一种配网线路通道的安全预警装置的制作方法

1.本发明涉及配电网安全技术领域，尤其涉及一种配网线路通道的安全预警装置。


背景技术：

2.目前，树木生长、异物进入等情况，对配电网线路带来了严重的安全隐患，从而易导致巨大的经济损失。
3.目前，针对配电网线路通道的安全监测，主要通过人工巡视来实现。然而，由于线路长、工况环境多样等因素，巡视人员无法对配电网走廊通道进行实时监测，从而当存在树木等大型植物生成过快，或者存在异物进入时，很容易对线路的安全运行带来隐患。此外，当存在异常天气时，电力检修人员巡线存在较高的人身安全风险。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种配网线路通道的安全预警装置，可以实现对配电网线路通道的安全风险的及时和自动预警，可以提升配电网线路的安全性，且可以降低电力检修人员的人身安全风险。
5.根据本发明的一方面，提供了一种配网线路通道的安全预警装置，包括安全预警装置本体、超声波传感器、控制模块和报警模块；
6.所述超声波传感器位于所述安全预警装置本体的外侧，连接所述控制模块，用于获取最小障碍物距离，发送所述最小障碍物距离到所述控制模块；
7.所述控制模块位于所述安全预警装置本体的内部，用于当检测到所述最小障碍物距离小于或者等于预设距离阈值时，生成第一控制信号发送到所述报警模块；
8.所述报警模块位于所述安全预警装置本体的外侧，连接所述控制模块，用于根据所述控制模块发送的第一控制信号发出第一告警提示。
9.所述配网线路通道的安全预警装置，还包括温度传感器；
10.所述温度传感器位于所述安全预警装置本体的外侧，连接所述控制模块，用于采集配网线路的温度，发送所述配网线路的温度到所述控制模块；
11.所述控制模块，还用于当检测到所述配网线路的温度大于或者等于预设温度阈值时，生成第二控制信号发送到所述报警模块；
12.所述报警模块，还用于根据所述控制模块发送的第二控制信号发出第二告警提示。
13.所述配网线路通道的安全预警装置，还包括至少一个图像采集模块；
14.各所述图像采集模块位于所述安全预警装置本体的外侧，连接所述控制模块，用于根据所述控制模块发送的第三控制信号，采集作业环境图像；
15.所述控制模块，还用于当检测到所述最小障碍物距离小于或者等于预设距离阈值，和/或所述配网线路的温度大于或者等于预设温度阈值时，生成第三控制信号发送到各所述图像采集模块。
16.所述报警模块包括报警灯和声音报警器；
17.所述报警灯，用于根据所述控制模块发送的控制信号进行报警灯点亮；
18.所述声音报警器，用于根据所述控制模块发送的控制信号播放报警提示音。
19.所述配网线路通道的安全预警装置，还包括供电模块；
20.所述供电模块位于所述安全预警装置本体的内部，分别连接所述配网线路通道的安全预警装置的各其他模块，用于为所述配网线路通道的安全预警装置的各其他模块提供工作电流。
21.所述供电模块包括取能互感器、整流电路、稳压电路和后备电池；
22.所述取能互感器，用于根据配网线路电流，获取感应电流，输出所述感应电流到所述整流电路；
23.所述整流电路，用于根据所述感应电流获取整流电流，输出所述整流电流到稳压电路；
24.所述稳压电路，用于根据所述整流电流生成稳压电流，输出所述稳压电流到所述后备电池和所述配网线路通道的安全预警装置的各其他模块；
25.所述后备电池，用于对所述稳压电流进行存储，以及为所述配网线路通道的安全预警装置的各其他模块提供工作电流。
26.所述安全预警装置本体为空心圆柱体结构，由第一空心半圆柱体和第二空心半圆柱体组成，所述第一空心半圆柱体和所述第二空心半圆柱体通过连接件连接。
27.所述配网线路通道的安全预警装置，还包括通信模块；
28.所述通信模块位于所述安全预警装置本体的内部，连接所述控制模块，用于发送所述控制模块发送的第一告警信号和/或第二告警信号到远程服务器；
29.所述控制模块，还用于当检测到所述最小障碍物距离小于或者等于预设距离阈值，生成第一告警信号发送到所述通信模块；以及当检测到所述配网线路的温度大于或者等于预设温度阈值时，生成第二告警信号发送到所述通信模块。
30.所述配网线路通道的安全预警装置，还包括存储模块；
31.所述存储模块位于所述安全预警装置本体的内部，连接所述图像采集模块，用于对所述图像采集模块采集的作业环境图像进行存储。
32.所述配网线路通道的安全预警装置，还包括平衡检测模块和平衡指示灯；
33.所述平衡检测模块位于所述安全预警装置本体的内部，连接所述控制模块，用于获取平衡检测数据，发送所述平衡检测数据到所述控制模块；
34.所述控制模块连接所述平衡指示灯，还用于当根据所述平衡检测数据检测到所述配网线路通道的安全预警装置处于失衡状态时，生成第四控制信号发送到所述平衡指示灯；
