输电线路通道保护报警系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种输电线路通道保护报警系统，包括报警装置、后台管理装置、便携装置；后台管理装置包括监控计算机、第一通信装置；报警装置包括检测单元、与检测单元相连接并与第一通信装置信号连接的第二通信装置、与检测单元相连接的人机交互系统、电源系统；检测单元包括底座、探测保护区域内是否有物体的检测装置、旋转装置、主控板，检测装置通过旋转装置安装于底座上，检测装置、带动检测装置转动的旋转装置均与主控板相连接，主控板与第二通信装置相连接；便携装置包括与第二通信装置信号连接的第三通信装置。本发明能够及时发现输电线路下方可能对其造成破坏的物体并报警提示相关人员，保证输电线路的安全，避免电网发生异常情况。
【专利说明】输电线路通道保护报警系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种应用于输电线路通道上以对其进行保护报警的系统。
【背景技术】
[0002] 输电线路通常通过杆塔架设于空中而形成输电线路通道。为了防止起吊设备误碰 架空电力线路造成人员及经济损失，国家早在1998即颁布了《电力设施保护条例》，其中明 确规定了架空电力线路保护区并规定任何单位或个人必须经县级以上地方电力管理部门 批准并采取安全措施后方可进行保护区下的起吊作业，并要求起吊设备需距离高压导线一 定的安全距离。然而，现状则是，在输电线路通道下方施工已相当普遍，例如建筑工地上的 吊车等大型施工机械由于各种原因会接近输电线路，时有导致线路跳闸停电等情况发生， 严重威胁电网安全。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种能够及时针对输电线路下方的威胁物做出检测并报警 的输电线路通道保护报警系统。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是： 一种输电线路通道保护报警系统，用于监控输电线路通道的下方的警戒高度上的保护 区域及其向上至输电线路的空间内是否存在威胁输电线路安全的物体，所述的输电线路通 道保护报警系统包括设置于输电线路通道现场的报警装置、与所述的报警装置相信号连接 的后台管理装置、与所述的报警装置相信号连接并供巡视人员携带的便携装置； 所述的后台管理装置包括监控计算机、与所述的监控计算机相连接并能够与所述的报 警装置相信号连接通信的第一通信装置； 所述的报警装置包括设置于输电线路通道下方的警戒高度处的检测单元、与所述的检 测单元相连接并能够与所述的第一通信装置相信号连接通信的第二通信装置、与所述的检 测单元相连接的人机交互系统、采集输电线路通道现场状况信息并与所述的第二通信装置 相连接的现场信号采集单元、为所述的检测单元供电的电源系统； 所述的检测单元包括底座、能够探测所述的保护区域内是否有物体的检测装置、能够 带动所述的检测装置在三维空间内转动的旋转装置、安装于所述的底座上的主控板，所述 的检测装置通过所述的旋转装置安装于所述的底座上，所述的检测装置与所述的主控板相 连接，所述的旋转装置与所述的主控板相连接，所述的主控板又与所述的第二通信装置相 连接； 所述的主控板通过控制所述的旋转装置带动所述的检测装置按设定速率和方向旋转， 所述的检测装置探测物体并测量所探测到的物体与其之间的距离，根据该距离以及所述的 检测装置的实时方位来判断所探测到的物体是否在所述的保护区域内； 所述的便携装置包括与所述的第二通信装置相信号连接通信的第三通信装置。
[0005] 优选的，所述的检测装置包括探测所述的警戒高度上是否有物体的探测器，测量 所述的探测器所探测到的物体与所述的报警器之间的距离的测距器，所述的探测器与所述 的测距器相连接，所述的测距器与所述的主控板相连接。
[0006] 优选的，所述的探测器与所述的测距器集成为一通过激光检测物体并测距的激光 传感器。
[0007] 优选的，所述的激光传感器连接有瞄准器。
[0008] 优选的，所述的检测单元还包括与所述的主控板相连接的声光讯响器。
[0009] 优选的，所述的旋转装置包括能够沿水平方向转动的旋转平台、能够沿坚直方向 转动的左右方向可调仰角平台、能够沿坚直方向转动的前后方向可调仰角平台、驱动装置， 所述的主控板与所述的驱动装置相连接，所述的驱动装置与所述的旋转平台相连接并驱动 其转动，所述的左右方向可调仰角平台和所述的前后方向可调仰角平台的转动方向相垂 直，所述的左右方向可调仰角平台和所述的前后方向可调仰角平台与所述的驱动装置相连 接并由其驱动转动或手动控制转动。
