CN104869355A - 基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明旨在解决现有技术中存在的缺陷，通过一套基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统及其安装方法来配置。为达到所述目的，本发明包括系统前端和系统后端，所述系统前端包括高压感应取电装置、视频监控装置、智能化通信装置三部分整合在一起的节点，所述系统后端为视频监控服务器主机。本发明的有益效果：通过研发的基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统及其安装方法根据实验需求，穿过在线绝缘监测装置的互感器，以使在线绝缘监测装置能够感应到接地电流，继而判断在线绝缘监测装置是否能够正常工作并告警选线。

Description

基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种用于电网的设备，更特定言之，本发明涉及基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统及其安装方法。

背景技术

无线电能传输(Wireless Power Transmis—sion，WPT)是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。随着科技的发展和生活水平的提高，手机、笔记本电脑、电动牙刷等需要移动的电器越来越多地走进了居民日常生活，而这些设备的有线充电给人们造成了诸多不便。在石油和采矿等工业生产领域，由于特殊的现场作业条件，难以依靠架设电线的传统方式供电。在电力输送方面，山头的基站、孤立的岛屿等特殊的地段，传统的输电方式也很难满足其供电需求。因此，发展无线电能传输技术的重要性日益凸显出来，它被美国《技术评论》杂志社评定为未来十大科研方向之一。

无线输电大致可分为：电磁感应式、电磁辐射式和电磁共振式。电磁感应式传输距离近、效率低，发电机、电动机的定转子之间的能量传递就是利用此原理，传输距离为毫米级；电磁辐射式传输距离远，但如果是全方向性辐射，传输电能的效率会十分低，而如果是定向辐射，要具有不间断可视的方位和十分复杂的追踪仪器设备，其研制难度很大；电磁共振式，即我们主要研究的磁耦合谐振式输能技术，是对感应式的突破，可以在几米的范围内实现高效能量传输，一旦取得突破将改变人们的用电方式，其应用前景非常好。

磁耦合谐振式能量传输技术思路最早由MIT于2006年提出，于2007年得到了初步实验验证，实验结果发表在了《Science))杂志。该项技术本质上依靠磁场传递能量，它通过谐振线圈间磁场的耦合，借助发射和接收线圈产生的共振实现能量的无线传输。此项技术可以在米级距离传输较大功率的能量，同时具有穿越非导磁性障碍物、对相对位置要求较低等突出优点。

现有技术中我们所采用的无线传能方案是采用高压感应取电技术，再采用谐振技术把能源传输到2—3米外的输电杆塔上，为安装在输电杆塔上的设备供电。现已完成初步研发，有极为广阔的应用前景。但是为了确保该设备的稳定

输电线路在线监测系统是伴随着太阳能和无线通信技术发展起来的，国内输电线路在线监测技术的研发是在GSM网络普及之后，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。系统由三部分组成，分别是视频监控装置，智能化通信装置和视频监控平台。视频监控装置具备远程受控视频信号采集、处理和传输功能：视频监控装置能实时采集工程现场视频信号，经压缩编码等视频信号处理后，通过智能化通信装置传送给监测主站的视频监控平台。但是现有技术中的输电线路在线监测系统受到常见的太阳能、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。在浙江等多阴雨天气地区，太阳能供电很难满足监控设备的运行需要。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的缺陷，通过一套基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统及其安装方法来配置电网。

为达到所述目的，本发明基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统，包括系统前端和系统后端，所述系统前端包括高压感应取电装置、视频监控装置、智能化通信装置三部分整合在一起的节点，所述系统后端为视频监控服务器主机，所述节点顶部为安装在保护罩内的取能线圈，所述取能线圈下端设有连接环，所述连接环上开有辅助取能接口以及通讯接口，所述连接环下方安装有网络球机，网络球机内置网桥，整个节点无棱角，所述节点安装在伸缩支架上，伸缩支架通过数据线路连接到系统后端。

优选的，所述伸缩支架上还设有无线收发装置。无线收发装置可以监控伸缩支架的使用状况。

优选的，所述伸缩支架上设有过线渠，所述过线渠镶嵌在伸缩支架表面，过线渠内部设有滑牙，所述过线渠末端设有卡接扣。由于伸缩支架是设置在户外的，因此这样的结构能确保数据线路受到妥善的保护。

