CN103488140B - 一种输电线路在线巡视系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种输电线路在线巡视系统,包括光纤通信子系统、后台监控主机子系统和逐塔配置的杆塔终端子系统,所述杆塔终端子系统包括测量单元、终端主机、供能单元以及光网络单元,所述测量单元用于执行输电线路中监测数据的采集,所述终端主机完成监测数据的汇聚、预处理与上传并接收后台监控主机子系统发出的命令来控制各单元,所述供能单元通过终端主机的继电器出口给测量单元和光网络单元设备供能,每杆塔处的杆塔终端子系统采集的监测数据通过光网络单元与每杆塔处接续引下的光单元相连,从而接入光纤通信子系统中,所述后台监控主机子系统负责监测数据的存储、分析查询与告警等功能,并通过光纤通信子系统与各杆塔终端子系统进行通信。

Description

一种输电线路在线巡视系统
技术领域
[0001] 本发明属于电力技术领域,更具体地,涉及一种输电线路在线巡视系统。
背景技术
[0002] 随着电力系统的发展,目前我国的高压输电线路的总长度不断增加,覆盖范围不断扩大,为保证输电线路及其设备的安全,电力系统输电线路日常巡视一个重要环节。但高压输电线路人工巡视工作量强度大、巡视成本高,且在复杂地理环境、恶劣气候条件下将大大增加人工巡视的难度;直升机巡视虽然可提高巡线效率,但其对气候条件、地理环境要求严格,且存在飞行安全隐患。另外,无论是人工巡视还是直升机巡视,一方面定期巡视造成的巡视过度或漏失往往引起经济损失或运行可靠性降低,另一方面其无法随时监视输电线路的状态。
[0003] 近年来,针对输电线路运行状态在线监测已开展了多方面的研究工作,主要包括电气类监测、机械类监测和运行环境监测等类型。但这些状态监测系统受限于特定的监测目标,监测手段有限,难以全面准确地反映线路运行状态,不能满足线路巡视的要求,且功能扩展困难;另一方面,这些监测系统受制于GPRS或CDMA信息通信技术,存在传输数据容量小,安全可靠性差等缺点,也不能满足线路巡视所需状态量的实时监测要求。由于这些线路状态监测系统与输电线路日常巡视等任务脱节,利用率不高,经济效益较低。
[0004] 因此,需要结合电力部门输电线路日常巡视的实际需求,寻找一种自动巡视的输电线路在线巡视系统。
发明内容
[0005] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种输电线路在线巡视系统,其目的在于实现输电线路的自动在线巡视,由此根据输电线路日常巡视等内容并以状态全景监视为目标设计开发杆塔终端子系统、监控主机子系统,并构建满足每杆塔可见光视频图像、红外图像等海量信息安全可靠传输的光纤通信子系统。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供了一种输电线路在线巡视系统,包括:光纤通信子系统、后台监控主机子系统和逐塔配置的杆塔终端子系统,所述杆塔终端子系统包括测量单元、终端主机、供能单元以及光网络单元,所述测量单元用于执行输电线路及其设备指定位置的可见光视频图像、红外图像等监测数据的采集,所述终端主机完成监测数据的汇聚、预处理与上传并接收后台监控主机子系统发出的命令来控制各单元,所述供能单元通过终端主机的继电器出口给测量单元和光网络单元等设备供能,每杆塔处的杆塔终端子系统采集的监测数据通过光网络单元与每杆塔处接续引下的光单元相连,从而接入光纤通信子系统中,所述后台监控主机子系统负责监测数据的存储、分析查询与告警等功能,并通过光纤通信子系统与各杆塔终端子系统进行通信。
[0007] 本发明所提供的上述在线巡视系统可充分利用现有的光纤通信设备如光纤复合架空地线光单元,根据日常巡视内容,通过布置于每杆塔上的杆塔终端子系统对输电线路及其设备指定位置进行监视,结合模块化设计的后台监控主机系统,可替代实现自动在线巡视。