35.所述平衡指示灯位于所述安全预警装置本体的外侧，用于根据所述第四控制信号进行平衡指示灯点亮。
36.本发明实施例的技术方案，通过超声波传感器位获取最小障碍物距离，当通过控制模块检测到最小障碍物距离小于或者等于预设距离阈值时，生成第一控制信号；之后，通过报警模块根据第一控制信号发出第一告警提示，通过采用带有超声波传感器的安全预警装置，可以实现对配电网线路通道附近障碍物威胁线路安全的及时和自动预警，可以提升
配电网线路的安全性，且可以降低电力检修人员的人身安全风险。
37.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1是根据本发明实施例一提供的一种配网线路通道的安全预警装置的结构示意图；
40.图2是根据本发明实施例一提供的另一种配网线路通道的安全预警装置的结构示意图；
41.图3是根据本发明实施例一提供的另一种配网线路通道的安全预警装置的结构示意图；
42.图4是根据本发明实施例一提供的一种报警模块的结构示意图；
43.图5是根据本发明实施例一提供的另一种配网线路通道的安全预警装置的结构示意图；
44.图6是根据本发明实施例一提供的一种供电模块的结构示意图；
45.图7是根据本发明实施例一提供的一种配网线路通道的安全预警装置的侧视示意图；
46.图8是根据本发明实施例一提供的第二空心半圆柱体的侧面展开示意图；
47.图9是根据本发明实施例一提供的另一种配网线路通道的安全预警装置的结构示意图；
48.图10是根据本发明实施例一提供的另一种配网线路通道的安全预警装置的结构示意图；
49.图11是根据本发明实施例一提供的另一种配网线路通道的安全预警装置的结构示意图。
具体实施方式
50.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
51.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“目标”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意
图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
52.参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、和图11，图中，110-安全预警装置本体，111-第一空心半圆柱体，112-第二空心半圆柱体，113-连接件，120-超声波传感器，130-控制模块，140-报警模块，141-报警灯，142-声音报警器，150-温度传感器，160-图像采集模块，170-供电模块，171-取能互感器，172-整流电路，173-稳压电路，174-后备电池，180-通信模块，190-存储模块，1100-平衡检测模块，1110-平衡指示灯。
53.实施例一
54.图1为本发明实施例一提供了一种配网线路通道的安全预警装置的结构图，配网线路通道的安全预警装置100可以包括安全预警装置本体110、超声波传感器120、控制模块130和报警模块140；
55.超声波传感器120位于安全预警装置本体110的外侧，连接控制模块130，用于获取最小障碍物距离，发送最小障碍物距离到控制模块130。
56.其中，安全预警装置本体110，可以是长方体、圆柱体、球体等结构。典型的，安全预警装置本体110可以有沿轴向的圆形开孔，故可以将安全预警装置本体110套在配网线路的外部，从而实现对配网线路通道的安全预警装置100的部署。在本实施例中，对安全预警装置本体110的材质不作具体限制。
57.其中，超声波传感器120通过向障碍物发射超声波，并检测障碍物所反射的回波，根据发射超声波和接收回波的时间差，计算得到与障碍物之间的距离。在本实施例中，障碍物可以是配网线路通道中的树木等大型植物，也可以是临时进入配网线路通道中的物体，例如，由于风吹而进入配网线路通道中的树木枝丫、临时通过的施工车辆等。
58.在本实施例中，配网线路通道的安全预警装置100可以安装于配网线路的弧垂最低点，超声波传感器120的检测方向可以是朝向地面。通过超声波传感器120可以获取本装置与线路下方不同障碍物之间的距离，从而可以获取下方障碍物与本装置之间的最小距离，即最小障碍物距离。
59.控制模块130位于安全预警装置本体110的内部，用于当检测到最小障碍物距离小于或者等于预设距离阈值时，生成第一控制信号发送到报警模块140；其中，预设距离阈值，可以是预先设置的安全距离，当最小障碍物距离大于该预设距离阈值时，表示无安全风险；当最小障碍物距离小于或者等于该预设距离阈值时，表示障碍物可能会威胁到线路，即存在安全风险。例如，对于10千瓦的配网线路，预设距离阈值可以是1.5米。
