一种输电线路监测装置、系统及方法与流程

本发明实施例涉及检测技术领域，尤其涉及一种输电线路监测装置、系统及方法。

背景技术：

随着输电线路建设范围越来越广，越来越大，输电线路的安全问题愈发重要。为了保证输电线路的安全，需要对输电线路进行实时监测，实现预警功能。

目前输电线路预警系统大多通过在输电线路上安装各种监测元件完成监测。然而这种方式会增加架空线路的负担，且由于处于架空状态，这种元件的维修和更换也极为不便。而且当监测出输电线路故障时，需要人工巡检，确认是否出现故障，无法实现自动巡检以确认输电线路是否故障。

技术实现要素：

本发明提供一种输电线路监测装置、系统及方法，以实现减少架空线路负担，并且能够自动巡检以确认输电线路是否故障。

第一方面，本发明实施例提供了一种输电线路监测装置，所述输电线路监测装置设置于杆塔上，所述输电线路监测装置包括：监测模块、控制模块、巡逻设备控制模块和巡逻设备；

所述监测模块与所述控制模块连接，所述监测模块用于监测输电线路的状态信息，并发送至所述控制模块；

所述巡逻设备控制模块与所述控制模块电连接，所述巡逻设备与所述控制模块通信连接，所述控制模块用于根据所述状态信息确定所述输电线路状态异常时，指示所述巡逻设备控制模块控制所述巡逻设备对所述输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，并根据所述巡逻监控图像确定所述输电线路存在安全风险时，发出预警信号。

可选地，巡逻设备控制模块包括无人机平台，所述巡逻设备包括无人机；

所述无人机与所述无人机平台通信连接，所述无人机用于根据所述无人机平台的控制信息采集所述输电线路的巡逻监控图像；

所述无人机平台位于所述输电线路的杆塔上，所述无人机未巡逻时坐落于所述无人机平台。

可选地，所述监测模块包括：气象光纤监测单元和拉力光纤监测单元；

所述气象光纤监测单元与所述控制模块电连接，所述气象光纤监测单元用于监测所述输电线路的气象信息，所述气象信息至少包括温度信息和风力信息；

所述拉力光纤监测单元与所述控制模块电连接，所述拉力光纤监测单元用于监测所述输电线路的拉力信息；

所述控制模块还用于当所述温度信息小于温度阈值且所述拉力信息大于拉力阈值时，或者，所述风力信息大于风力阈值且所述拉力信息大于所述拉力阈值时，指示所述巡逻设备控制模块控制所述巡逻设备对所述输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像。

可选地，所述气象光纤监测单元包括温度光纤传感器和倾角光纤传感器，所述拉力光纤监测单元包括拉力光纤传感器；

所述温度光纤传感器与所述控制模块电连接，所述温度光纤传感器用于检测所述输电线路的温度信息；

所述倾角光纤传感器与所述控制模块电连接，所述倾角光纤传感器用于检测所述输电线路的倾角信息以检测风力信息；

所述拉力光纤传感器与所述控制模块电连接，所述拉力光纤传感器用于检测所述输电线路的拉力信息。

可选地，所述监测模块还包括：视频图像采集单元；

所述视频图像采集单元与所述控制模块电连接，所述视频图像采集单元用于监测所述输电线路的视频图像，所述控制模块还用于当所述视频图像与预设视频图像不符时，指示所述巡逻设备控制模块控制所述巡逻设备对所述输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像。

可选地，所述视频图像采集单元包括视频监控器和/或热红外成像仪；

所述视频监控器与所述控制模块电连接，所述视频监控器用于监测所述输电线路的视频信息，所述控制模块还用于当所述视频信息与预设视频信息不符时，指示所述巡逻设备控制模块控制所述巡逻设备对所述输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像；

所述热红外成像仪与所述控制模块电连接，所述热红外成像仪用于监测所述输电线路的图像信息，所述控制模块还用于当所述图像信息与预设图像信息不符时，指示所述巡逻设备控制模块控制所述巡逻设备对所述输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像。

