一种输电线路防外力破坏的激光预警系统及预警方法与流程

本发明涉及高压输电运维检修领域，具体涉及一种输电线路防外力破坏的激光预警系统及预警方法。

背景技术：

目前电力行业随着电力需求的增加，输电线路分布区域广、传输距离长，与此同时，高压输电线路下方各种车辆越来越多，特别是施工吊车等超高车辆在高压输电线路下作业或经过高压输电线路下方，既危及作业人员人身安全，也可能引起输电线路跳闸，导致停电事故，给供电企业造成经济损失，威胁电网安全运行和人身安全。

通常了解的激光是需要相对两点接受和发射的，对射两段需要配置电源，对射激光功率较大，安装繁琐，如果激光受到阻挡则判定有入侵物进入，此方法检测防区狭隘，两点之间只能判定一条线，漏报几率大，而且无法判断输电线路下方入侵物距离输电线路的高度方向的垂直距离，对外力入侵破坏点的捕获不够精确。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种输电线路防外力破坏的激光预警系统及预警方法，能对外力入侵破坏点精确捕获并实现大角度全方位立体空间的警戒。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种输电线路防外力破坏的激光预警系统，包括：

激光单元，包括单相激光发射器和单相激光检测传感器，所述单相激光发射器包括发射可见光的可见光激光器和发射不可见光的不可见光激光器，所述可见光上加载有调制的标准检测频率的标准基波，入侵物进入输电线路形成的电场中产生高频波，所述不可见光捕捉所述高频波并回传给单相激光检测传感器，所述单相激光检测传感器接收所述标准基波和高频波；

处理器单元2，所述处理器单元接收所述单相激光检测传感器发送的标准基波和高频波频率信号，并将所述标准基波和高频波的频率信号进行比对运算，计算出所述入侵物距离输电线路的距离。

在上述技术方案的基础上，所述处理器单元与所述单相激光发射器相连。

在上述技术方案的基础上，所述激光预警系统还包括报警模块单元、喇叭和无线视频单元，所述报警模块单元设有第一天线，所述第一天线发送启动信号至无线视频单元，且所述报警模块单元连接所述喇叭。

在上述技术方案的基础上，所述无线视频单元包括通信模块和摄像头，所述摄像头连接所述通信模块，所述通信模块连接所述处理器单元，所述通信模块设有用于发射视频信号的发射天线和接收所述启动信号的接收天线。

在上述技术方案的基础上，一种输电线路防外力破坏的激光预警系统的预警方法，包括如下步骤：

所述单相激光发射器发射可见光和不可见光，在所述可见光上加载调制的标准检测频率的标准基波，入侵物进入输电线路形成的电场中产生高频波，所述不可见光捕捉所述高频波并回传给单相激光检测传感器，所述单相激光检测传感器接收所述高频波和所述标准基波，所述处理器单元对所述高频波的频率和标准基波的频率进行比对运算，通过比对运算确定所述入侵物距离所述输电线路的距离。

在上述技术方案的基础上，在所述比对运算中，所述高频波的频率与所述标准基波的频率相差越大，则所述入侵物距离输电线路越近；所述高频波的频率与所述标准基波的频率相差越小，则所述入侵物距离输电线路越远。

在上述技术方案的基础上，所述高频波通过所述不可见光来传递。

在上述技术方案的基础上，在进行所述对比运算之前，所述处理器单元对高频波进行选频和稳频处理。

在上述技术方案的基础上，所述激光预警系统设定安全距离值Y₁、Y₂，其中Y₁＞Y₂，当所述入侵物距离输电线路距离大于Y₁时，所述激光预警系统不进行预警；当所述入侵物距离输电线路距离小于Y₁，且大于时Y₂时，所述激光预警系统进行二级预警；当所述入侵物距离输电线路距离小于Y₂时，所述激光预警系统进行一级预警。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的输电线路防外力破坏的激光预警系统及预警方法能通过单相激光检测传感器检测输电线路附近大角度全方位的立体空间。

(2)本发明的输电线路防外力破坏的激光预警系统及预警方法通过处理器单元对高频波的频率和标准基波的频率进行比值运算，判定入侵物离输电线路的距离。

附图说明

图1为本发明实施例中输电线路防外力破坏的激光预警系统的原理图；

图2为本发明实施例中输电线路防外力破坏的激光预警系统的结构图；

图3为本发明实施例中入侵物侵入输电线路附近的示意图。

图中：1-激光单元，11-单相激光发射器，111-可见光激光器，112-不可见光激光器，113-高频波，114-可见光，115-不可见光，12-单相激光检测传感器，2-处理器单元，3-无线视频单元，31-通信模块，32-摄像头，33-接收天线，34-发射天线，4-报警模块单元，41-第一天线，5-喇叭，6-入侵物，7-电源，8-输电线路。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种输电线路防外力破坏的激光预警系统，包括：

