高压输电线路状态监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及输电线路的技术领域，具体涉及一种高压输电线路状态监测系统。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的快速发展，国家和社会对供电企业输电、配电、供电的可靠性要求越来越高，建设坚强电网、智能电网已成为迫切需求。对输电线路实施监控，实时掌握输电线路的各种运行参数是实现电力设备状态检修的前提，也是建设智能电网的一个重要组成部分。大多数输配电设备地处偏远，工作环境恶劣，经常会遭受各种人为破坏(如盗窃电力设施等)或自然灾害的袭击(如暴风雨、覆冰、污闪等)，历史上也曾多次发生输配电设备倒杆断线的严重事故，给国家和电力企业带来了重大的经济损失和极其不良的社会影响。
[0003]为此，供电企业为确保输配电网的安全稳定可靠运行，每年都要投入大量的人力、物力、财力做支撑和保障。一年四季无论刮风下雨、酷暑寒天都要定期不定期的现场巡视维护。对于地处人迹罕至的高山峻岭、草原湖泊的电网设备，还要进行特殊的飞行航巡。
[0004]现有的输电线路在线视频监测系统对输电线路进行巡视时，有如下三个方面的问题。
[0005]电源问题不易解决:输电线路通道大多地处偏远，没有适合监控前端设备使用的低压电源。大多数厂家的监测装置一般安装在杆塔上，供电电源采用了太阳能板与蓄电池的组合电源，或太阳能和风力混和充电模式。但是，其输电线路在线视频监测系统的供电系统均存在弊端，太阳能供电系统的太阳能光伏发电的转换效率低、光伏发电需要很大的面积、所需光照要求条件高；风能供电系统采用的是机械结构，必须有足够的风能和庞大的风机才能产生足够的能源，在安装和后期维护方面有诸多不便因素。因此，常见的太阳能、风能等供电方式受气候条件影响大、稳定性差，体积大，安装和维护困难。
[0006]通讯传输问题:没有可以传输图像和视频的宽带传输通道。国内输电线路在线监测技术的研发是在GSM网络普及之后，远程通信传输方式主要是使用公用的移动无线通信网络传输，通过GPRS、CDMA网络传输现场图片信息。随着3G网络的普及，也实现了现场的视频信号回传。在实际的运行过程中，这些输电线路远程监控设备存在诸多问题，如没有稳定可靠的通信传输通道:目前常用的2G和3G通信方式都是基于各大移动蜂窝网络运营商提供的通信服务，其通信带宽小，延迟大，网络不稳定，而且采用公网通信存在一定的安全隐患，在某些偏远的山区，还会存在无2G和3G网络的情况；图像视频质量较差:由于通信通道的带宽限制，目前常见的视频分辨率为CIF(352X288)，分辨率再高就难以流畅观看，低分辨率的视频不能真实反映现场情况，难以满足现场监控的需求，无法替代人工巡检；视频分析识别能力差:分辨率低的情况下，图像过于模糊，所以很难达到真正的视频智能分析效果，而且目前的视频分析系统大多是集成在监控后台上，当通信出现中断时便无法实现预警功能，当监控点较多时，还存在视频服务器的处理能力不足等问题。
[0007]监控前端自动图像识别问题:监控前端设备需要自动对输电线路有可能存在的各种问题进行识别判断，例如线路覆冰厚度超过警戒要求、绝缘子闪络、输电杆塔下的非法作业等。
【发明内容】
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高压输电线路状态监测系统，采取高压感应取电方式供电、无线和光纤的方式传输通信、监控前端智能识别，有效改善了传统方式带来的问题，其供电稳定、通信安全、具有较好地扩展性。
[0009]为了达到上述目的，本发明的技术方案是:一种高压输电线路状态监测系统，包括高压感应取电装置、视频监控装置、通信装置、视频监控服务器和后台监控中心，视频监控装置、通信装置分别与高压感应取电装置相连接，视频监控装置通过通信装置与视频监控服务器相连接，视频监控服务器与后台监控中心相连接；所述通信装置包括光纤型通信装置和远程无线通信装置，光纤型通信装置设置在光纤接入点，远程无线通信装置设置在无线节点；高压感应取电装置、视频监控装置、光纤型通信装置、远程无线通信装置均设置在杆塔附近的高压输电线路上。