可选地，输电线路监测装置还包括报警模块；

所述报警模块与所述控制模块电连接，所述报警模块用于在所述控制模块发出预警信号时进行报警。

可选地，所述报警模块包括语音播报器；

所述语音播报器与所述控制模块电连接，所述语音播报器用于在所述控制模块发出预警信号时输出语音报警信号。

第二方面，本发明实施例还提供了一种输电线路监测系统，该输电线路监测系统包括第一方面任意所述的输电线路监测装置，还包括控制中心；

所述控制模块与所述控制中心通信连接，所述控制模块用于根据所述巡逻监控图像确定所述输电线路存在安全风险时，发出预警信号至所述控制中心。

第三方面，本发明实施例还提供了一种输电线路监测方法，其特征在于，所述方法由第一方面任意所述的输电线路监测装置实现，所述方法包括：

监测模块监测输电线路的状态信息，并发送至控制模块；

所述控制模块根据所述状态信息确定所述输电线路状态异常时，指示所述巡逻设备控制模块控制所述巡逻设备对所述输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像；

所述控制模块根据所述巡逻监控图像确定所述输电线路存在安全风险时，发出预警信号。

本发明通过监测模块监测输电线路的状态信息，控制模块根据状态信息确定输电线路状态异常时，控制模块发出指示信号到巡逻设备控制模块，巡逻设备控制模块就会控制巡逻设备对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，进一步确认输电线路是否异常，实现了自动巡检确认输电线路是否异常。控制模块根据巡逻监控图像确定输电线路存在安全风险时，发出预警信号，从而使得工作人员可以及时获取输电线路状态异常的信息，从而及时对输电线路进行检修。而且，通过将输电线路监测装置设置于杆塔上，可以减轻输电路线的负担，避免监测装置对输电线路造成损坏，而且设置在杆塔上，便于进行维修和更换。并且，在监测模块监测到输电线路状态异常时，巡逻设备控制模块就会控制巡逻设备对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，进一步确认输电线路是否异常，增强了对输电线路状态监测的准确性，而且不用人工巡逻确认，减少了人工成本。本发明解决了在输电线路上安装各种监测元件完成监测，增加架空线路负担的问题，达到了减少架空线路负担，并且能够自动巡检以确认输电线路是否故障的效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种输电线路监测装置的电路结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种输电线路监测装置的电路结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种输电线路监测系统的电路结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种输电线路监测方法的流程图。

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。

图1是本发明实施例提供的一种输电线路监测装置的电路结构示意图，输电线路监测装置设置于杆塔上，参见图1，输电线路监测装置包括：监测模块110、控制模块120、巡逻设备控制模块130和巡逻设备140；监测模块110与控制模块120连接，监测模块110用于监测输电线路的状态信息，并发送至控制模块120；巡逻设备控制模块130与控制模块120电连接，巡逻设备140与控制模块120通信连接，控制模块120用于根据状态信息确定输电线路状态异常时，指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，并根据巡逻监控图像确定输电线路存在安全风险时，发出预警信号。

具体地，监测模块110可以实时监测输电线路的状态信息，并发送至控制模块120，控制模块120根据状态信息确定输电线路状态异常时，控制模块120发出指示信号到巡逻设备控制模块130，巡逻设备控制模块130就会控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，进一步确认输电线路是否异常，实现了自动巡检确认输电线路是否异常。巡逻设备140与控制模块120通信连接，控制模块120可以实时获取巡逻监控图像。控制模块120根据巡逻监控图像确定输电线路存在安全风险时，发出预警信号，从而使得工作人员可以及时获取输电线路状态异常的信息，从而及时对输电线路进行检修。其中，输电线路异常例如可以包括输电线路存在覆冰风险、输电线路摇摆过大或者输电线路有异物存在等。

具体地，通过将输电线路监测装置设置于杆塔上，可以减轻输电路线的负担，避免监测装置对输电线路造成损坏，而且设置在杆塔上，便于进行维修和更换。并且，在监测模块110监测到输电线路状态异常时，巡逻设备控制模块130就会控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，进一步确认输电线路是否异常，增强了对输电线路状态监测的准确性，而且不用人工巡逻确认，减少了人工成本。