[0008] 优选地,所述光纤通信子系统由光纤复合架空地线的T接引下设备与以太网无源光网络设备形成,所述光纤复合架空地线的T接引下设备实现每杆塔处光纤复合架空地线光单元的T接引下,所述以太网无源光网络设备采用光线路终端级联方式组网,由沿线布置的光线路终端、布置于每杆塔处的光网络单元、和无源分光器组成,杆塔终端子系统的监测数据接入布置于每杆塔处的光网络单元,光网络单元通过无源分光器与利用T接引下技术的光纤复合架空地线光单元相连,从而接入所述光纤通信子系统。
[0009] 通过上述方案,每杆塔处的可见光视频图像、红外图像等监测数据可接入光纤通信网,并通过光线路终端级联的方式实现任意长度输电线路下杆塔终端与后台监控主机子系统的可靠通信。
[0010] 优选地,所述在线巡视系统还包括监控子机子系统,各杆塔终端的监测数据通过基于光纤复合架空地线的T接引下技术与以太网无源光网络技术形成的光纤通信子系统传输至布置于各变电站的监控子机子系统,监控子机子系统实现监测数据的接收、数据的存储与分析、数据的查询与告警、系统管理与配置功能;经过加工分析后的监测数据,再通过SDH电力专网传输至后台监控主机子系统;后台监控主机子系统可浏览各监控子机子系统的数据,并可对缺陷事故数据进行存储与分析。
[0011] 通过上述方案,可实现整个区域输电线路海量监测数据的分布式存储与分析,减少系统所需SDH电力专网的资源,每条输电线路各杆塔处采集的视频图像等监测数据可就近在监控子机子系统上进行处理,使得在线巡视系统更加实用并易于部署。
[0012] 优选地,所述后台监控主机子系统由数据存储与分析模块、数据查询与告警模块、系统管理与配置模块、远程监视与控制模块以及通信接口组成,所述数据存储与分析模块实现监测数据的存储与分析,所述数据查询与告警实现对监测数据的实时查询与分级告警,所述系统管理与配置实现对杆塔终端子系统中各设备的注册、监视以及信息安全防护,所述远程监视与控制主要实现对各杆塔终端子系统中各设备的控制,所述通信接口用于所述后台监控主机子系统接入所述光纤通信子系统。
[0013] 通过上述方案,能实现后台监控主机子系统的模块化,分析模块可根据实际需求进行迭代开发,能最大程度实现输电线路及其设备的智能在线巡视。
[0014] 优选地,所述杆塔终端子系统还包括电源控制器;所述测量单元具体包括球型摄像机、枪式摄像机、红外热像仪、一体化微气象系统;所述供能单元具体包括太阳能电池板和蓄电池,所述太阳能电池板和蓄电池接入电源控制器,电源控制器的出口接入所述终端主机,终端主机中的各继电器出口分别为所述杆塔终端子系统中的各设备供电;所述测量单元中的各测量设备分别完成相应监测量的采集并将数据上传给终端主机,终端主机对上传的数据进行预处理后通过光网络单元接入光纤通信子系统。
[0015] 此设计可对各测量设备电源进行关启控制,各设备相对独立,结合具体的杆塔类型,杆塔终端主机箱可放置于杆塔底部方便不停电检修与调试,各测量设备可根据巡视要求放置于杆塔合适位置,从而实现在线巡视所需监测量的可靠采集。
[0016] 总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,由于其独特的总体设计以及开发的相应杆塔终端子系统、光纤通信子系统以及后台监控主机子系统,能够取得下列有益效果:整个系统由杆塔终端子系统、光纤通信子系统和后台监控主机子系统所构成,逐塔布置的杆塔终端子系统可根据巡视要求采集每杆塔处输电线路及其设备指定位置的可见光视频图像、红外图像等监测数据,基于光纤复合架空地线的T接引下技术和以太网无源光网络技术形成的光纤通信子系统可保证每杆塔处的海量监测数据的可靠传输,模块化设计的后台监控主机子系统完成数据的存储与分析等。整个系统可自动的实现输电线路的日常巡视等内容。
附图说明
[0017]图1是本发明所提出一种输电线路在线巡视系统的结构示意图;
[0018]图2是本发明一个优选实施例所构建的输电线路在线巡视系统示意图;
[0019]图3是本发明另一个优选实施例所构建的输电线路在线巡视系统示意图;
