输电线路运行工况监测预警装置的制作方法

本实用新型属于预警装置的技术领域，具体涉及一种输电线路运行工况监测预警装置。

背景技术：

在事故多发区、重灾区以及高海拔偏远山区、特高压国家骨干电网等区域的架空输电线路经常出现一些事故，发生事故的主要原因是：覆冰或者台风等。

由于上述的电网严重自然灾害事故频发，给国家和人民生活带来严重经济损失，而且由于经济飞速发展，使得电网规模急剧扩大、骨架电网输电距离最远达到2000公里，目前电网仅仅依靠人工进行定期检修确保电网运行安全已不能满足电网发展的需要。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种输电线路运行工况监测预警装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种输电线路运行工况监测预警装置，包括控制模块、摄像模块、视频处理模块、气象传感器模块和后台处理模块，摄像模块摄取输电线路周围的信息，生成摄像信号，并将摄像信号发送给视频处理模块，视频处理模块对摄像信号进行处理，并生成视频信号，将视频信号发送给控制模块，控制模块将视频信号发送给后台处理模块，后台处理模块将视频信号发送给后台处理模块上的显示模块，显示模块可以显示视频信息，气象传感器模块感应外部输电线路的气象信息，生成气象信号，将气象信号发送给控制模块，控制模块将气象信号发送给后台处理模块，后台处理模块通过显示模块显示当前气象信息。

本实用新型中，通过摄像模块可以摄取到输电线周围的信息，例如可以摄取到线路走廊树木、杆塔角钢、杆塔塔基等信息，从而对输电线周围进行实时监测与监控，并根据摄取到的信息生成摄像信号，并将摄像信号发送给视频处理模块，最后通过显示模块显示出来，因此可以通过摄像模块等得知当前输电线路走廊内是否有树木超高、杆塔角钢、杆塔塔基是否有被破坏、是否有盗窃、是否有违章施工等状况，并通过显示模块进行实时监测与监控。

同时，本实用新型还可以通过气象传感器模块得知输电线现场的温湿度、风速风向、气压和降雨量，并且通过显示模块进行实时监测。

在一些实施方式中，还包括太阳能模块和蓄电池模块，太阳能模块生成电能，并将电能储存在蓄电池模块中，蓄电池模块为后台处理模块提供电能。

在一些实施方式中，还包括导线载荷传感模块，导线载荷传感模块用于设在外部输电线上，导线载荷传感模块感应外部输电线的负载，生成负载信号，并将负载信号发送给控制模块，控制模块将负载信号发送给后台处理模块，后台处理模块通过显示模块显示当前负载信息。由此，通过导线载荷传感模块以及显示模块可以得知当前输电线的负载，防止因为负载过重而发生事故。

在一些实施方式中，还包括倾角传感模块，倾角传感模块感应输电线的绝缘子的倾角信息，生成倾角信号，将倾角信号发送给控制模块，控制模块将倾角信号发送给后台处理模块，后台处理模块通过显示模块显示当前倾角信息。由此，倾角传感模块可以感应绝缘子的倾角信息，从而最终通过显示模块将倾角信息显示出来，可以实时监测绝缘子的倾角情况。

在一些实施方式中，还包括屏蔽盒，控制模块和视频处理模块均设在屏蔽盒中。由此，通过屏蔽盒可以屏蔽外部信号，防止外部信号对控制模块和视频处理模块等有干扰。

线路维护人员通过显示模块，一方面可以看到现场线路的现场实时视频、杆塔载荷变化状况、绝缘子倾角变化状况及现场气象状况，从而判断线路监测现场是否有事故发生或者是否有潜在安全隐患，从而为事故抢修决策制定、事故隐患消除提供判据。本实用新型起到监测和预警输电线路的运行工况的作用。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的输电线路运行工况监测预警装置的框架结构示意图；

图2为图1所示本实用新型一种实施方式的输电线路运行工况监测预警装置中的摄像模块的原理图；

图3为图1所示本实用新型一种实施方式的输电线路运行工况监测预警装置中的气象传感器模块的原理图；

图4为图1所示本实用新型一种实施方式的输电线路运行工况监测预警装置中的导线载荷传感模块的原理图；

图5为图1所示本实用新型一种实施方式的输电线路运行工况监测预警装置中的倾角传感模块的原理图。

图中：1-摄像模块；2-视频处理模块；3-控制模块；4-后台处理模块；41-显示模块；5-气象传感器模块；6-导线载荷传感模块；7-倾角传感模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