可选地，可以在每个杆塔均安装一个输电线路监测装置，则每个输电线路监测装置仅负责单个线路布设方向上当前杆塔与下一个相邻杆塔之间输电线路的监测、巡逻和预警。例如，输电线路由东向西布设，每个杆塔均安装一个输电线路监测装置，那么该输电线路监测装置仅负责由当前杆塔与东向(或西向)相邻杆塔之间的输电电路的监测、巡逻和预警。该种方式可以使得巡逻设备140的巡逻线路简单、距离较短，便于巡逻设备140的精准控制，对巡逻设备140的要求较低。也可以每间隔一个杆塔安装一个输电线路监测装置，则每个输电线路监测装置负责当前杆塔与两个方向上相邻杆塔之间输电线路的监测、巡逻和预警。例如，输电线路由东向西布设，每间隔一个杆塔安装一个输电线路监测装置，那么任意相邻的两个输电线路监测装置之间均存在一个杆塔，为保证监测范围覆盖全部输电线路，需要每个输电线路监测装置均负责当前杆塔与向东方向下一个杆塔之间的输电线路以及当前杆塔与向西方向下一个杆塔之间的输电线路的监测、巡逻和预警。该种方式可以减少输电线路监测装置的安装数量，但巡逻设备140的巡逻线路较长，对巡逻设备140的续航要求较高。具体的安装方式可以根据实际需求进行确定，这里并不进行限定。

本实施例的技术方案，通过监测模块监测输电线路的状态信息，控制模块根据状态信息确定输电线路状态异常时，控制模块发出指示信号到巡逻设备控制模块，巡逻设备控制模块就会控制巡逻设备对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，进一步确认输电线路是否异常，实现了自动巡检确认输电线路是否异常。控制模块根据巡逻监控图像确定输电线路存在安全风险时，发出预警信号，从而使得工作人员可以及时获取输电线路状态异常的信息，从而及时对输电线路进行检修。而且，通过将输电线路监测装置设置于杆塔上，可以减轻输电路线的负担，避免监测装置对输电线路造成损坏，而且设置在杆塔上，便于进行维修和更换。并且，在监测模块监测到输电线路状态异常时，巡逻设备控制模块就会控制巡逻设备对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，进一步确认输电线路是否异常，增强了对输电线路状态监测的准确性，而且不用人工巡逻确认，减少了人工成本。本实施例的技术方案解决了在输电线路上安装各种监测元件完成监测，增加架空线路负担的问题，达到了减少架空线路负担，并且能够自动巡检以确认输电线路是否故障的效果。

在上述实施方案的基础上，图2是本发明实施例提供的另一种输电线路监测装置的电路结构示意图，可选地，参见图2，巡逻设备控制模块130包括无人机平台131，巡逻设备140包括无人机141；无人机141与无人机平台131通信连接，无人机141用于根据无人机平台131的控制信息采集输电线路的巡逻监控图像；无人机平台131位于输电线路的杆塔上，无人机141未巡逻时坐落于无人机平台131。

具体地，巡逻设备控制模块130例如包括无人机平台131，巡逻设备140例如包括无人机141。当输电线路正常工作时，巡逻设备控制模块130未接收到控制模块120的指示信息，无人机141坐落在无人机平台131上，无人机平台131例如包括无线充电器，无人机141坐落于无人机平台131时，可以进行充电。当监测模块110监测到输电线路状态异常时，控制模块120就会发出指示信号到无人机平台131，无人机平台131就会控制无人机141对输电线路进行巡逻。可选地，每个杆塔的无人机141都有设定好的巡逻路线，无人机141按照设定好的巡逻路线沿输电线路进行巡逻，进行巡逻监控图像的采集，从而进一步确认输电线路是否异常，实现了自动巡检确认输电线路是否异常。并且每个无人机141发送至控制模块120的巡逻监控图像都带有相应的杆塔信息，以便对异常的输电线路进行定位，便于工作人员及时到达故障位置，及时进行输电线路的维修。

其中，无人机平台131上的无线充电器的电能来源例如可以为安装于杆塔上的太阳能电池板或风能发电装置。可选地，无人机141的充电方式也可以是无人机141机体上自带太阳能电池板，从而直接将电能存储到无人机141中。

可选地，参见图2，监测模块110包括：气象光纤监测单元111和拉力光纤监测单元112；气象光纤监测单元111与控制模块120电连接，气象光纤监测单元111用于监测输电线路的气象信息，气象信息至少包括温度信息和风力信息；拉力光纤监测单元112与控制模块120电连接，拉力光纤监测单元112用于监测输电线路的拉力信息；控制模块120还用于当温度信息小于温度阈值且拉力信息大于拉力阈值时，或者，风力信息大于风力阈值且拉力信息大于拉力阈值时，指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像。