[0010]所述高压感应取电装置利用高压输电线路感应进行取电，包括等效取能线圈、整流稳压模块、过流保护模块、负载匹配模块，等效取能线圈的输出端与整流稳压模块的一端相连接，整流稳压模块的另一端与过流保护模块的一端相连接，过流保护模块的另一端与负载匹配模块的一端相连接，负载匹配模块的另一端与负载相连接。
[0011]所述高压感应取电装置还包括功率检测模块和负载匹配控制模块，功率检测模块的一端与负载相连接，功率检测模块的另一端与负载匹配控制模块的一端相连接，负载匹配控制模块的另一端与负载匹配模块相连接。
[0012]所述视频监控装置主要包括电源控制单元、云台控制单元、图像采集装置、红外测温装置、红外夜视装置、远程控制单元、存储器和数据传输模块。
[0013]所述视频监控服务器上设有视频分析模块，视频分析模块包括图像对比单元、异常判断单元和报警单元。
[0014]所述图像对比单元对背景图像进行背景建模，背景建模法采用改进的混合高斯模型，利用像素局部邻域之间的相关性，采用每一个像素点及其邻域组成的集合作为特征矢量来描述图像。
[0015]所述背景建模法包括基于像素亮度特征的方法、基于块特征的方法和背景建模保持的方法。
[0016]所述光纤型通信装置包括OPGW光纤接续盒、数据路由器、wifi通讯模块和太阳能充电管理模块，OPGW光纤接续盒、wifi通讯模块、太阳能充电管理模块分别与数据路由器相连接；所述远程无线通信装置包括天线发射模块、射频收发模块、基带数据处理模块、数据接入接口和电源模块。
[0017]本发明利用高压感应取电装置为视频监测装、通信装置提供电源，供电稳定可靠、输出功率大；通信装置光纤网络为主干网，通过远程无线通信装置实现无阻挡监控点的接入，其采用专用通信通道，高带宽，安全可靠，无后期通信费用，且可以实现高清视频的实时传输；视频监控装置可以采集高清、清晰的视频、图像。本发明可以实时监控输电线路，保证了电力输电线路的安全运行，提高了输电系统的稳定性；视频监控服务器可以智能分析判断输电线路附近的危险，及时通知工作人员排除险情；且本发明高压感应取电装置体积小、安装方便，通信安全、费用小，绿色环保、对环境影响小。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的原理框图。
[0019]图2为本发明的结构示意图。
[0020]图3为高压感应取电装置的原理框图。
[0021]图4为高压感应取电装置一次电流与输出功率关系曲线。
[0022]图5为光纤型通信装置的原理框图。
[0023]图6为远程无线通信装置的原理框图。
[0024]图7为通信装置的网络结构图。
【具体实施方式】
[0025]下面通过附图和实施例具体描述一下本发明。
[0026]一种高压输电线路状态监测系统，如图1和图2所示，包括高压感应取电装置1、视频监控装置2、通信装置、视频监控服务器3和后台监控中心4，视频监控装置2、通信装置分别与高压感应取电装置I相连接，视频监控装置通过通信装置与视频监控服务器相连接，视频监控服务器3与后台监控中心4相连接；所述通信装置包括光纤型通信装置5和远程无线通信装置6，光纤型通信装置5设置在光纤接入点，远程无线通信装置6设置在无线节点。如图2所示，高压感应取电装置1、视频监控装置2、光纤型通信装置5、远程无线通信装置6设置在杆塔附近的高压输电线路上。最后，光纤型通信装置5、远程无线通信装置6通过光缆接线盒7将采集的视频信息传送到视频监控服务器3。
[0027]高压感应取电装置I利用高压输电线路感应进行取电，包括等效取能线圈、整流稳压模块、过流保护模块、负载匹配模块，如图3所示。等效取能线圈的输出端与整流稳压模块的一端相连接，整流稳压模块的另一端与过流保护模块的一端相连接，过流