一种输电线定位装置及定位方法与流程

本发明实施例涉及电力电网施工障碍物检测技术，尤其涉及一种输电线定位装置及定位方法。

背景技术：

在电力施工中可能会使用挖土机、勾机、吊车、大型车辆等设备，或电网工作人员清障时采用镰刀砍树等，当这些施工在10kv以上的高压输电线路下进行作业时，由于用肉眼难以准确判断施工作业与输电线之间的距离，因而不能有效地控制安全的施工作业距离，极易发生碰触高压输电线，从而导致超高压输电线路跳闸、设备损坏、大面积停电甚至人员触电事故，给电力系统的安全运行和人身安全造成重大危害。因此，如何准确判断待施工作业与高压输电线之间的距离，防止该类事故的发生，是我们面临的一个重大难题。

技术实现要素：

本发明提供一种输电线定位装置及定位方法，以通过该装置能够判断出待作业工具与输电线之间的距离是否为安全作业距离，可以减少人力检查易误判而带来的危害和损失，提高检测的自动化和智能化，以确保待作业工具能够在安全距离内作业。

第一方面，本发明实施例提供了一种输电线定位装置，所述装置包括探测系统和显示系统；

其中，所述探测系统固定设置在位于输电线下的待作业工具上，所述探测系统用于检测待作业工具与输电线的距离，并在所述距离低于第一预设距离时生成告警信号；其中，所述第一预设距离为待作业工具距离输电线的安全作业距离；

所述显示系统设置在操作区，所述显示系统用于将所述探测系统发出的所述告警信号进行告警显示。

第二方面，本发明实施例还提供了一种输电线定位方法，该方法由第一方面所述的输电线定位装置执行，所述装置包括探测系统和显示系统，所述方法包括：

所述探测系统获取待作业工具与输电线的距离，并作为第一距离；

所述探测系统用于当所述第一距离低于第一预设距离时，控制所述显示系统告警显示。

本发明通过提供一种输电线定位装置，该输电线定位装置包括探测系统和显示系统；其中，探测系统固定设置在位于输电线下的待作业工具上，探测系统用于检测待作业工具与输电线的距离，并在距离低于第一预设距离时生成告警信号；其中，第一预设距离为待作业工具距离输电线的安全作业距离；显示系统设置在操作区，显示系统用于将探测系统发出的告警信号进行告警显示。解决现有的人力检查易存在误判断而给电力系统的安全运行和人身安全造成重大危害的问题，通过该装置能够判断出待作业工具与输电线之间的距离是否为安全作业距离，并生成相应的告警信号以提示操作人员，可以减少人力检查易误判而带来的危害和损失，提高检测的自动化和智能化，以确保待作业工具能够在安全距离内作业。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种输电线定位装置的结构示意图；

图2是本发明实施例二中的一种输电线定位装置的结构框图；

图3是本发明实施例三中的一种输电线定位装置的结构框图；

图4是本发明实施例四中的一种输电线定位方法的流程图；

图5是本发明实施例四中的第一距离确定方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一中提供的一种输电线定位装置的结构示意图，参考图1，该装置包括探测系统100和显示系统200；

其中，探测系统100固定设置在位于输电线l0下的待作业工具10上，探测系统100用于检测待作业工具10与输电线l0的距离h0，并在距离h0低于第一预设距离时生成告警信号；其中，第一预设距离为待作业工具10距离输电线l0的安全作业距离；

显示系统200设置在操作区，显示系统200用于将探测系统100发出的告警信号进行告警显示。

其中，待作业工具10可以为在输电线下作业的挖掘机、吊车、勾机、清理树障的工具、大型施工车辆等。第一预设距离为待作业工具与输电线之间的危险作业距离，即待作业工具能够在输电线下安全作业的最小距离，例如可以为1m、0.5m等，其值与实际的作业环境有关，具体数值依据实际的作业情况进行设置，在此不做具体的限定。显示系统设置在操作区，方便操作人员对其显示信息进行查看和操作。