[0010] 优选的，所述的第一通信装置包括安装SIM卡的第一通信单元，所述的第二通信 装置包括安装SM卡的第二通信单元，所述的第三通信装置包括安装SM卡的第三通信单 元，所述的第一通信单元、所述的第三通信单元分别与所述的第二通信单元通过移动通信 网络相信号连接。
[0011] 优选的，所述的现场信号采集单元包括能够与所述的检测装置同步转动的摄像 头。
[0012] 优选的，所述的人机交互系统包括与所述的主控板相连接的触摸屏。
[0013] 优选的，所述的电源系统包括太阳能电池板、与所述的太阳能电池板相连接的充 电控制单元、与所述的充电控制单元相连接的免维护蓄电池、与所述的免维护电池相连接 的电源模块。
[0014] 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的系统能 够及时发现输电线路下方可能对其造成破坏的物体并报警提示相关人员，从而保证了输电 线路的安全，避免电网发生异常情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 附图1为本发明的系统的结构示意图。
[0016] 附图2为本发明的系统中检测单元的安装位置示意图。
[0017] 附图3为本发明的系统中检测单元的部分结构示意图。
[0018] 附图4为本发明的系统中检测单元的部分结构示意图。
[0019] 附图5为本发明的系统中检测单元的部分结构示意图。
[0020] 以上附图中：1、杆塔；2、底座；3、主控板；4、声光讯响器；5、罩壳；6、猫准器；7、激 光传感器；8、旋转平台；9、左右方向可调仰角平台；10、前后方向可调仰角平台；11、电机； 12、水平仪；13、吹气架；14、气泵；15、检测单元；16、摄像头。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
[0022] 实施例一：一种用于监控输电线路通道的下方的警戒高度上的保护区域及其向上 至输电线路的空间内是否存在威胁输电线路安全的物体的输电线路通道保护报警系统，包 括报警装置、后台管理装置和便携装置三部分，如附图1所示。
[0023] 后台管理装置供监控人员对电网情况进行监控并存储电网的运行信息，其包括监 控计算机和第一通信装置，第一通信装置与监控计算机相连接并能够互传信号。监控计算 机中可根据需要设计管理软件，来保障监控工作的进行。
[0024] 便携装置可以配备多个，以供巡视人员随身携带，便携装置与报警装置相信号连 接，其包括第三通信装置。
[0025] 报警装置设置于输电线路通道现场，其包括检测单元15、第二通信装置、人机交互 系统、现场信号采集单元、电源系统。
[0026] 检测单元15安装于输电线路下方的警戒高度处并朝向该警戒高度上的保护区 域。如附图2所示，例如其安装于架空输电线路的杆塔1上，并且其所在高度为其要保护的 输电线路下方的警戒高度，在该高度上划定一个输电线路位于其中的保护区域，例如一近 似平行于输电线路的长方形区域，在该保护区域以及其上直至输电线路的空间中，不允许 其他物体，如工程机械等出现而威胁输电线路的安全，一旦有威胁输电线路安全的物体出 现，就需要及时报警以便相关人员能够及时处理该情况。如附图3和附图4所示，该检测单 元15包括底座2、检测装置、旋转装置、主控板3和声光讯响器4。底座2用于将整个检测 单元15安装在塔杆上，旋转装置安装于底座2上，而检测装置又安装于旋转装置上，从而检 测装置活动地安装在底座2上。旋转装置带动检测装置旋转而扫视保护区域，从而探测检 测装置所在警戒高度的保护区域中是否有物体。具体的，检测装置包括探测警戒高度上是 否有物体的探测器，测量探测器所探测到的物体与报警器之间的距离的测距器。探测器配 备有瞄准器6 (如带十字准星的望远镜)，探测器与测距器相连接，测距器与安装于底座2上 的主控板3相连接。本实施例中，探测器与测距器集成为通过激光检测物体并测距的激光 传感器7。首先通过探测器探测其能够探测的范围内的警戒高度上是否有物体。若有，则通 过测距器检测其与该物体之间的距离，探测和测距过程中，通过瞄准器6瞄准被测目标物。 距离信号传输给主控板3,由于所设定的保护区域的限定使得检测装置，即激光传感器7在 不同的方位(或者说角度）时与保护区域边界的距离不同，故而主控板3根据所测得的距离 数据以及探测到物体时检测装置的实时方位就可以判断出物体是否在输电线路的保护区 域的范围之内。声光讯响器4与主控板3相连接，当保护区域内有物体时，则主控板3向声 光讯响器4发出信号驱动器进行声光报警。