60.其中，第一控制信号，可以是控制模块130生成的针对报警模块140的控制信号，用于控制报警模块140进行距离异常告警。在本实施例中，当控制模块130检测到最小障碍物距离小于或者等于预设距离阈值时，可以生成与报警模块140对应的第一控制信号，以控制报警模块140进行异常告警，提示巡检人员此处的配网线路通道存在安全距离异常。
61.上述设置的好处在于，可以实现对配网线路的安全风险的及时预警，可以避免安全事故的发生，从而可以避免由异常断电导致的经济损失。
62.报警模块140位于安全预警装置本体110的外侧，连接控制模块130，用于根据控制模块130发送的第一控制信号发出第一告警提示。
63.其中，第一告警提示，可以是与距离异常对应的告警信息，可以包括灯光告警(例如，进行指示灯闪烁，或者显示指定颜色的灯光)和声音告警(例如，播放预先设置的告警提示音)。在本实施例中，报警模块140在接收到控制模块130的第一控制信号时，即可发出相应的告警提示，以进行距离异常报警。
64.本发明实施例的技术方案，通过超声波传感器位获取最小障碍物距离，当通过控制模块检测到最小障碍物距离小于或者等于预设距离阈值时，生成第一控制信号；之后，通过报警模块根据第一控制信号发出第一告警提示，通过采用带有超声波传感器的安全预警装置，可以实现对配电网线路通道附近障碍物威胁线路安全的及时和自动预警，可以提升配电网线路的安全性，且可以降低电力检修人员的人身安全风险。
65.可选的，如图2所示，配网线路通道的安全预警装置100，还可以包括温度传感器150；
66.温度传感器150位于安全预警装置本体110的外侧，连接控制模块130，用于采集配网线路的温度，发送配网线路的温度到控制模块130；控制模块130，还用于当检测到配网线路的温度大于或者等于预设温度阈值时，生成第二控制信号发送到报警模块140；报警模块140，还用于根据控制模块130发送的第二控制信号发出第二告警提示。
67.其中，预设温度阈值，可以是预先设置的配网线路的安全温度值。当配网线路的温度超出了该安全温度值，则表示线路存在温度异常的情况。
68.在本实施例中，配网线路通道的安全预警装置100，还可以通过温度传感器150对配网线路的温度进行监测，并将监测的配网线路的温度发送到控制模块130。控制模块130若检测到当前的配网线路的温度大于或者等于预设温度阈值，即可生成第二控制信号，以控制报警模块140进行温度异常报警，即发出第二告警提示。
69.其中，第二控制信号，可以是控制模块130生成的针对报警模块140的控制信号，用于控制报警模块140发出第二告警提示。第二告警提示，可以是与温度异常对应的告警信息。可以理解的是，第二告警信息与第一告警信息，可以对应不同的灯光告警(例如，不同颜色的灯光)或者语音告警(例如，不同的告警音)。
70.在本实施例中，通过采用温度传感器150对配网线路的温度进行实时监测，当存在温度异常告警时，表示线路存在发热或负荷过大，需要及时调整负荷，或者检测查安装位置导线连接头是否存在松动或者接触不良的情况。特别是对于具有开关、断路器的导线位置，当出现温度异常时，均由连接点发热造成，通过及时检查维修，可以避免开关熔断带来的停电风险。
71.可选的，如图3所示，配网线路通道的安全预警装置100，还可以包括至少一个图像采集模块160；各图像采集模块160位于安全预警装置本体110的外侧，连接控制模块130，用于根据控制模块130发送的第三控制信号，采集作业环境图像；
72.控制模块130，还用于当检测到最小障碍物距离小于或者等于预设距离阈值，和/或配网线路的温度大于或者等于预设温度阈值时，生成第三控制信号发送到各图像采集模块160。
73.其中，图像采集模块160，可以是摄像头。在一个具体的例子中，图像采集模块160的数量可以是3个，分别对应前、后和下(以线路走向的任一方向为前，另一方向为后，线路走向的垂直向下方向为下)三个方向。通过上述设置，可以实现对配网线路通道各个方向的
拍摄，可以提升采集环境信息的全面性。
74.在本实施例中，控制模块130在检测到最小障碍物距离小于或者等于预设距离阈值，和配网线路的温度大于或者等于预设温度阈值时，还可以发送第三控制信号到图像采集模块160，以控制图像采集模块160开启，并对配网线路通道的所有环境工况进行拍摄，以采集作业环境图像。
75.其中，第三控制信号，可以是控制模块130生成的针对图像采集模块160的控制信号，用于控制图像采集模块160进行开启和拍摄。在一个具体的例子中，如果是大型车辆造成了线路挂断，或者设备损坏，通过图像采集模块160采集的作业环境图像，可以对后续的危害处理和查找证据等提供依据。