[0020]图4是本发明所提出的输电线路在线巡视系统中杆塔终端子系统的结构示意图;
[0021]图5是本发明所提出的输电线路在线巡视系统中后台监控主机子系统的结构示意图;
[0022]图6是本发明所提出的输电线路在线巡视系统中杆塔终端子系统的结构示意图。
具体实施方式
[0023] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0024] 如图1所示为本发明所提出的输电线路在线巡视系统的结构示意图。所述巡视系统主要由光纤通信子系统、后台监控主机子系统和逐塔配置的杆塔终端子系统,所述杆塔终端子系统包括测量单元、终端主机、供能单元以及光网络单元,所述测量单元用于执行输电线路及其设备指定位置的可见光视频图像、红外图像等监测数据的采集,所述终端主机完成监测数据的汇聚、预处理与上传并接收后台监控主机子系统发出的命令来控制各单元,所述供能单元通过终端主机的继电器出口给测量单元和光网络单元等设备供能,每杆塔处的杆塔终端子系统采集的监测数据通过光网络单元与每杆塔处接续引下的光单元相连,从而接入光纤通信子系统中,所述后台监控主机子系统负责监测数据的存储、分析查询与告警等功能,并通过光纤通信子系统与各杆塔终端子系统进行通信。
[0025] 所述在线巡视系统的结构可充分利用现有的光纤复合架空地线光单元,通过布置于每杆塔上的杆塔终端子系统可对输电线路及其设备进行监视,结合后台监控主机系统,实现自动在线巡视。
[0026] 如图2所示在线巡视系统在监视范围较小时采用杆塔终端-后台监控主机子系统架构。此时输电线路在线巡视系统主要由后台监控主机子系统、光纤通信子系统和杆塔终端子系统构成。所述光纤通信子系统由光纤复合架空地线的T接引下设备与以太网无源光网络设备形成,所述光纤复合架空地线的T接引下设备实现每杆塔处光纤复合架空地线光单元的T接引下,所述以太网无源光网络设备采用光线路终端级联方式组网,由沿线布置的光线路终端、布置于每杆塔处的光网络单元、和无源分光器组成,杆塔终端子系统的监测数据接入布置于每杆塔处的光网络单元,光网络单元通过无源分光器与利用T接引下技术的光纤复合架空地线光单元相连,从而接入所述光纤通信子系统。
[0027] 后台监控主机子系统通过光线路终端接入光纤通信子系统,保证与各杆塔终端子系统的可靠通信。此种系统架构方案可方便快捷实现高压输电线路的全线在线巡视。
[0028] 如图3所示在线巡视系统在监视范围较大时采用杆塔终端-监控子机子系统-后台监控主机子系统架构方案。此时各杆塔终端的监测数据通过基于光纤复合架空地线的T接引下技术与以太网无源光网络技术形成的光纤通信子系统传输至布置于各变电站的监控子机子系统,监控子机子系统实现监测数据的接收、数据的存储与分析、数据的查询与告警、系统管理与配置功能;经过加工分析后的监测数据,再通过SDH电力专网传输至后台监控主机子系统;后台监控主机子系统可浏览各监控子机子系统的数据,并可对缺陷事故数据进行存储与分析。此架构方案充分考虑到海量监测数据的传输需求,可实现整个区域输电线路的在线巡视。
[0029] 如图4所示,输电线路在线巡视系统杆塔终端主要由测量单元、终端主机、光纤通信接口以及供能单元组成。测量单元主要实现线路可见光视频图像、关键点红外温度、杆塔周边安全环境以及微气象的监测,即可视监控、红外成像、红外感知以及微气象监测功能。终端主机主要实现对各测量单元的控制、监测数据的前端分析、监测数据的输出以及后台主机命令的接收处理,所述通信接口用于所述后台监控主机子系统接入所述光纤通信子系统。具体地,可接入所述以太网无源光网络系统中的光线路终端设备。功能实现上,可视监控功能由一台球型摄像机和一台枪式摄像机完成,红外成像功能由一台在线型红外热成像仪完成,枪式摄像机和红外热成像仪装设在同一云台上并安放于杆塔的塔头部分。球型摄像机同样安放于杆塔的塔头部分,并与云台分置于杆塔的两侧。气象监测功能由一体化微气象系统完成,红外感知功能由数个微波被动红外复合探测器完成。所有测量设备均接入杆塔终端主机箱(含杆塔终端主机、蓄电池、电源控制器和光网络单元)。杆塔终端主机箱、微气象系统安装在距离杆塔的下横担直线距离3米左右,并固定在一体式可移动支架上。红外复合探测器安装在铁塔腿部角钢上。另有安放于铁塔中部横担下方的空旷处的太阳能电池板,与主机箱体内的电源控制器相连。云台、红外热成像仪等设备采用分时控制启动方法,避免设备瞬时启动时总电流过大。