底座2上可以延伸设置一罩壳5,将检测装置、 旋转装置、主控板3 -起安装于罩壳5中，可以避免其遭受风雨侵袭，而该声光讯响器4可 以安装在罩壳5的顶部，如附图5所示。旋转装置能够带动检测装置在三维空间内转动，其 包括能够沿水平方向转动的旋转平台8、能够沿坚直方向转动的左右方向可调仰角平台9、 能够沿坚直方向转动的前后方向可调仰角平台10、驱动装置。其中，左右方向可调仰角平台 9和前后方向可调仰角平台10的转动方向相垂直。旋转平台8、左右方向可调仰角平台9、 前后方向可调仰角平台10由上至下依次设置于底座2上，检测装置设置于旋转平台8上。 主控板3与驱动装置相连接，驱动装置与旋转平台8相连接并驱动其转动，而左右方向可调 仰角平台9和前后方向可调仰角平台10既可以通过驱动装置驱动其转动，也可以通过人工 手动方式驱动其转动至合适角度以配合所设定的保护区域。驱动装置包括多台电机11并 设置于底座2上。同时，旋转平台8上还可以设置一水平仪12来检测其是否水平，水平仪 12与主控板3相连接，主控板3可以根据水平仪12的信号驱动旋转装置来调整检测装置 的角度。在检测单元15的工作过程中，主控板3控制旋转装置带动检测装置按照预设的速 率和方向旋转，从而使检测装置扫视整个保护区域，以便发现目标物体。通常，检测装置的 初始检测位置位于其所在杆塔1相对的另一杆塔1的同一高度的中心位置。若两个杆塔1 在水平面上，则选装装置带动检测装置水平转动即可。而若两个杆塔1之间为倾斜的地面， 即两杆塔1所在的高度不同，则可以通过左右方向可调仰角平台9和前后方向可调仰角平 台10来调整检测装置的姿态，使其在扫视保护区域时，能够沿着近似平行于两杆塔1之间 地面的方向转动，从而实现对输电线路的有效保护。除此之外，检测单元15还可以包括一 套用于对检测装置进行清洁的清洁装置，该清洁装置包括吹气架13以及为吹气架13提供 气源的气泵14。吹气架13上开设有出气孔，该出气孔能够与检测装置的待清洁位置相对。 例如，出气孔对准激光传感器7的出射和入射镜头，通过主控板3对气泵14的控制，实现定 时吹气除去镜头上的灰尘或累积的水气。
[0027] 检测单元15中的主控板3与第二通信装置相连接，且第二通信装置还分别与第一 通信装置、第三通信装置相信号连接通信。在本实施例中，第一通信装置包括安装SIM卡的 第一通信单元，第二通信装置包括安装SIM卡的第二通信单元、第三通信装置包括安装SIM 卡的第三通信单元，第一通信单元、第三通信单元和第二通信单元通过移动通信网络相信 号连接，故而便携装置可以选用手机。第一通信装置、第二通信装置和第三通信装置中分别 安装一张SM卡，且三者通过移动通信网络相连接。当又需要报警的情况出现时，主控板 3将信号发送给第二通信装置，第二通信装置据此向第一通信装置和第三通信装置发送短 信，而第一通信装置接收到短信后又通过监控计算机向监控人员报警，第三通信装置接收 到短信后直接供巡视人员查看。第一通信装置中的SM卡号码和第三通信装置中的SM卡 号码均可以作为目标号码存储在第二通信装置中，当需要报警时，直接向监控人员或巡视 人员的手机发送短信。
[0028] 人机交互系统采用通过串口与主控板3相连接的工业用触摸屏，通过该人机交 互系统，监控人员可以向主控板3中预设所需保护区域的范围数据以及工作时间、旋转装 置带动检测装置转动的扫描速率等，从而使得主控板3根据这些数据控制整个监控报警过 程。触摸屏还可以用来显示测距结果、工作时间等信息。
[0029] 信号采集单元与第二通信装置相连接，其用于采集输电线路通道现场状况信息。 例如，现场信号采集单元包括摄像头16以及能够采集电源系统电压、现场环境温度等数据 的数据采集装置。监控人员可以利用已在第二通信装置预存号码的手机借助短信并通过第 三通信装置向第二通信装置发送命令，该命令再被发送至现场信号采集单元，现场信号采 集单元可以提供该命令中所需的数据或是拍摄现场照片，并通过短信或彩信的方式发送给 监控人员或者后台管理装置。而数据采集装置还可以在其所采集的数据异常时通过第二通 信装置和第一通信装置向监控计算机发送信号进行报警。
[0030] 电源系统用于为检测单元15供电，例如采用太阳能电源系统，其包括太阳能电池 板、与太阳能电池板相连接的充电控制单元、与充电控制单元相连接的免维护蓄电池、与免 维护电池相连接的电源模块。免维护电池通过电源模块与检测单元15的检测装置、旋转装 置、主控板3和声光讯响器4等供电。当正常光照时，太阳能电池板接收太阳能并在充电控 制单元的控制下为免维护电池充电，也可以同时向检测单元15供电。免维护电池选择可保 证在连续一周阴雨的情况下均能够保证检测单元15正常工作的电量容量。