激光单元1，包括单相激光发射器11和单相激光检测传感器12，单相激光发射器11包括发射可见光114的可见光激光器111和发射不可见光115的不可见光激光器112，可见光114上加载有调制的标准检测频率的标准基波，入侵物6进入输电线路形成的电场中产生高频波113，不可见光115捕捉高频波113并回传给单相激光检测传感器12，单相激光检测传感器12接收标准基波和高频波113；

处理器单元2，处理器单元2接收单相激光检测传感器12发送的标准基波和高频波113频率信号，并将标准基波和高频波113频率信号进行比对运算，计算出入侵物6距离输电线路8的距离。

处理器单元2与单相激光发射器11相连。

激光预警系统还包括报警模块单元4、喇叭5和无线视频单元3，报警模块单元4设有第一天线41，第一天线41发送启动信号至无线视频单元3，且报警模块单元4连接喇叭5。

无线视频单元3包括通信模块31和摄像头32，摄像头32连接通信模块31，通信模块31连接处理器单元2，通信模块31设有用于发射视频信号的发射天线34和接收启动信号的接收天线33，通信模块31用于启动信号和视频信号的处理，摄像头32拍摄视频信号并传送给通信模块31，通信模块31通过发射天线34发送给报警终端，监控人员看到报警终端上的视频后作出相应预防行动。

处理器单元2如果判断有入侵物进入警戒范围，处理器单元2控制报警模块单元4发出警报，同时报警模块单元4通过第一天线41发射启动信号，无线视频单元3的接收天线33接收启动信号，无线视频单元3的发射天线34发射无线视频信号给用户移动端进行视频监控。

如图2为本发明一种输电线路防外力破坏的激光预警系统的实物结构图，无线视频单元3设置在激光预警系统的最上端，前面设有摄像头32，下面设置处理器单元2，紧接着下面设置喇叭5，喇叭5下面设置激光单元1，激光单元1下面设置报警模块单元4，激光预警系统的最下端设置电源7。

如图3所示，本发明还提供一种输电线路防外力破坏的激光预警系统的预警方法，包括如下步骤：激光单元1中的单相激光发射器11发射可见光114和不可见光115，在可见光114上加载调制的标准检测频率的标准基波，入侵物6进入输电线路形成的电场中产生高频波113，不可见光115捕捉所述高频波113并回传给单相激光检测传感器12，高频波113通过不可见光115来传递，单相激光检测传感器12接收高频波113和标准基波，处理器单元2先通过选频和稳频来处理高频波113的频率，接着处理器单元2对处理过的高频波113的频率和标准基波的频率进行比对运算，来确定入侵物6距离输电线路8的距离，当入侵物6距离输电线路8超过警戒值，处理器单元2发送警报信号给报警模块单元4，报警模块单元4发送启动信号给通信模块31，通信模块31控制摄像头32拍摄视频，摄像头32把视频信号传送给通信模块31，通信模块31通过发射天线34发送给报警终端，监控人员看到报警终端上的视频后作出相应预防行动。

经过高频波113的频率与标准基波的频率的对比运算，高频波113的频率与标准基波的频率相差越大，则入侵物6距离输电线路8越近；高频波113的频率与标准基波的频率相差越小，则入侵物6距离输电线路8越远。

激光预警系统设定安全距离值Y₁、Y₂，其中Y₁＞Y₂，当入侵物6距离输电线路8距离大于Y₁时，激光预警系统不进行预警；当入侵物6距离输电线路8距离小于Y₁，且大于时Y₂时，激光预警系统进行二级预警；当入侵物6距离输电线路8距离小于Y₂时，激光预警系统进行一级预警，安全距离值Y₁、Y₂根据输电线路附近的环境地形和输电线路的电压决定。

系统涉及到多个学科领域，其主要支撑技术包括激光通讯技术、数字调制解调技术、激光、场强检测报警技术、无线通讯技术以及相关的软硬件技术。

本发明的输电线路防外力破坏的激光预警系统及预警方法能通过单相激光检测传感器检测输电线路附近大角度全方位的立体空间；而且通过处理器单元对高频波的频率和标准基波的频率进行比值运算，判定入侵物离输电线路的距离；另外激光预警系统对入侵物离输电线路的距离进行三级预警，并提供远程通信。

激光预警系统不受恶劣自然环境影响，例如雨雾、雾霾、沙尘暴等恶劣天气，也不受夜间或光线不足所限制。只要输电线路有电，激光预警系统就能自动判断入侵物。常规防外力破坏产品是以视频照片为判断报警的参考依据，照片不清晰报警就有误报和漏报。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。