在本实施例的技术方案中，该输电线定位装置的实现过程为：假设待作业工具在输电线下方作业，将该定位装置的探测系统100固定安装在待作业工具端，例如待作业工具为清理输电线下方树障的刀具，将探测系统100固定安装在刀具处，在刀具清理树障的过程中，通过探测系统可以实时检测出刀具与输电线之间的距离h0，若检测距离h0高于第一预设距离，则探测系统100向显示系统200发送可以安全作业的信号，显示系统200接收到该信号后将该信息显示，以提示操作人员或相关工作人员待作业工具可以进行作业；若检测距离h0低于第一预设距离，则探测系统100生成告警信号并发送给显示系统200，显示系统200将接收到的告警信号进行告警显示，以提示相关工作人员待作业工具在此区域不能进行作业。由此可知，通过探测系统100检测待作业工具在输电线下是否是在安全距离内作业，并生成相应的告警信号，通过显示系统将告警信号进行显示，以提示相关人员。由此能够判断出待作业工具与输电线之间的距离是否为安全作业距离，并生成相应的告警信号以提示操作人员，可以减少人力检查易误判而带来的危害和损失，提高检测的自动化和智能化，以确保待作业工具能够在安全距离内作业。

本实施的技术方案，通过提供一种输电线定位装置，该输电线定位装置包括探测系统和显示系统；其中，探测系统固定设置在位于输电线下的待作业工具上，探测系统用于检测待作业工具与输电线的距离，并在距离低于第一预设距离时生成告警信号；其中，第一预设距离为待作业工具距离输电线的安全作业距离；显示系统设置在操作区，显示系统用于将探测系统发出的告警信号进行告警显示。解决了现有的依靠人力检查易存在误判断而给电力系统的安全运行和人身安全造成重大危害的问题，通过该装置能够判断出待作业工具与输电线之间的距离是否为安全作业距离，并生成相应的告警信号以提示操作人员，可以减少人力检查易误判而带来的危害和损失，提高检测的自动化和智能化，以确保待作业工具能够在安全距离内作业。

本发明实施例所提供的输电线定位装置可执行本发明任意实施例所提供的输电线定位方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例二

图2是本发明实施例二中提供的一种输电线定位装置的结构框图，在上述实施例的基础上，参考图2，探测系统100包括电场强度检测模块110、第一检测模块120、第二检测模块130、控制模块140和第一无线通信模块150，控制模块140分别与电场强度检测模块110、第一检测模块120、第二检测模块130和第一无线通信模块150电连接；

其中，电场强度检测模块110用于检测待作业工具附近的电场强度并将检测结果发送给控制模块140；第一检测模块120用于检测待作业工具与输电线之间的角度信息和距离信息，第二检测模块130用于检测待作业工具与输电线之间的距离信息，控制模块140用于根据电场强度检测模块110的检测结果控制第一检测模块120和/或第二检测模块130的开启。

其中，电场强度检测模块110可以用于判断待作业工具附近是否有输电线，尤其是当待作业工具需要在夜间作业或施工时，人眼无法分辨出待作业工具附近是否存在输电线，而通过该装置可以探测出待作业工具附近是否有输电线，可以有效避免发生触电、线路故障等。第一检测模块120用于检测待作业工具与输电线之间的角度信息和距离信息，其中，角度信息包括待作业工具的左边界与输电线之间的连线和右边界与输电线之间的连线所成的夹角，根据角度信息可以判断出待作业工具与输电线之间的大概范围，根据距离信息可以粗略地判断待作业工具与输电线之间的距离。控制模块140可以为单片机、plc控制器等。第一无线通信模块150可以为蓝牙模块、wifi模块等。

可选地，控制模块140用于根据电场强度检测模块110的检测结果控制第一检测模块120开启，包括：

控制模块140用于当电场强度检测模块110检测到待作业工具附近的电场强度大于第一预设电场强度时，控制第一检测模块120开启。

其中，第一预设电场强度可以根据输电线的电场信号进行确定，具体数据可以根据实际工况进行设置，在此不做具体的限定。

其中，当电场强度检测模块110检测到待作业工具附近的电场强度大于第一预设电场强度时，说明待作业工具附近可能存在输电线，为了进一步确定输电线距离待作业工具的位置，控制模块控制第一检测模块120开启。

