CN105425131A - 一种输电线路安全预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输电线路安全预警系统及方法，涉及输电线路预警技术领域，为解决现有技术中的检测系统体积较大无法应用到巡检作业过程中的问题。所述输电线路安全预警系统包括：信号采集装置、信号处理装置、控制装置和报警装置；信号处理装置与信号采集装置信号连接，用于分析信号采集装置采集的信号的幅值和信号在所有采集信号中的占比；控制装置用于判断信号处理装置分析出的信号的幅值和占比是否超出幅值阈值和占比阈值，控制装置判断信号处理装置分析出的信号的幅值超出幅值阈值，且信号的占比超出占比阈值时，控制装置控制报警装置报警。所述输电线路安全预警系统应用于输电线路巡查过程中。

Description

一种输电线路安全预警系统及方法

技术领域

本发明涉及输电线路预警技术领域，尤其是涉及一种输电线路安全预警系统及方法。

背景技术

高压输电线电晕的现象非常普遍，高压输电线电晕的产生主要是由于导线表面电场的强度过大，进而引起空气的电离而出现了一种放电的现象。输电线路在电晕放电时的危害主要表现在放电过程声音较大，周围的温度急剧的上升，容易引发多种自然的灾害；对无线通讯造成很大的影响；对固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀。

电晕是造成临近电子系统故障的因素之一，因此目前对电晕信息采集多采用在线检测系统，由于电晕放电过程中将大量辐射紫外线，采用高灵敏度的紫外线辐射接受器，采集电晕和系统表面放电过程中辐射的紫外线，对采集信号进行分析，即可完成对系统状况的评价。该检测技术可及时发现并预告可能出现的系统绝缘恶化现象及电子系统干扰源发现，对于系统的维护、检修,避免电网事故具有重要的现实意义。

但是，紫外检测受环境影响因素多，检测系统尺寸一般比较大、不易携带，因此无法应用于巡检作业过程中。

发明内容

本发明的目的在于提供输电线路安全预警系统，以解决现有技术中的检测系统体积较大无法应用到巡检作业过程中的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供的输电线路安全预警系统，包括：信号采集装置、信号处理装置、控制装置和报警装置；其中，

信号处理装置与信号采集装置信号连接，用于分析信号采集装置采集的信号的幅值和所述信号在所有采集信号中的占比；

报警装置与信号采集装置相连，并与所述控制装置信号连接；

控制装置与所述信号处理装置信号连接，用于判断所述信号处理装置分析出的信号的幅值和占比是否超出幅值阈值和占比阈值，所述控制装置判断所述信号处理装置分析出的信号的幅值超出幅值阈值，且所述信号的占比超出占比阈值时，所述控制装置控制所述报警装置报警。

优选地，所述信号采集装置包括薄膜天线和电路板，所述薄膜天线包括自由部和连接部，所述连接部与所述电路板相连，所述自由部用于采集信号，所述电路板上设置有低噪声放大器、混频器、第一滤波器以及信号发送模块。

优选地，所述电路板上还设置有中央处理器。

优选地，所述输电线路安全预警系统还包括：对所述信号采集装置采集的信号进行滤波的第二滤波器。

优选地，所述信号处理装置为集控系统。

优选地，所述信号采集装置采集的信号的频率为100MHz-3GHz。

优选地，所述报警装置包括蜂鸣器。

优选地，所述报警装置包括警示灯。

优选地，所述报警装置包括第一显示屏。

相对于现有技术，本发明所述的输电线路安全预警系统具有以下优势：

在巡检的过程中，巡检人员携带信号采集装置和报警装置，信号采集装置实时采集信号并将信号通过无线通信的方式传递给信号处理装置，信号处理装置分析信号的幅值和占比，控制装置判断收集到的信号的幅值是否超出幅值阈值，以及该信号在所有收集到的信号中的占比，当该信号的幅值超出幅值阈值，且该信号的占比超出占比阈值时，报警装置报警，从而提醒巡查人员远离出现电晕放电现象的输电线路所在的区域，从而避免巡查人员及巡查人员携带的装置出现损伤。

由于信号采集装置和报警装置所需实现的功能简单，因此信号采集装置内部和报警装置内部所需的元器件较少，因此，信号采集装置和报警装置的尺寸较小，便于巡查人员在进行巡查作业时携带。信号处理装置及控制装置所需实现的功能较为复杂，因此信号处理装置内部及控制装置内部所需的元器件较多，可以集中放置在检测室，不需巡查人员在进行巡查作业时携带。由于信号采集装置与信号处理装置之间，信号处理装置与控制装置之间，以及报警装置与控制装置之间均通过无线通信方式进行信息传输，因此，只需携带尺寸较小的信号采集装置和报警装置就可以完成对信号的采集、分析及预警功能。

与现有技术中的检测系统相比，本发明提供的输电线路安全预警系统包括信号采集装置、信号处理装置、控制装置和报警装置，巡查人员在巡查作业过程中只需携带信号采集装置和报警装置，信号采集装置与信号处理装置之间，信号处理装置与控制装置之间，以及报警装置与控制装置之间均通过无线通信方式进行信息传输，从而就可实现对信号的采集、分析与报警功能，而信号采集装置与报警装置的尺寸较小，易于携带，从而解决了现有技术中的检测系统体积较大无法应用到巡查作业过程中的问题。