具体地，气象光纤监测单元111可以监测输电线路的气象信息，气象信息至少包括温度信息和风力信息，拉力光纤监测单元112可以监测输电线路的拉力信息。当控制模块120判断温度信息小于温度阈值时，表明输电线路所在环境可能下雪，当温度信息小于温度阈值且拉力信息大于拉力阈值时，表明输电线路存在覆冰风险，控制模块120就会指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，进一步判断输电线路是否覆冰。当风力信息大于风力阈值且拉力信息大于拉力阈值时，表明输电线路摇摆过大，可能存在安全风险，控制模块120就会指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，进一步判断输电线路的摇摆情况。

可选地，参见图2，气象光纤监测单元111包括温度光纤传感器111a和倾角光纤传感器111b，拉力光纤监测单元112包括拉力光纤传感器112a；温度光纤传感器111a与控制模块120电连接，温度光纤传感器111a用于检测输电线路的温度信息；倾角光纤传感器111b与控制模块120电连接，倾角光纤传感器111b用于检测输电线路的倾角信息以检测风力信息；拉力光纤传感器112a与控制模块120电连接，拉力光纤传感器112a用于检测输电线路的拉力信息。

具体地，光纤传感器具有轻巧性、耐用性和长期稳定性的特点，而且光线传感器功能强大，光纤传感器可用于位移、震动、转动、压力、弯曲、应变、速度、加速度、电流、磁场、电压、湿度、温度、声场、流量、浓度、ph值和应变等的测量。所以，气象光纤监测单元111例如可以包括温度光纤传感器111a和倾角光纤传感器111b，拉力光纤监测单元112例如可以包括拉力光纤传感器112a。温度光纤传感器111a可以检测输电线路的温度信息，拉力光纤传感器112a可以检测输电线路的拉力信息，当温度信息小于温度阈值且拉力信息大于拉力阈值时，表明输电线路存在覆冰风险，控制模块120就会指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，进一步判断输电线路是否覆冰。倾角光纤传感器111b可以检测输电线路的倾角，根据输电线路的倾角可以计算出对应的风力信息，当风力信息大于风力阈值且拉力信息大于拉力阈值时，表明输电线路摇摆过大，可能存在安全风险，控制模块120就会指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，进一步判断输电线路的摇摆情况。其中，风力信息例如为风力等级，不同的输电线路倾角对应不同的风力等级，风力阈值例如为预设风力等级。

需要说明的是，拉力光纤传感器112a可以安装在输电线路与杆塔的连接处，以便检测输电线路所受拉力。示例性的，拉力光纤传感器112a可以只安装在所需监测的输电线路与所在杆塔的连接处，也可以在每条输电线路两侧的杆塔上安装拉力光纤传感器112a，具体安装方式可以根据实际情况进行确定，这里并不进行限定。

可选地，参见图2，监测模块110还包括：视频图像采集单元113；视频图像采集单元113与控制模块120电连接，视频图像采集单元113用于监测输电线路的视频图像，控制模块120还用于当视频图像与预设视频图像不符时，指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像。

具体地，视频图像采集单元113可以监测输电线路的视频图像，控制模块120将视频图像与预设视频图像进行对比，预设视频图像例如是指输电线路现场没有异物的图像，当视频图像与预设视频图像不符时，表明输电线路附近有异物存在，异物例如包括除工作人员外的人员、塑料袋、热气球和风筝等。这时，控制模块120就会指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，从而进行进一步确认是否有异物存在。

可选地，参见图2，视频图像采集单元113包括视频监控器和/或热红外成像仪；视频监控器与控制模块120电连接，视频监控器用于监测输电线路的视频信息，控制模块120还用于当视频信息与预设视频信息不符时，指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像；热红外成像仪与控制模块120电连接，热红外成像仪用于监测输电线路的图像信息，控制模块120还用于当图像信息与预设图像信息不符时，指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像。