可选地，控制模块140用于根据电场强度检测模块110的检测结果控制第二检测模块130开启，包括：

控制模块140用于在第一检测模块120开启后，当第一检测模块120检测到待作业工具与输电线之间的距离小于第二预设距离时，控制第二检测模块130开启。

其中，第二预设距离可以为待作业工具距离输电线的预警距离，例如可以为3m、2m的警戒距离。当第一检测模块120检测到待作业工具与输电线之间的距离大于第二预设距离时，即大于预警距离，说明此时待作业工具与输电线之间的距离是安全的作业距离。当第一检测模块120检测到待作业工具与输电线之间的距离小于第二预设距离时，说明待作业工具与输电线之间的距离已进入警戒距离，至于是否进入危险作业距离(即第一预设距离)，则需要开启第二检测模块130作进一步的检测。

在本实施例的技术方案中，该探测系统100的实现过程为：电场强度检测模块110检测待作业工具附近的电场强度，以判断待作业工具附近是否存在输电线。当检测到待测工具附近的电场强度达到第一预设电场强度时，控制模块140控制第一检测模块120开启，第一检测模块120开启后检测待作业工具与输电线的角度信息和距离信息，以初步确定待作业工具与输电线的位置。若第一检测模块120检测到的距离大于第二预设距离，则可以判断出待作业工具是在安全距离内作业的，此时控制模块140不用再开启第二检测模块130。若第一检测模块120检测到的距离小于第二预设距离，则可以粗略地判断出待作业工具已进入警戒距离，即可能在不安全的距离内作业，进一步地，为了更准确地判断出该距离是否为安全作业距离，控制模块140控制开启第二检测模块130，第二检测模块130开启后检测待作业工具与输电线之间更精确的距离。

可选地，继续参考图2，显示系统200包括显示模块210、声光报警模块220和第二无线通信模块230；其中，第二无线通信模块230分别与显示模块210和声光报警模块220电连接。

其中，显示模块210可以为显示屏。第二无线通信模块230可以为蓝牙模块、wifi模块等。第二无线通信模块230与第一无线通信模块150进行无线通信，实现显示模块210与探测系统100之间的通信，声光报警模块220与探测系统之间的无线通信。

在本实施例的技术方案中，该输电线定位装置的实现过程为：假设待作业工具在输电线下方作业，将该定位装置的探测系统100固定安装在待作业工具端，例如待作业工具为清理输电线下方树障的刀具，将探测系统100固定安装在刀具处，在刀具清理树障的过程中，通过电场强度检测模块110检测待作业工具附近的电场强度，以判断待作业工具附近是否存在输电线。当检测到待测工具附近的电场强度达到第一预设电场强度时，控制模块140控制第一检测模块120开启，第一检测模块120开启后检测待作业工具与输电线的角度信息和距离信息，以初步确定待作业工具与输电线的位置。若第一检测模块120检测到的距离大于第二预设距离，则可以判断出待作业工具与输电线之间的距离是安全的作业距离，控制模块140通过第一无线通信模块150和第二无线通信模块230向显示模块210发送可以安全作业的信息，显示模块210接收到该信号后将该信息显示，以提示操作人员或相关工作人员待作业工具可以进行作业，此时控制模块140不用再开启第二检测模块130。若第一检测模块120检测到的距离小于第二预设距离，则可以粗略地判断出待作业工具已进入警戒距离，即可能在不安全的距离内作业，进一步地，为了更准确地判断出该距离是否为安全作业距离，控制模块140控制开启第二检测模块130，第二检测模块130开启后检测待作业工具与输电线之间更精确的距离，若检测距离小于第一预设距离，则控制模块生成告警信号并通过第一无线通信系统150和第二无线通信系统230发送给显示模块210和声光报警模块220，由显示模块210将告警信号进行显示，声光报警模块220发出报警信息，以提示相关工作人员待作业工具在此区域不能进行作业。由此，首先通过电场强度检测模块检测待作业工具附近的电场强度以判断待作业工具附近是否存在输电线(尤其是在夜间进行施工时，无法看清待作业工具上方是否存在输电线)，当检测到存在输电线时，通过第一检测模块120检测待作业工具与输电线的距离是否低于第二预设距离(即预警距离)，若高于第二预设距离，则直接通过显示系统提示可以安全作业，若低于第二预设距离，则通过第二检测模块130进一步检测其是否低于第一预设距离(即危险作业距离)，若高于第一预设距离，则直接通过显示系统提示勉强可以安全作业，若低于第二预设距离，则通过显示系统进行告警显示。由此通过该装置能够判断出待作业工具与输电线之间的距离是否为安全作业距离，并生成相应的告警信号以提示操作人员，可以减少人力检查易误判而带来的危害和损失，提高检测的自动化和智能化，以确保待作业工具能够在安全距离内作业。