优选的，本发明还包括基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统的安装方法，所述系统前端安装包括以下步骤：

1：先安装固定通信供电装置；

2：安装伸缩支架；

3：首先安装发射到线路工区的节点，对准方向，接上线缆，调试信号，固定好节点；

4：安装发射到两监控前端的节点，对好方向；

5；接好接地线；

6：数据线路的布线，将电缆线在墙壁上规范整齐的捆扎，确保牢固。

优选的，所述节点的安装方法为：

步骤1.数据线路上安装胶块：确保胶块上的平面保持水平，通过绝缘胶带将上下两侧的胶块捆绑在数据线路上；

步骤2.安装球机和感应取电装置：

用绝缘无极绳将设备从连接环所在的法兰处绑好吊起，吊到设备与线路等高，通过夹块将连接环固定在胶块上，并确保连接环保持水平，将连接环上的丝杆拧紧，并且套上弹簧垫圈+双螺母；

步骤3.安装取能线圈：

安装前，确定线圈左右标识，确保上下两半线圈对正整齐，线圈截面间没有杂物，手指触摸无台阶感，然后依次将取能线圈上钢扎带螺丝拧紧，

步骤4.安装网络球机：

将节点上半部分与下半部分合上确保结合处无缝隙，扣上两侧快速搭扣并插上销钉，圆筒两端用刚扎带捆紧，将网桥电缆与取电圆筒上的九芯插座连接；

步骤5.上电调试：

连接上模拟供电设备，打开开关，取电线圈发出轻微的“噗噗”声，可见设备开始运行自检，由线下人员与站内调试人员联系确认信号增益强度在合格范围内并能通过系统后端顺畅的通过网页及软件观看视频及控制网络球机镜头转动；实现完整的监控功能；

步骤6.完成安装：

确认通讯以及画面正常，后即可关闭开关，准备下塔

优选的，安装网络球机时还需要调整内部网桥方位，使之大致朝向接收端；预紧螺丝。

本发明的有益效果是显而易见的：通过研发的基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统及其安装方法给在线绝缘监测装置提供一个适用的直流电源，而在线绝缘监测装置的供电电源及接地线，均与基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统及其安装方法连接在一起，这时在线绝缘监测装置已完全的等同于脱离了站用直流系统；再通过导线连接基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统及其安装方法各个电阻、电容，根据实验需求，穿过在线绝缘监测装置的互感器，以使在线绝缘监测装置能够感应到接地电流，继而判断在线绝缘监测装置是否能够正常工作并告警选线。

附图说明

图1为本发明基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统的节点的结构示意图。

具体实施方式

高压感应取电技术是一种在高压输电线路上利用电力线路周围的辐射电磁场，感应获取能源，为装置自身供电的先进取能技术，是野外电力设备获取能源的一种新型解决方案。采用高压感应取电技术的视频监控装置可直接悬挂安装的高压输电导线上，与导线工作在等电位状态。通信方式采用无线接入技术，无需敷设任何电缆设备，安装方便，可长期免维护运行。

宽带无线自组网接入技术采用5G频段，通信覆盖半径10KM。采用了起源于军事防窃听用途的无线扩频通信(Anti-Jamming)技术，采取网络隔离及网络认证措施；设置有严密的用户口令及认证，防止非法用户入侵；无线局域网设置附加的第三方加密方案，使攻击者难以捕捉到有用的资料，即使信号被盗听也无法理解其中的内容。

相对于有线网络，无线局域网的组建、配置和维护较为容易，可以迅速(数十分钟内)组建起通信链路，实现临时、应急、抗灾通信的目的，而有线通信则需要较长的时间。

对此，本发明主要特点在于利用宽带无线自组网可以较方便地实现高清视频监控，如果监控点位于某变电站10公里之内，就可以直接将视频信号无线传输到变电站或系统后端的监控中心；如果监控点周围10公里半径内有其它宽带通信条件(如：民居家中的宽带网)，可以利用其它通信条件将视频信号传输到系统后端。