[0030] 如图5所示后台监控主机子系统的主要组成模块包括数据存储与分析、数据查询与告警、系统管理与配置、远程监视与控制以及通信接口。数据存储与分析模块主要实现海量监测数据的存储与分析,数据查询与告警主要实现对监测数据的实时查询与分级告警,系统管理与配置主要实现对杆塔终端子系统中各设备的注册、监视以及信息安全防护,远程监视与控制主要实现对各杆塔终端子系统中各设备的控制,如对球型摄像机、枪式摄像机的上/下/左/右/变倍/变焦控制等,所述通信接口用于所述后台监控主机子系统接入所述光纤通信子系统。此种设计既能实现后台监控主机子系统的模块化,同时可以最大程度实现对输电线路及其设备进行在线巡视的目的。
[0031] 其中,后台监控主机子系统存储容量SS主要由视频图像监测数据决定,微气象监测数据等的大小可以忽略不计,计算如式(I)所示。
[0032] SS=kXbi Xb2X (T2X V^N1 XN2XN3Xm) (I)
[0033] 式中,k为监测数据的存储时长,单位为天;bl为接入后台监控主机子系统的杆塔终端数,b2为每个杆塔终端的摄像头数量;T2为摄像头每天的工作时长,Vl为视频码流,单位为kbps ;N1为云台预置位个数;N2为每云台预置位拍摄图片数量;N3为每天云台启动转动次数;m为每幅图片的大小。
[0034] 如图6所示为所述在线巡视系统杆塔终端设备的硬件构成图。主要由杆塔终端主机箱(含杆塔终端主机、电源控制器、蓄电池和光网络单元)、各测量设备(含球型摄像机、枪式摄像机、红外热像仪、一体化微气象系统等)和太阳能电池板,太阳能电池板和蓄电池接入电源控制器,电源控制器的出口接入杆塔终端主机,杆塔终端主机中的各继电器出口分别为各设备供电。所述测量单元中的各测量设备分别完成相应监测量的采集并将数据上传给杆塔终端主机,杆塔终端主机对上传的数据进行预处理后通过光网络单元接入光纤通信网。此种硬件设计可对各测量设备电源进行关启控制,各设备相对独立,结合具体的杆塔类型,杆塔终端主机箱可放置于杆塔底部方便不停电检修与调试,各测量设备可根据表一的监视位置放置于杆塔合适位置,从而实现在线巡视所需监测量的可靠采集。
[0035] 蓄电池的容量计算和太阳能电池板的方阵设计需要根据杆塔终端设备的功耗等条件计算,而这又和各设备的工作模式有关。杆塔终端主机需要时刻监视各设备运行状态并接收由光网络单元转发的后台主机控制命令,因此杆塔终端设备中的杆塔终端主机、光网络单元、电源控制器为全天24小时持续工作,而球型摄像机、枪式摄像机、红外热成像仪、一体化微气象系统和红外复合探测器等设备的工作模式需结合供电手段以及巡视任务来综合考虑。
[0036] 一般而言,巡视任务要求监视的位置包括输电线路绝缘子、绝缘横担及金具等,但不要求全天24小时对这些位置进行持续监视。考虑到枪式摄像机与红外热成像仪装设在同一云台,每次开始监视时,云台都会启动和转动至预置位,需计入杆塔终端子系统的日平均耗电量。枪式摄像机与红外热成像仪一天内的工作时长相等,需加入这二者的日平均耗电量。球型摄像机的工作与枪式摄像机的工作类似,不过仅在晚上工作,因此,其工作时长可认为是枪式摄像机工作时长的一半。
[0037] 由此可确定杆塔终端日平均耗电量Q,可由式(2)计算得出。
[0038] Q=A1 X T1+(Α2+Α3+Α4+0.5 X A5) X T2+P5+P6 (2)
