I)采用被动热成像技术，成像清晰，隐蔽性好，不受光源限制。2)可通过系统菜单对热成像进行设置，改变热成像亮度、对比度、伪彩模式、数字变倍等。改变设置后掉电不丢失。3)采用光敏检测和手动强制切换至热成像系统。调用64号预置位可以使机器在强制切换至热成像\强制切换到摄像机\光敏自动检测这三种状态间顺序切换。参见图4，图4中央数据处理单元9的电源转换电路图，集成电路模块IC3的1、2脚短接后接入电容C17的一端负极并接地，集成电路模块IC3的3、4脚短接后接入电容C17的另一端接正极，集成电路IC3的5、6、7脚短接后接入滤波电容C19的一端接正极，滤波电容C19的另一端接地。将供电电源转化为装置需要的电压量，为装置提供一个稳定的工作电压，并减少外界干扰对装置的影响。参见图5，图5中央数据处理单元9的数据处理和主控制电路图，集成电路模块ICU MSP430工作在I. 8 3. 6V电压下，有正常工作模式AM和4种低功耗工作模式，即LPM1、LPM2、LPM3、LPM4模式。微处理器可以方便地在各种工作模式之间切换。在实际使用环境中，系统可根据现场不同的运行情况对装置的工作模式进行随时切换。工作模式有高效模式在监测中发现线路一定监测范围内的火险情况时提高工作频率。正常模式此模式说明系统工作一切正常，监测的线路杆塔无异常情况发生。低功耗模式系统处于自动保护模式。 管理功能为系统可根据现场具体情况调整系统的工作模式如上述，可发挥系统的最佳性能。它根据所测范围的火险信息、现场雨量温度、湿度、风速、风向利用山火趋势分析技术及红外热成像技术，可以得出输电线路走廊一定范围内火险信息发展趋势，根据红外热成像红外热成像摄像机、返回的现场火险图像信息及温度探测信息，系统自动对视频图像信息进行分析判断；及时发现监控区域内的异常烟雾和火灾趋势，并且会根据气温湿度，风速、风向等参数及红外热成像+可见光一体化摄像机监控传来情况设定不同的监控防火等级，对于等级较高的我们的相机检测时间会更久一些，做到自动化智能化。并以最快、最佳的方式进行报警和提供有用信息；一旦某处发生火情，值班人员即可对发生火情处进行重点监控，并迅速确定起火的具体地点，获得周围的山势、防火带等具体的地理环境状况，以最快的速度让指挥者作出准确反应，迅速组织扑灭山火。参见图6，图6为中央数据处理单元9的时钟电路图，集成电路模块IC8的I脚接在电源VCC上，2、3脚分别与振荡器的两端连接，4脚接地，时钟电路的引脚5、6、7接入图6数据处理和主控制电路的串口 17、18、22引脚上。时钟电路为数据采集终端提供一个准确的时间。当红外热成像+可见光一体化摄像机3监测到杆塔11周围的火灾信息，该信息通过CDMA/GPRS/3G无线网络对数据进行传输到后台系统，监控人员看到信息后即可根据现场反映的实际情况采取预防措施。所述的中央数据处理单元9由信号去噪、红外热成像摄像机3探测范围内的感应火险记录、现场温度、湿度、风速、风向、雨量参数的记录、发送及接收控制电路组成。所述的专家分析系统的计算机10由工控机、操作系统、数据库、服务器软件和用户客户端软件组成。
权利要求1.一种输电线路智能防山火在线监测系统，包括有杆塔(11)，其特征在于，杆塔(11)上设有红外热成像+可见光一体化摄像机(3)、雨量传感器(4)、温湿度传感器(5)、风速传感器(6)和风向传感器(7)，红外热成像摄像机(3)、雨量传感器(4)、温湿度传感器(5)、风速传感器(6 )和风向传感器(7 )与预处理单元(8 )的输入端相连，预处理单元(8 )再与中央数据处理单元(9)相连，中央数据处理单元(9)与专家分析计算机(10)无线连接。
2.根据权利要求I所述的一种输电线路智能防山火在线监测系统，其特征在于，所述的红外热成像+可见光一体化摄像机(3)、雨量传感器(4)、温湿度传感器(5)、风速传感器(6)、风向传感器(7)、预处理单元(8)和中央数据处理单元(9)均与蓄电池(2)相连，蓄电池(2)与太阳能电池板(I)相连。
3.根据权利要求I所述的一种输电线路智能防山火在线监测系统，其特征在于，所述的中央数据处理单元(9)与专家分析计算机(10)之间通过无线通信基站相连。
专利摘要一种输电线路智能防山火在线监测系统，杆塔上设有红外热成像摄像机、雨量传感器、温湿度传感器、风速传感器和风向传感器，红外热成像+可见光一体化摄像机、雨量传感器、温湿度传感器、风速传感器和风向传感器与预处理单元的输入端相连，预处理单元再与中央数据处理单元相连，中央数据处理单元与专家分析计算机无线连接，数据采集终端包括太阳能电池板给蓄电池充电，通过红外热成像+可见光一体化摄像机、雨量传感器、温湿度传感器、风速传感器、风向传感器将采集信息输出给预处理单元，预处理单元将信号又输出给中央数据处理单元，中央数据处理单元的信号再输给专家分析计算机，具有结构合理，使用方便的特点。
文档编号G01D21/02GK202693038SQ20122038275
公开日2013年1月23日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者伊仁图太 申请人:西安同步电气有限责任公司