[0031] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人 士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明 精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种输电线路通道保护报警系统，用于监控输电线路通道的下方的警戒高度上的保 护区域及其向上至输电线路的空间内是否存在威胁输电线路安全的物体，其特征在于：所 述的输电线路通道保护报警系统包括设置于输电线路通道现场的报警装置、与所述的报警 装置相信号连接的后台管理装置、与所述的报警装置相信号连接并供巡视人员携带的便携 装置； 所述的后台管理装置包括监控计算机、与所述的监控计算机相连接并能够与所述的报 警装置相信号连接通信的第一通信装置； 所述的报警装置包括设置于输电线路通道下方的警戒高度处的检测单元、与所述的检 测单元相连接并能够与所述的第一通信装置相信号连接通信的第二通信装置、与所述的检 测单元相连接的人机交互系统、采集输电线路通道现场状况信息并与所述的第二通信装置 相连接的现场信号采集单元、为所述的检测单元供电的电源系统； 所述的检测单元包括底座、能够探测所述的保护区域内是否有物体的检测装置、能够 带动所述的检测装置在三维空间内转动的旋转装置、安装于所述的底座上的主控板，所述 的检测装置通过所述的旋转装置安装于所述的底座上，所述的检测装置与所述的主控板相 连接，所述的旋转装置与所述的主控板相连接，所述的主控板又与所述的第二通信装置相 连接； 所述的主控板通过控制所述的旋转装置带动所述的检测装置按设定速率和方向旋转， 所述的检测装置探测物体并测量所探测到的物体与其之间的距离，根据该距离以及所述的 检测装置的实时方位来判断所探测到的物体是否在所述的保护区域内； 所述的便携装置包括与所述的第二通信装置相信号连接通信的第三通信装置。
2. 根据权利要求1所述的输电线路通道保护报警系统，其特征在于：所述的检测装置 包括探测所述的警戒高度上是否有物体的探测器，测量所述的探测器所探测到的物体与所 述的报警器之间的距离的测距器，所述的探测器与所述的测距器相连接，所述的测距器与 所述的主控板相连接。
3. 根据权利要求2所述的输电线路通道保护报警系统，其特征在于：所述的探测器与 所述的测距器集成为一通过激光检测物体并测距的激光传感器。
4. 根据权利要求3所述的输电线路通道保护报警系统，其特征在于：所述的激光传感 器连接有瞄准器。
5. 根据权利要求1所述的输电线路通道保护报警系统，其特征在于：所述的检测单元 还包括与所述的主控板相连接的声光讯响器。
6. 根据权利要求1所述的输电线路通道保护报警系统，其特征在于：所述的旋转装置 包括能够沿水平方向转动的旋转平台、能够沿坚直方向转动的左右方向可调仰角平台、能 够沿坚直方向转动的前后方向可调仰角平台、驱动装置，所述的主控板与所述的驱动装置 相连接，所述的驱动装置与所述的旋转平台相连接并驱动其转动，所述的左右方向可调仰 角平台和所述的前后方向可调仰角平台的转动方向相垂直，所述的左右方向可调仰角平台 和所述的前后方向可调仰角平台与所述的驱动装置相连接并由其驱动转动或手动控制转 动。
7. 根据权利要求1所述的输电线路通道保护报警系统，其特征在于：所述的第一通信 装置包括安装SIM卡的第一通信单元，所述的第二通信装置包括安装SIM卡的第二通信单 元，所述的第三通信装置包括安装SM卡的第三通信单元，所述的第一通信单元、所述的第 三通信单元分别与所述的第二通信单元通过移动通信网络相信号连接。
8. 根据权利要求1所述的输电线路通道保护报警系统，其特征在于：所述的现场信号 采集单元包括能够与所述的检测装置同步转动的摄像头。
9. 根据权利要求1所述的输电线路通道保护报警系统，其特征在于：所述的人机交互 系统包括与所述的主控板相连接的触摸屏。
10. 根据权利要求1所述的输电线路通道保护报警系统，其特征在于：所述的电源系统 包括太阳能电池板、与所述的太阳能电池板相连接的充电控制单元、与所述的充电控制单 元相连接的免维护蓄电池、与所述的免维护电池相连接的电源模块。
【文档编号】G08B21/18GK104112337SQ201410374029
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】袁力超, 韩柳凭, 姚维民, 李栋, 陆凤杨 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司苏州供电公司, 苏州通源自动化设备有限公司