图1示意性的显示了本实用新型一种实施方式的输电线路运行工况监测预警装置的结构。

图2～图5示意性的显示了本实用新型一种实施方式的输电线路运行工况监测预警装置的原理。

如图1所示，一种输电线路运行工况监测预警装置，包括控制模块3、摄像模块1、视频处理模块2、气象传感器模块5和后台处理模块4。本实施例中，摄像模块1可以与视频处理模块2集成在一起，两者进行电连接，同时视频处理模块2与控制模块3电连接，气象传感器模块5与控制模块3电连接。

在本实施例中，控制模块3可以是中央数据处理系统，中央数据处理系统可以采用str9(arm)系列的32微处理器进行开发。与msp430单片机相比，具有稳定性好、功能强大、抗干扰性能好、可扩展性能好和远程可维护等优点。

如图2所示，在本实施例中，摄像模块1摄取输电线路的周围信息，生成摄像信号，并将摄像信号发送给视频处理模块2，视频处理模块2对摄像信号进行处理，并生成视频信号，将视频信号发送给控制模块3，控制模块3可以通过无线网络或者4g网络等方式将视频信号发送给后台处理模块4，后台处理模块4包括显示模块41，后台处理模块4将视频信号发送给后台处理模块4上的显示模块41，显示模块41显示视频信息，后台处理模块4和显示模块41集成在一起。

视频处理模块2采用高清视频监控处理技术进行信号传输，即可以采用h.265视频处理技术和模糊判断人性分析算法。同时摄像模块1为1200万像素红外高清全方位监控球机，能够摄取输电线路走廊内的大型工具施工、树木、杆塔基础周围施工和导线金具等的运行情况信息，同时通过显示模块41将上述情况显示出来，从而工作人员可以对上述情况进行分析，并起到报警的作用。

后台处理模块4采用java网络软件和mysql数据库技术开发，后台处理模块4通过互联网或4g无线网络接收各个信号。

如图3所示，在本实施例中，气象传感器模块5感应外部输电线路的气象信息，生成气象信号，将气象信号发送给控制模块3，控制模块3将气象信号发送给后台处理模块4，后台处理模块4可以通过显示模块41显示当前气象信息。

本实施例中的气象传感器模块5可以是超声波气象传感器，超声波气象传感器采用超声波智能数字传感技术、基于冲击原理的雨量测量技术和多变量校正曲线技术，是一款综合型气象传感器，主要实现对架空输电线路气象状况(包括温度、湿度、风速、风向、气压、雨量)进行实时感应，弥补气象局不能对电网分布范围内的人烟稀少区域、特殊小范围局部气象状况进行预报的情况，以及弥补气象信息预报实时性差的不足，气象传感器模块5可以感应气象信息(包括温度、湿度、风速、风向、气压、雨量)，并生成气象信号，最终通过后台处理模块4的显示模块41显示气象信息(包括温度、湿度、风速、风向、气压、雨量)。

在本实施例中，还包括太阳能模块和蓄电池模块，太阳能模块可以将太阳能转换成电能，从而可以生成电能，并将电能储存在蓄电池模块中，蓄电池模块为后台处理模块4提供电能。在本实施例中，太阳能模块和蓄电池模块可以与后台处理模块4集成在一起，确保在长期阴雨、覆冰雪等阳光不足情况下，为保证设备稳定运行具有充足的电源供应。

在本实施例中，如图4所示，还包括导线载荷传感模块6，导线载荷传感模块6用于设在外部输电线上，导线载荷传感模块6感应外部输电线的负载，生成负载信号，并将负载信号发送给控制模块3，控制模块3将负载信号发送给后台处理模块4，后台处理模块4通过显示模块41显示当前负载信息，通过导线载荷传感模块6以及显示模块41可以得知当前输电线的负载，防止因为负载过重而发生事故。