整个系统采用分布式的系统架构，C/S体系结构，基于TCP/IP网络平台，整个系统的扩展性和兼容性得到了更高层次的应用。网络视频监控软件支持集群管理系统，通过流式媒体服务器统一管理对视频流的转发；通过管理服务器统一管理用户、监控地点相关信息，管理报警日志及操作日志，并统一记录到后台数据库。可以实现“双机自动备份”的功能，增强了服务器系统的稳定性、可靠性，给予系统持续运行强有力的保障。

以下将参照附图来详尽描述本发明的优选实施方式。如图1所示，本发明基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统，包括系统前端和系统后端，所述系统前端包括高压感应取电装置、视频监控装置、智能化通信装置三部分整合在一起的节点，所述系统后端为视频监控服务器主机，所述节点顶部为安装在保护罩内的取能线圈1，所述取能线圈1下端设有连接环2，所述连接环2上开有辅助取能接口4作为备用电源接口以及监测接口；以及通讯接口5作为额外的通讯连接接口。所述连接环2下方安装有网络球机3，网络球机3内置网桥，整个节点无棱角，所述节点安装在伸缩支架上，伸缩支架通过数据线路连接到系统后端。

宽带无线自组网设备从研发至生产，始终把设备定位于室外恶劣环境下的电信级标准的长期可靠性应用。故从选择高可靠性元件，到选择更科学合理的设计，从精致的生产工艺到周密的稳定性测试，无不严格要求，所以设备在-40℃到+60℃的宽温范围内均可正常使用。

宽带无线自组网设备的环境防护等级高达IEC国际标准组织规定的最严格级别IP68,使得设备可以在各种野外的复杂气象条件下正常工作。

所述伸缩支架上还设有无线收发装置。所述伸缩支架上设有过线渠，所述过线渠镶嵌在伸缩支架表面，过线渠内部设有滑牙，所述过线渠末端设有卡接扣。

所述系统前端安装包括以下步骤：

1：先安装固定通信供电装置；

2：安装伸缩支架；

3：首先安装发射到线路工区的节点，对准方向，接上线缆，调试信号，固定好节点；

4：安装发射到两监控前端的节点，对好方向；

5；接好接地线；

6：数据线路的布线，将电缆线在墙壁上规范整齐的捆扎，确保牢固。

进一步的，所述节点的安装方法为：

步骤1.数据线路上安装胶块：确保胶块上的平面保持水平，通过绝缘胶带将上下两侧的胶块捆绑在数据线路上；

步骤2.安装球机和感应取电装置：

用绝缘无极绳将设备从连接环2所在的法兰处绑好吊起，吊到设备与线路等高，通过夹块将连接环2固定在胶块上，并确保连接环2保持水平，将连接环2上的丝杆拧紧，并且套上弹簧垫圈+双螺母；

步骤3.安装取能线圈1：

安装前，确定线圈左右标识，确保上下两半线圈对正整齐，线圈截面间没有杂物，手指触摸无台阶感，然后依次将取能线圈1上钢扎带螺丝拧紧，

步骤4.安装网络球机3：

将节点上半部分与下半部分合上确保结合处无缝隙，扣上两侧快速搭扣并插上销钉，圆筒两端用刚扎带捆紧，将网桥电缆与取电圆筒上的九芯插座连接；

步骤5.上电调试：

连接上模拟供电设备，打开开关，取电线圈发出轻微的“噗噗”声，可见设备开始运行自检，由线下人员与站内调试人员联系确认信号增益强度在合格范围内并能通过系统后端顺畅的通过网页及软件观看视频及控制网络球机3镜头转动；实现完整的监控功能；

步骤6.完成安装：

确认通讯以及画面正常，后即可关闭开关，准备下塔。

其中，安装网络球机3时还需要调整内部网桥方位，使之大致朝向接收端；预紧螺丝。

系统前端包括高压感应取电装置、视频监控装置、智能化通信装置三部分整合在一起的节点。视频监控装置具备远程受控视频信号采集、处理和传输功能：视频监控装置能实时采集工程现场视频信号，经压缩编码等视频信号处理后，通过智能化通信装置传送给监测主站的视频监控平台。