76.可选的，如图4所示，报警模块140可以包括报警灯141和声音报警器142；报警灯141，用于根据控制模块130发送的控制信号进行报警灯点亮；声音报警器142，用于根据控制模块130发送的控制信号播放报警提示音。
77.在一个具体的例子中，报警灯141的数量可以是两个，其中，一个对应距离异常告警，用于发出第一告警提示；另一个对应温度异常告警，用于发出第二告警提示。声音报警器142，可以是蜂鸣器，可以根据不同的控制信号播放不同的报警提示音，例如，不同频率的语音信号等。
78.在本实施例中，通过报警灯141和声音报警器142的配合，可以实现视觉和听觉全面的告警提示，可以降低异常告警被忽视的概率。
79.可选的，如图5所示，配网线路通道的安全预警装置100，还可以包括供电模块170；供电模块170位于安全预警装置本体110的内部，分别连接配网线路通道的安全预警装置100的各其他模块，用于为配网线路通道的安全预警装置100的各其他模块提供工作电流。其中，供电模块可以是可充电的电池或者可以从线路取电的供电装置，例如，电流感应电源等。
80.可选的，如图6所示，供电模块170可以包括取能互感器171、整流电路172、稳压电路173和后备电池174；
81.取能互感器171，用于根据配网线路电流，获取感应电流，输出感应电流到整流电路172；整流电路172，用于根据感应电流获取整流电流，输出整流电流到稳压电路173；稳压电路173，用于根据整流电流生成稳压电流，输出稳压电流到后备电池174和配网线路通道的安全预警装置100的各其他模块；后备电池174，用于对稳压电流进行存储，以及为配网线路通道的安全预警装置100的各其他模块提供工作电流。
82.其中，取能互感器171，可以是电流互感器(current transformer，ct)。具体的，取能互感器171可以通过内部的感应线圈，根据配网线路电流获取对应的感应电流，从而实现从配网线路的取电。之后，整流电路172可以将交流的感应电流转换为直流的整流电流，进而，稳压电路173可以将直流的整流电流的电压稳定在设定电压，从而输出可用的稳压电流，以实现对其他模块的供电，以及对后备电池174的充电。后备电池174可以在配网线路掉电时，为配网线路通道的安全预警装置100的各其他模块提供工作电流。
83.上述设置的好处在于，可以实现从配网线路的直接取电，可以降低配网线路通道的安全预警装置100的部署难度。
84.可选的，安全预警装置本体110可以为空心圆柱体结构，由第一空心半圆柱体111
和第二空心半圆柱体112组成，第一空心半圆柱体111和第二空心半圆柱体112通过连接件113连接。其中，配网线路通道的安全预警装置100的侧视图可以如图7所示。其中，空心的直径可以根据待部署的配网线路的直径进行适应性调整。
85.在一个具体的例子中，第二空心半圆柱体112的侧面展开示意图可以如图8所示，安全预警装置本体110可以为空心圆柱体结构，且由第一空心半圆柱体111和第二空心半圆柱体112组成，第一空心半圆柱体111和第二空心半圆柱体112的一侧可以通过连接件113连接，另一侧可以开合。在进行安全预警装置本体110的部署时，可以将第一空心半圆柱体111和第二空心半圆柱体112未连接的一侧打开，进而套到配网线路上，并闭合打开的一侧。在本实施例中，可以采用粘合等方式将第一空心半圆柱体111和第二空心半圆柱体112未连接的一侧进行连接。在本实施例中，对连接件113的类型不作具体限定。
86.其次，当安全预警装置本体110为空心圆柱体结构时，超声波传感器120、温度传感器150可以嵌入安全预警装置本体110的侧面，报警模块140的两个报警灯141可以位于安全预警装置本体110的侧面外侧，而声音报警器142可以嵌入安全预警装置本体110的侧面。此外，一个图像采集模块160也可以嵌入安全预警装置本体110的侧面，而安全预警装置本体110的两个底面也可以分别嵌入一个图像采集模块160。
87.可选的，如图8所示，第一空心半圆柱体111和第二空心半圆柱体112的两个底面的相应位置还可以分别包括一个上拱形凸耳，每个上拱形凸耳的中部设置有固定孔。在本实施例中，可以采用螺栓穿入固定孔的方式，实现第一空心半圆柱体111和第二空心半圆柱体112的锁紧连接。
88.可选的，如图9所示，配网线路通道的安全预警装置100，还可以包括通信模块180；其中，通信模块180，可以是无线通信模块。
89.通信模块180位于安全预警装置本体110的内部，连接控制模块130，用于发送控制模块130发送的第一告警信号和/或第二告警信号到远程服务器；