本实施例中的，外部输电线主要包括三相导线和地线。

导线载荷传感模块6的外壳采用合金钢制成，完全可以满足被替代电力金具的载荷功能要求，其中标称破坏载荷大于电力金具标称的1.2倍；导线载荷传感模块6中的传感器各连接部件有锁紧装置，保证在运行中不松脱。另外，内部载荷数据采集模块采用工业品工业级元器，能经受故障电流(包括短路电流、雷电流)且其工作稳定性不受干扰；传感器的精度级别为：0.5级，测量范围：5％～100％fs(线性工作区间)。

如图5所示，在本实施例中，还包括倾角传感模块7，倾角传感模块7感应输电线的绝缘子的倾角信息，生成倾角信号，将倾角信号发送给控制模块3，控制模块3将倾角信号发送给后台处理模块4，后台处理模块4通过显示模块41显示当前倾角信息，倾角传感模块7可以感应绝缘子的倾角信息，最终通过显示模块41将倾角信息显示出来，可以实时监测绝缘子的倾角情况。

倾角传感模块7为倾角传感器，倾角传感器采用sca100t集成角度传感器芯片，加上外围单片机电路设计，它是通过感知地球重力加速度在其测量轴上的分量大小，对载体倾斜角度的反应，产生相应变化的电信号，从而测量出物体的角度信息，测量范围±90度。

在本实施例中，还包括屏蔽盒，控制模块3和视频处理模块2均设在屏蔽盒中。由此，通过屏蔽盒可以屏蔽外部信号，防止外部信号对控制模块3和视频处理模块2等有干扰。

本实用新型中，通过摄像模块1可以摄取到输电线周围的信息，例如可以摄取到线路走廊树木高、杆塔角钢、杆塔塔基信息，从而对输电线周围进行实时监测与监控，并根据摄取到的信息生成摄像信号，并将摄像信号发送给视频处理模块2，最后通过显示模块41显示出来，因此可以通过摄像模块1等得知当前输电线路走廊内是否有树木超高、杆塔角钢、杆塔塔基是否有被破坏、是否有盗窃、是否有违章施工等状况，并通过显示模块41进行实时监测与监控。

同时，本实用新型还可以通过气象传感器模块5得知输电线现场的温湿度、风速风向、气压和降雨量，通过显示模块41进行实时监测。

本实用新型的各个模块，可以分别安装在架空高压线路的杆塔(如：摄像模块)、输电线(如：导线载荷传感模块)和绝缘子金具(倾角传感器)上并分别采集载荷、绝缘子倾斜角度、气象、视频等数据信息，采集的数据信息通过4g、wifi无线网络技术传输到后台处理模块4。线路维护人员利用后台处理模块4的显示模块41，可以看到现场线路的现场实时视频、杆塔载荷变化状况、绝缘子倾角变化状况及现场气象状况，从而判断线路监测现场是否有事故发生或者是否有潜在安全隐患，从而为事故抢修决策制定、事故隐患消除提供判据。

本实用新型可以达到以下效果：

(1)本实用新型的各个模块全部采用工业级芯片、元器件，确保其能够在野外高海拔、低温恶劣环境下能够稳定运行，达到电力产品应用标准。

(2)本实用新型采用多种屏蔽、抗高压干扰硬件技术，所有外部信号屏蔽电缆均采用双层屏蔽线，其中外层屏蔽在靠近铁塔绝缘子的铁头接地，而内层屏蔽在监测装置位置接地。除少数传感模块外，其他模块都置于完全屏蔽的屏蔽盒中，而对于传感器的输入接口，本实用新型也采用了防水、防干扰、防雷击等措施，确保接口的可靠性。另外，本实用新型还采用电源滤波、光电隔离、数字滤波以及精细的pcb设计、良好的接地和屏蔽工艺、高品质元器件的选用保证设备具有优异的电磁兼容性能，确保在高压环境下系统运行的稳定性。

(3)本实用新型设计了软硬件看门狗，保证设备在现场运行的过程中不会死机，保证其具有定时重启和远程控制重启功能，为保证设备长期运行的稳定和可靠提供了重要保障。

(4)本实用新型采用太阳能+环保型胶体蓄电池+低功耗的供电原则，确保在长期阴雨、覆冰雪等阳光不足情况下，为保证设备稳定运行具有充足的电源供应。

(5)本实用新型整体结构遵循电力器材部件标准设计，现场安装简单、牢固，而且安装部件材料全部采用热镀锌钢制或304不锈钢材料制造，具有优异的防锈、耐腐蚀特点。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。