系统后端实现用户对视频监控装置的管理和控制，包括：实时视频浏览、云镜控制、回放、预设点巡视、设备状态查询等功能。

采用太阳能加锂电池供电或者有条件情况下采用220V低压交流电源供电模式，设备可连续工作。

本发明还可以采用无线方案，无线方案的优势：

1)传输速率高，传输距离远：WLAN的数据传输速率现在已经能够达到108Mbps，甚至更高，传输距离可达10km以上。

2)安全性能强：无线扩频通信本身就起源于军事上的防窃听(Anti-Jamming)技术；扩频无线传输技术本身使盗听者难以捕捉到有用的资料；无线局域网采取网络隔离及网络认证措施；无线局域网设置有严密的用户口令及认证措施，防止非法用户入侵；无线局域网设置附加的第三方加密方案，即使信号被盗听也难以理解其中的内容。

3)建网容易，组网速度快，管理方便：相对于有线网络，无线局域网的组建、配置和维护较为容易，可以迅速(数十分钟内)组建起通信链路，实现临时、应急、抗灾通信的目的，而有线通信则需要较长的时间。

4)受自然环境、地形及灾害影响小：有线通信除电信部门外，其它单位的通信系统没有在城区挖沟铺设电缆的权力；而无线通信方式则可根据客户需求灵活定制专网。有线通信受地势影响，不能任意铺设；而无线通信覆盖范围大，几乎不受地理环境限制。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (6)

1.基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统，包括系统前端和系统后端，其特征在于：所述系统前端包括高压感应取电装置、视频监控装置、智能化通信装置三部分整合在一起的节点，所述系统后端为视频监控服务器主机，所述节点顶部为安装在保护罩内的取能线圈(1)，所述取能线圈(1)下端设有连接环(2)，所述连接环(2)上开有辅助取能接口(4)以及通讯接口(5)，所述连接环(2)下方安装有网络球机(3)，网络球机(3)内置网桥，整个节点无棱角，所述节点安装在伸缩支架上，伸缩支架通过数据线路连接到系统后端。

2.如权利要求1所述的基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统其特征在于：所述伸缩支架上还设有无线收发装置。

3.如权利要求2所述的基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统其特征在于：所述伸缩支架上设有过线渠，所述过线渠镶嵌在伸缩支架表面，过线渠内部设有滑牙，所述过线渠末端设有卡接扣。

4.一种如权利要求1所述的基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统的安装方法，其特征在于：所述系统前端安装包括以下步骤：

(1)：先安装固定通信供电装置；

(2)：安装伸缩支架；

(3)：首先安装发射到线路工区的节点，对准方向，接上线缆，调试信号，固定好节点；

(4)：安装发射到两监控前端的节点，对好方向；

(5)：接好接地线；

(6)：数据线路的布线，将电缆线在墙壁上规范整齐的捆扎，确保牢固。

5.一种如权利要求4所述的基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统的安 装方法，其特征在于：所述节点的安装方法为：

步骤1.数据线路上安装胶块：确保胶块上的平面保持水平，通过绝缘胶带将上下两侧的胶块捆绑在数据线路上；

步骤2.安装球机和感应取电装置：

用绝缘无极绳将设备从连接环(2)所在的法兰处绑好吊起，吊到设备与线路等高，通过夹块将连接环(2)固定在胶块上，并确保连接环(2)保持水平，将连接环(2)上的丝杆拧紧，并且套上弹簧垫圈+双螺母；

步骤3.安装取能线圈(1)：

安装前，确定线圈左右标识，确保上下两半线圈对正整齐，线圈截面间没有杂物，手指触摸无台阶感，然后依次将取能线圈(1)上钢扎带螺丝拧紧，

步骤4.安装网络球机(3)：

将节点上半部分与下半部分合上确保结合处无缝隙，扣上两侧快速搭扣并插上销钉，圆筒两端用刚扎带捆紧，将网桥电缆与取电圆筒上的九芯插座连接；

步骤5.上电调试：

连接上模拟供电设备，打开开关，取电线圈发出轻微的“噗噗”声，可见设备开始运行自检，由线下人员与站内调试人员联系确认信号增益强度在合格范围内并能通过系统后端顺畅的通过网页及软件观看视频及控制网络球机(3)镜头转动；实现完整的监控功能；

步骤6.完成安装：

确认通讯以及画面正常，后即可关闭开关，准备下塔。

6.一种如权利要求5所述的基于高效能感应取电技术的无源视频监测系统的安装方法，其特征在于：安装网络球机(3)时还需要调整内部网桥方位，使之大致朝向接收端；预紧螺丝。