具体地，视频图像采集单元113可以包括视频监控器，视频监控器可以监测输电线路的视频信息，控制模块120判断视频信息与预设视频信息不符时，指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像。示例性的，控制模块120将视频信息与预设视频信息进行对比，例如是将视频信息和预设视频信息分解成图像信息进行对比，也可以采取其他对比方式，这里并不进行限定。视频图像采集单元113也可以包括热红外成像仪，热红外成像仪可以监测输电线路的图像信息，控制模块120将图像信息与预设图像信息进行对比，当图像信息与预设图像信息不符时，控制模块120就会指示巡逻设备控制模块130控制巡逻设备140对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像。视频图像采集单元113也可以包括视频监控器和热红外成像仪，还可以包括其他视频图像检测设备，这里并不进行限定。

需要说明的是，视频监控器和热红外成像仪安装时可以朝向所需监测的输电线路，也可以是采用自动360度转动的设备带动视频监控器和热红外成像仪转动，以实现对输电线路的视频图像的采集。示例性的，当每个杆塔都安装有输电线路监测装置时，视频监控器和热红外成像仪安装时仅需朝向所需监测的输电线路；当每隔一个杆塔安装输电线路监测装置时，需要采用自动360度转动的设备带动视频监控器和热红外成像仪转动。

可选地，参见图2，输电线路监测装置还包括报警模块150；报警模块150与控制模块120电连接，报警模块150用于在控制模块120发出预警信号时进行报警。

具体地，控制模块120根据巡逻监控图像确定输电线路存在安全风险时，例如输电线路存在覆冰风险、摇摆过大风险和存在异物风险中的至少一种时，控制模块120发出预警信号至报警模块150，报警模块150就会进行报警，从而使得工作人员可以及时获取输电线路状态异常的信息，从而及时对输电线路进行检修。

可选地，参见图2，报警模块150包括语音播报器151；语音播报器151与控制模块120电连接，语音播报器151用于在控制模块120发出预警信号时输出语音报警信号。

具体地，报警模块150例如包括语音播报器151，语音播报器151可以针对不同的风险发出不同的提示音，例如当输电线路存在覆冰风险或摇摆过大时，提示音可以为提示具有线路坠落风险的声音；当存在异物入侵风险时，提示音可以为驱赶提示音。

在上述实施方案的基础上，图3是本发明实施例提供的一种输电线路监测系统的电路结构示意图，参见图3，输电线路监测系统包括上述实施方案任意所述的输电线路监测装置100，还包括控制中心200；控制模块120与控制中心200通信连接，控制模块120用于根据巡逻监控图像确定输电线路存在安全风险时，发出预警信号至控制中心200。

具体地，控制模块120根据巡逻监控图像确定输电线路存在安全风险时，例如输电线路存在覆冰风险、摇摆过大风险和存在异物风险中的至少一种时，控制模块120发出预警信号至控制中心200，工作人员就会立即获取输电线路状态异常的信息，从而使得工作人员可以及时获取输电线路状态异常的信息，从而及时对输电线路进行检修。而且，控制中心200可以对巡逻监控图像进行存储，为后续完善输电线路的设置奠定基础。示例性的，控制模块120可以通过无线通信模块与控制中心200通信连接，控制模块120将实时获取的巡逻监控图像发送至控制中心200，使得工作人员实时获取输电线路的巡逻监控图像，实现对输电线路的监测。

在上述实施方案的基础上，图4是本发明实施例提供的一种输电线路监测方法的流程图，输电线路监测方法由上述实施方案任意所述的输电线路监测装置实现，参见图4，输电线路监测方法包括：

s110、监测模块监测输电线路的状态信息，并发送至控制模块。

具体地，监测模块可以实时监测输电线路的状态信息，并发送至控制模块，控制模块就可实时获取输电线路的状态信息。

s120、控制模块根据状态信息确定输电线路状态异常时，指示巡逻设备控制模块控制巡逻设备对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像。

具体地，控制模块根据状态信息确定输电线路状态异常时，控制模块发出指示信号到巡逻设备控制模块，巡逻设备控制模块就会控制巡逻设备对输电线路进行巡逻，并获得巡逻监控图像，进一步确认输电线路是否异常，实现了自动巡检确认输电线路是否异常。

s130、控制模块根据巡逻监控图像确定输电线路存在安全风险时，发出预警信号。

具体地，控制模块根据巡逻监控图像确定输电线路存在安全风险时，发出预警信号，从而使得工作人员可以及时获取输电线路状态异常的信息，从而及时对输电线路进行检修。

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。