[0039] 式中,云台转动或启动的电流为A1,一天中云台转动或启动的总时间为T1;云台待机时电流为A2,一天总待机时间为Τ2。红外热像仪和枪式摄像机启动时的瞬时功耗可以忽略不计,红外热像仪工作电流为A3,一天中红外热像仪运行时间约为Τ2。枪式摄像机的工作电流为A4,一天中枪式摄像机的运行时间约为Τ2。球型摄像机白天不工作,晚上工作时间约为0.5*Τ2,最大工作电流为Α5。杆塔终端主机需要全天24小时工作,其功耗为P5,光网络单元同样需要全天24小时工作,其功耗为Ρ6。一体化微气象系统等设备的功耗可忽略不计。
[0040] 根据Q可计算得出蓄电池的容量和确定太阳能电池板方阵设计方案。
[0041] 以下为本发明中一种构建所述结合实施例对依据本发明的输电线路在线巡视系统的设计构建方法进行更加详细的说明。
[0042] 第I步:根据具体电力部门的输电巡维类标准化作业指导书的要求确定输电线路在线巡视系统的主要功能,并结合实际情况配置典型状态监测功能。主要包括:(1)基于杆塔的可视监控,通过杆塔周边环境及杆塔附近主要设施的在线视频监控,基本实现输电线路巡视的主要作业项目;(2)基于杆塔的红外成像,实现输电线路的红外测温监测功能,监测内容包括杆塔处合成绝缘子、接续金具等部位;(3)杆塔周边环境安全监测,通过杆塔周边环境的红外感知,实现杆塔周边环境及异常状况的安全监测;(4)基于杆塔的气象监测,通过杆塔处的微气象系统,实现输电线路所处环境的温度、湿度、风速、风向、雨量等气象参数的监测。
[0043] 第2步:计算输电线路在线巡视系统所需最大光纤传输带宽,验证基于以太网无源光网络的光纤通信子系统有效性。
[0044] Bff=G1Xb1X Cb2XV^Bff1) (I)
[0045] 式中,BW为所需的最大光纤通信带宽;ei为有效系数,主要由报文格式决定,输电线路在线巡视系统的报文格式参照输电线路状态监测的有关行业标准,此处取为1.1 ;bi为接入后台监控主机子系统的杆塔终端数,此处取典型值30 ;b2为每个杆塔终端的摄像头数量,由于每个杆塔终端设备含I个枪式摄像机、I个球型摄像机和I个红外热像仪,故132取为3 J1为视频码流,此处取典型值140kbps AW1为每杆塔终端其他监测数据(微气象等)传输所需带宽,此处取典型值15kbps。
[0046] 则输电线路在线巡视系统所需最大光纤传输带宽为14.02Mbps,基于以太网无源光网络的光纤通信子系统完全可满足此条件。
[0047] 第3步:根据输电线路在线巡视系统的监视位置选配合适的测量设备并确定具体安装位置。
[0048] 第4步:根据杆塔终端工作模式,并结合供电技术手段确定蓄电池容量。
[0049] 云台转动或启动的电流为AF6A,一天中云台转动或启动的总时间为!\360s ;云台待机时电流为A2=0.2A,一天总待机时间为T2。则云台一天的功耗P1如式(2)所示。
[0050] P1=A1XVA2XT2= (0.6+0.2XΤ2) Ah (2)
[0051 ] 红外热像仪和枪式摄像机启动时的瞬时功耗可以忽略不计,红外热像仪工作电流为A3=0.5Α,一天中红外热像仪运行时间约为Τ2。则红外热像仪一天的功耗P2如式(3)所不O
[0052] P2=A3 X T2= (0.5 X T2) Ah (3)
[0053] 枪式摄像机的工作电流为A4=0.5Α,一天中枪式摄像机的运行时间约为Τ2。则枪式摄像机一天的功耗P3如式(4)所示。
[0054] P3=A4 X T2= (0.5 X Τ2) Ah (4)
[0055] 球型摄像机白天不工作,晚上工作时间约为0.5*Τ2,最大工作电流为Α5=3.5Α。则球型摄像机一天的功耗P4如式(5)所示。
[0056] P4=0.5 XA5X T2= (1.75 X T2) Ah (5)
[0057] 杆塔终端主机需要全天24小时工作,其功耗为P5=1Ah,光网络单元同样需要全天24小时工作,其功耗为P6=10Ah。一体化微气象系统等设备的功耗可忽略不计。则杆塔终端设备日平均功耗计算公式如(6 )所示。