90.控制模块130，还用于当检测到最小障碍物距离小于或者等于预设距离阈值，生成第一告警信号发送到通信模块180；以及当检测到配网线路的温度大于或者等于预设温度阈值时，生成第二告警信号发送到通信模块180。
91.其中，第一告警信号，可以是与距离异常对应的告警信号；第二告警信号，可以是与温度异常对应的告警信号。可选的，告警信号，可以包括装置标识、异常类型等内容。
92.在本实施例中，控制模块130在检测到存在距离异常或者温度异常时，可以生成对应的告警信号发送到通信模块180，以通过通信模块180将对应的告警信号转发至远程服务器，或者远程控制中心。
93.上述设置的好处在于，可以实现异常告警的远程发送，从而使得电力检修人员可以根据告警信号的内容直接找到存在异常的线路部分，可以提升异常处理效率，同时可以避免电力检修人员的日常巡视，可以保证电力检修人员的人身安全。
94.可选的，控制模块130在通过通信模块180发送告警信号的同时，还可以将图像采集模块160采集的作业环境图像共同发送至远程服务器，可以使得远程控制人员可以更加直观的了解现场情况，从而判断是否需要进行异常处理。
95.可选的，如图10所示，配网线路通道的安全预警装置100，还可以包括存储模块190；其中，存储模块190，可以是随机存取存储器(random access memory，ram)。
96.存储模块190位于安全预警装置本体110的内部，连接图像采集模块160，用于对图像采集模块160采集的作业环境图像进行存储。
97.可选的，存储模块190还可以连接控制模块130，故控制模块130可以读取存储模块190中的存储信息，例如，作业环境图像等。此外，存储模块190还可以存储配网线路通道的安全预警装置100的配置信息，本实施例对存储模块190的存储内容不作具体限定。
98.在本实施例中，通过采用存储模块190对存在异常时的作业环境图像进行存储，电力检修人员在进行异常处理时，可以读取存储的作业环境图像，从而可以提升异常处理效率。此外，当异常属于人为破坏，例如，车辆挂断时，存储模块190存储的作业环境图像还可以作为后续证据。
99.可选的，如图11所示，配网线路通道的安全预警装置100，还可以包括平衡检测模块1100和平衡指示灯1110；
100.平衡检测模块1100位于安全预警装置本体100的内部，连接控制模块130，用于获取平衡检测数据，发送平衡检测数据到控制模块130；控制模块130连接平衡指示灯1110，还用于当根据平衡检测数据检测到配网线路通道的安全预警装置100处于失衡状态时，生成第四控制信号发送到平衡指示灯1110；
101.平衡指示灯1110位于安全预警装置本体110的外侧，用于根据第四控制信号进行平衡指示灯点亮。典型的，当安全预警装置本体110为空心圆柱体结构时，平衡指示灯1110可以位于安全预警装置本体110的底面外侧。
102.其中，第四控制信号，可以是控制模块130生成的针对平衡指示灯1110的控制信号，用于点亮平衡指示灯1110。在本实施例中，当控制模块130检测到配网线路通道的安全预警装置100处于失衡状态时，即可生成第四控制信号发送到平衡指示灯1110，以点亮平衡指示灯1110。
103.需要说明的是，当存在连接松动或者位置变更时，配网线路通道的安全预警装置100的姿态可能发送改变，从而易导致监测异常。在本实施例中，可以通过平衡检测模块1100实时或者周期性进行平衡性检测，以获取平衡检测数据。其中，平衡检测数据可以是与水平方向的夹角。控制模块130在检测到当前的与水平方向的夹角大于或者等于预先设置的夹角阈值时，可以确定配网线路通道的安全预警装置100处于失衡状态。
104.可选的，控制模块130在检测到配网线路通道的安全预警装置100处于失衡状态时，还可以控制图像采集模块160启动，以拍摄作业环境图像；同时可以生成相应的失衡告警信号，并通过通信模块180将当前的作业环境图像和失衡告警信号发送至远程服务器，以提示远程控制人员配网线路通道的安全预警装置100的姿态存在异常。
105.可选的，配网线路通道的安全预警装置100还可以包括启动按钮，启动按钮连接供电模块170，用于响应于用户的点击指令，控制供电模块170为控制模块130提供工作电流，以使控制模块130上电启动。之后，控制模块130可以向各其他模块发送启动控制信号，以启动各其他模块。
106.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
107.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明
白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。