实施例三

可选地，图3是本发明实施例三中提供的一种输电线定位装置的结构框图，参考图3，电场强度检测模块110包括感应电极111和电场强度检测单元112，感应电极111与电场强度检测单元112电连接，电场强度检测单元112与控制模块140电连接，感应电极111用于检测待作业工具周围的电场信号并将检测到的电场信号发送给电场强度检测单元112，电场强度检测单元112用于将接收的电场信号转换为电场强度并发送给控制模块140。

其中，通过感应电极111可以感应出待作业工具与输电线之间是否存在电场信号，若检测到存在电场信号，则将检测到的电场信号发送给电场强度检测单元112，电场强度检测单元112将该电场信号进行处理，例如，取一定赫兹工频的信号，再经数字滤波排除干扰信号后，计算出其电场强度，当电场强度大于第一预设电场强度时，表明待作业工具附近存在输电线，电场强度检测单元112将该计算出的电场强度发送给控制模块140，由控制模块140控制开启第一检测模块120。

可选地，继续参考图3，第一检测模块120为超声波测距模块，超声波测距模块包括发射器121、接收器122和超声波数据处理单元123，发射器121与接收器122电连接，超声波数据处理单元123与接收器122电连接，超声波数据处理单元123与控制模块140电连接。

其中，超声波测距模块开启后，发射器121向四周发射出超声波信号，接收器122接收发射回来的声波信号，超声波数据处理单元123将反射回来的声波信号中的干扰信号进行过滤，并对该反射信号进行分析得到角度信息和距离信息，然后发送给控制模块140。

可选地，第二检测模块130为激光测距模块。

其中，激光测距模块内具有探头，探头根据旋转超声波的角度信息旋转准确定位输电线的位置，并根据超声波测距模块实时反馈的角度信息调整角度，做出更精准的距离测量，并将测量值传送给控制模块。

此外，该装置还包括电源模块，用于为输电线定位装置提供电源。

实施例四

图4是本发明实施例四中提供的一种输电线定位方法的流程图，本实施例可适用于输电线定位装置的实现过程，该方法可以由本发明任意实施例提供的输电线定位装置来执行，参考图4，该方法具体包括如下步骤：

步骤310、探测系统获取待作业工具与输电线的距离，并作为第一距离；

其中，第一距离为探测系统实时检测的待作业工具与输电线之间的距离。

步骤320、探测系统用于当第一距离低于第一预设距离时，控制显示系统告警显示。

其中，第一预设距离为待作业工具与输电线之间的危险作业距离。当第一距离大于第一预设距离时，说明待作业工具与输电线之间的距离为可安全作业距离，此时探测系统100向显示系统200发送可以安全作业的信号，显示系统200接收到该信号后将该信息显示，以提示操作人员或相关工作人员待作业工具可以进行作业，当第一距离低于第一预设距离时，说明待作业工具与输电线之间的距离为危险作业距离，此时探测系统100生成告警信号并发送给显示系统200，显示系统200将接收到的告警信号进行告警显示，以提示相关工作人员待作业工具在此区域不能进行作业。