[0058] Q=A1 X T1+ (A2+A3+A4+0.5 X A5) X T2+P5+P6= (20.6+2.95 X T2) Ah (6)
[0059] 蓄电池的容量BC可根据式(7)计算得出。
[0060] BC=AX QX NlX T0/Cc (7)
[0061] 安全系数A可取为1.3,最长连续阴雨天数队取为4,温度修正系数T。取为1,蓄电池放电深度Ce取为0.7。当T 2取为4时,即视频监控和红外测温每天工作有效时间为4小时,Q=32.4Ah,BC=240.7Ah ;当T2取为2时,即视频监控和红外测温每天工作有效时间为2 小时,Q=26.5Ah,BC=196Ah。
[0062] 考虑到巡视任务的要求,以及目前蓄电池的技术水平,杆塔终端设备蓄电池的容量确定为BC=196Ah,视频监控和红外测温每天工作有效时间为2小时。杆塔终端设备的日平均功耗Q=26.5Ah。
[0063] 第5步:根据杆塔终端工作模式和蓄电池容量,确定太阳能电池板方阵设计方案。
[0064] 140W典型太阳能板电池组件的最佳工作电流I。。为8.14A,最佳工作电压为U。。为17.2V,标准光强(1000W/m2)下的平均日辐射实数的系数H取为3.5。
[0065] 要想确定太阳能电池板的总功率以及太阳能板电池组件的并联数和串联数,首先需要确定太阳能电池组件日发电量Qp,如式(8 )所示。
[0066] Qp=1cXHXKopXCz (8)
[0067] 式中,I。。为太阳能电池组件的最佳工作电流为标准光强(1000W/m2)下的平均日辐射实数的系数Acip为斜面修正系数,此处取为0.885 ;C z为修正系数,主要为组合、衰减、灰尘、充电效率等的损失,一般取为0.8。则可计算出Qp等于20.2Ah。
[0068] 太阳能电池板方阵中太阳能电池组件的串联数队可根据式(9 )计算得出。
[0069] Ns=Ur/Uoc= (Uf+UD+Uc) /Uoc (9)
[0070] 式中,Ur为太阳能电池方阵输出最小电压;U。。为太阳能电池组件的最佳工作电压,;Uf为蓄电池的浮充电压,取为14V;UD为二极管压降,一般取为0.7V ;UC为其他因素引起的压降,此处取为IV。则Ns=0.91 ^ 10
[0071] 太阳能电池板方阵中太阳能电池组件的并联数Np可根据式(10)计算得出。即太阳能电池板方阵不仅供杆塔终端设备使用,还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损电量。
[0072] Np=(Bcb+NwXQ)/(QpXNw) (10)
[0073] 式中,凡为两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数,取为2*Nl;Qp为太阳能电池组件日发电量;ΒΛ为最长连续阴雨天数内需补充的蓄电池容量,B a=AXQX队。则Np= (1.3X26.5X4+2X4X26.5)/(20.2X2X4) =2.16
[0074] 故太阳能电池方阵总功率Ps可由式(11)计算得出。
[0075] Ps=P0XNsXNp (11)
[0076] P。为太阳能电池板的组件功率,则P S=302W。
[0077] 实际中,太阳能电池板方阵可设计为两个150W的太阳能电池板组件并联使用。
[0078] 第6步:根据杆塔终端工作模式,确定后台监控主机子系统的存储容量。
[0079] 存储容量SS主要由视频图像监测数据决定,微气象监测数据等的大小可以忽略不计,计算如式(12)所示。
[0080] SS=kXbiXb2X (T2XV^N1 XN2XN3Xm) (12)
[0081] 式中,k为监测数据的存储时长,单位为天^为接入后台监控主机子系统的杆塔终端数,b2S每个杆塔终端的摄像头数量;T2为摄像头每天的工作时长,V1为视频码流,单位为kbps A为云台预置位个数;N2为每云台预置位拍摄图片数量;N3为每天云台启动转动次数;m为每幅图片的大小。
[0082] 为有效观测输电线路状态在一年中的变化情况,k对应13个月的时长;bl取为30 ;由于每个杆塔终端设备含I个枪式摄像机、I个球型摄像机和I个红外热像仪,故b2取为3 ;根据步骤4,T2取为2小时;V1取为140kbps ;考虑巡视任务需求,NI取为12,N3取为10,N2取为2 ;根据实测值,m取为300KB。代入式(12)可计算得出SS=6.5TB。
[0083] 因此,利用3块3T的硬盘组成RAID5进行监测数据的存储。
[0084] 第7步:根据输电线路在线巡视的主要功能,并利用前述确定的蓄电池容量、太阳能电池板方阵设计方案以及后台监控主机子系统存储容量,构成杆塔终端设备与后台监控主机子系统,结合光纤通信子系统形成输电线路在线巡视系统。
[0085] 本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种输电线路在线巡视系统,其特征在于,包括:光纤通信子系统、后台监控主机子系统和逐塔配置的杆塔终端子系统,所述杆塔终端子系统包括测量单元、终端主机、供能单元以及光网络单元,所述测量单元用于执行输电线路及其设备指定位置的可见光视频图像、红外图像监测数据的采集,所述终端主机完成监测数据的汇聚、预处理与上传并接收后台监控主机子系统发出的命令来控制各单元,所述供能单元通过终端主机的继电器出口给测量单元和光网络单元设备供能,每杆塔处的杆塔终端子系统采集的监测数据通过光网络单元与每杆塔处接续引下的光单元相连,从而接入光纤通信子系统中,所述后台监控主机子系统负责监测数据的存储、分析查询与告警功能,并通过光纤通信子系统与各杆塔终端子系统进行通信,其中: 所述光纤通信子系统由光纤复合架空地线的T接引下设备与以太网无源光网络设备形成,所述光纤复合架空地线的T接引下设备实现每杆塔处光纤复合架空地线光单元的T接引下,所述以太网无源光网络设备采用光线路终端级联方式组网,由沿线布置的光线路终端、布置于每杆塔处的光网络单元、和无源分光器组成,杆塔终端子系统的监测数据接入布置于每杆塔处的光网络单元,光网络单元通过无源分光器与利用T接引下技术的光纤复合架空地线光单元相连,从而接入所述光纤通信子系统。
2.如权利要求1所述的在线巡视系统,其特征在于,所述在线巡视系统还包括监控子机子系统,各杆塔终端的监测数据通过基于光纤复合架空地线的T接引下技术与以太网无源光网络技术形成的光纤通信子系统传输至布置于各变电站的监控子机子系统,监控子机子系统实现监测数据的接收、数据的存储与分析、数据的查询与告警、系统管理与配置功能;经过加工分析后的监测数据,再通过SDH电力专网传输至后台监控主机子系统;后台监控主机子系统可浏览各监控子机子系统的数据,并可对缺陷事故数据进行存储与分析。
3.如权利要求1或2所述的在线巡视系统,其特征在于,所述后台监控主机子系统由数据存储与分析模块、数据查询与告警模块、系统管理与配置模块、远程监视与控制模块以及通信接口组成,所述数据存储与分析模块实现监测数据的存储与分析,所述数据查询与告警实现对监测数据的实时查询与分级告警,所述系统管理与配置实现对杆塔终端子系统中各设备的注册、监视以及信息安全防护,所述远程监视与控制主要实现对各杆塔终端子系统中各设备的控制,所述通信接口用于所述后台监控主机子系统接入所述光纤通信子系统。
4.如权利要求1或2所述的在线巡视系统,其特征在于,所述杆塔终端子系统还包括电源控制器;所述测量单元具体包括球型摄像机、枪式摄像机、红外热像仪、一体化微气象系统;所述供能单元具体包括太阳能电池板和蓄电池,所述太阳能电池板和蓄电池接入电源控制器,电源控制器的出口接入所述终端主机,终端主机中的各继电器出口分别为所述杆塔终端子系统中的各设备供电;所述测量单元中的各测量设备分别完成相应监测量的采集并将数据上传给终端主机,终端主机对上传的数据进行预处理后通过光网络单元接入光纤通信子系统。
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