可选地，探测系统包括电场强度检测模块、第一检测模块、第二检测模块、控制模块和第一无线通信模块；

其中，探测系统获取待作业工具与输电线的距离，并作为第一距离的具体方法包括如下步骤：

步骤311、电场强度检测模块检测待作业工具附近的电场强度，并作为第一电场强度；

其中，电场强度检测模块用于检测待作业工具附近的电场强度，尤其是当待作业工具需要在夜间作业或施工时，人眼无法分辨出待作业工具附近是否存在输电线，电场强度检测模块可以用于判断待作业工具附近是否有输电线。

步骤312、控制模块用于当第一电场强度大于第一预设电场强度时，控制开启第一检测模块；

其中，当第一电场强度大于第一预设电场强度时，说明待作业工具附近可能存在输电线，为了进一步确定输电线距离待作业工具的位置，控制模块控制第一检测模块开启。

步骤313、第一检测模块检测待作业工具与输电线的距离，并作为第一检测距离；

其中，第一检测模块开启后，第一检测模块检测待作业工具与输电线之间的距离，可以粗略地判断待作业工具与输电线之间的距离。

步骤314、控制模块还用于当第一检测距离小于第二预设距离时，控制开启第二检测模块；

其中，当第一检测距离大于第二预设距离时，即大于预警距离，说明此时待作业工具与输电线之间的距离是安全的作业距离。当第一检测距离小于第二预设距离时，说明待作业工具与输电线之间的距离已进入警戒距离，至于是否进入危险作业距离(即第一预设距离)，则需要开启第二检测模块作进一步的检测。

步骤315、第二检测模块检测待作业工具与输电线的距离，并作为第二检测距离；

其中，第二检测模块用于进一步地检测待作业工具与输电线之间更精确的距离。

步骤316、控制模块还用于当第二检测距离小于第一预设距离时，将第二检测距离作为第一距离。

其中，当第二检测距离小于第一预设距离时，此时待作业工具与输电线之间的距离为危险作业距离。

本实施例的技术方案，通过提供一种输电线定位方法，该输电线定位方法包括：探测系统获取待作业工具与输电线的距离，并作为第一距离；探测系统用于当第一距离低于第一预设距离时，控制显示系统告警显示。由此通过该方法能够判断出待作业工具与输电线之间的距离是否为安全作业距离，并生成相应的告警信号以提示操作人员，可以减少人力检查易误判而带来的危害和损失，提高检测的自动化和智能化，以确保待作业工具能够在安全距离内作业。

可选地，探测系统包括电场强度检测模块、第一检测模块、第二检测模块、控制模块和第一无线通信模块，控制模块分别与电场强度检测模块、第一检测模块、第二检测模块和第一无线通信模块电连接；

其中，电场强度检测模块用于检测待作业工具附近的电场强度并将检测结果发送给控制模块；第一检测模块用于检测待作业工具与输电线之间的角度信息和距离信息，第二检测模块用于检测待作业工具与输电线之间的距离信息，控制模块用于根据电场强度检测模块的检测结果控制第一检测模块和/或第二检测模块的开启。

可选地，控制模块用于根据电场强度检测模块的检测结果控制第一检测模块开启，包括：

控制模块用于当电场强度检测模块检测到待作业工具附近的电场强度大于第一预设电场强度时，控制第一检测模块开启。

可选地，控制模块用于根据电场强度检测模块的检测结果控制第二检测模块开启，包括：

控制模块用于在第一检测模块开启后，当第一检测模块检测到待作业工具与输电线之间的距离小于第一预设距离时，控制第二检测模块开启。

可选地，电场强度检测模块包括感应电极和电场强度检测单元，感应电极与电场强度检测单元电连接，电场强度检测单元与控制模块电连接，感应电极用于检测待作业工具周围的电场信号并将检测到的电场信号发送给电场强度检测单元，电场强度检测单元用于将接收的电场信号转换为电场强度并发送给控制模块。

可选地，第一检测模块为超声波测距模块，超声波测距模块包括发射器、接收器和超声波数据处理单元，发射器与超声波数据处理单元电连接，超声波数据处理单元与接收器电连接，接收器与控制模块电连接。

可选地，第二检测模块为激光测距模块。

可选地，显示系统包括显示模块、声光报警模块和第二无线通信模块；其中，第二无线通信模块分别与显示模块和声光报警模块电连接。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。