本发明的另一目的在于提出一种输电线路安全预警方法，以解决现有技术中的检测系统体积较大无法应用到巡检作业过程中的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种输电线路安全预警方法，应用于上述技术方案所述的输电线路安全预警系统中，所述输电线路安全预警方法包括：

采集设定频率范围的信号；

将所述信号转变为数据信号；

分析所述数据信号的幅值以及所述数据信号在所有采集到的信号中的占比；

所述数据信号的幅值大于幅值阈值，所述数据信号在所有采集到的信号中的占比大于占比阈值时报警。

所述输电线路安全预警方法与上述输电线路安全预警系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的输电线路安全预警系统的系统示意图；

图2为本发明实施例提供的输电线路预警方法的流程图。

附图标记：

10-信号采集装置；20-信号处理装置；

30-控制装置；40-报警装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明实施例提供的输电线路安全预警系统的系统示意图，如图1所示，本发明实施例提供的输电线路安全预警系统，包括：信号采集装置10、信号处理装置20、控制装置30和报警装置40；其中，

信号处理装置20与信号采集装置10信号连接，用于分析信号采集装置10采集的信号的幅值和信号在所有采集信号中的占比；

报警装置40与信号采集装置10相连，并与控制装置30信号连接；

控制装置30与信号处理装置20信号连接，用于判断信号处理装置20分析出的信号的幅值和占比是否超出幅值阈值和占比阈值，控制装置30判断信号处理装置20分析出的信号的幅值超出幅值阈值，且信号的占比超出占比阈值时，控制装置30控制报警装置40报警。

在巡检的过程中，巡检人员携带信号采集装置10和报警装置40，信号采集装置10实时采集信号并将信号通过无线通信的方式传递给信号处理装置20，信号处理装置20分析信号的幅值和占比，控制装置30判断收集到的信号的幅值是否超出幅值阈值，以及该信号在所有收集到的信号中的占比，当该信号的幅值超出幅值阈值，且该信号的占比超出占比阈值时，报警装置40报警，从而提醒巡查人员远离出现电晕放电现象的输电线路所在的区域，从而避免巡查人员及巡查人员携带的装置出现损伤。

由于信号采集装置10和报警装置40所需实现的功能简单，因此信号采集装置10内部和报警装置40内部所需的元器件较少，因此，信号采集装置10和报警装置40的尺寸较小，便于巡查人员在进行巡查作业时携带。信号处理装置20及控制装置30所需实现的功能较为复杂，因此信号处理装置20内部及控制装置30内部所需的元器件较多，可以集中放置在检测室，不需巡查人员在进行巡查作业时携带。由于信号采集装置10与信号处理装置20之间，信号处理装置20与控制装置30之间，以及报警装置40与控制装置30之间均通过无线通信方式进行信息传输，因此，只需携带尺寸较小的信号采集装置10和报警装置40就可以完成对信号的采集、分析及预警功能。

与现有技术中的检测系统相比，本发明实施例提供的输电线路安全预警系统包括信号采集装置10、信号处理装置20、控制装置30和报警装置40，巡查人员在巡查作业过程中只需携带信号采集装置10和报警装置40，信号采集装置10与信号处理装置20之间，信号处理装置20与控制装置30之间，以及报警装置40与控制装置30之间均通过无线通信方式进行信息传输，从而就可实现对信号的采集、分析与报警功能，而信号采集装置10与报警装置40的尺寸较小，易于携带，从而解决了现有技术中的检测系统体积较大无法应用到巡查作业过程中的问题。

本实施例中，信号采集装置10包括薄膜天线和电路板，薄膜天线包括自由部和连接部，连接部与电路板相连，自由部用于采集信号，电路板上设置有低噪声放大器、混频器、第一滤波器以及信号发送模块。薄膜天线用于采集信号，信号经由低噪声放大器的放大作用，混频器的降低频率作用，以及第一滤波器的滤波作用后，由信号发送模块将信号传输至信号处理装置20。

本实施例中，电路板上还设置有中央处理器(CPU)。中央处理器用于控制低噪声放大器的增益以及滤波器的带宽。

本实施例中，输电线路安全预警系统还包括：对信号采集装置10采集的信号进行二次滤波的第二滤波器，以及将采集到的信号转化为数据信号的A/D转换模块。

本实施例中，信号处理装置20为集控系统。

设定幅值阈值和占比阈值的过程如下：薄膜天线采集一定频率内的信号，例如采集频率为100MHz-3GHz范围内的信号，采集到的信号经由低噪声放大器的放大、滤波模块的滤波、以及降频模块的降频后传输到第二滤波器，第二滤波器对信号进行二次滤波后传输到A/D转换模块，A/D转换模块将信号转换为数据信号后通过无线通信方式发送给集控系统。集控系统将接收到的数字信号进行频谱变换后，分区间分布显示，并设置安全预警阈值，安全预警阈值包括幅值阈值和占比阈值。

在巡检的过程中，薄膜天线采集一定频率内的信号，例如采集频率为100MHz-3GHz范围内的信号，采集到的信号经由低噪声放大器的放大、滤波模块的滤波、以及降频模块的降频后传输到第二滤波器，第二滤波器对信号进行二次滤波后传输到A/D转换模块，A/D转换模块将信号转换为数据信号后通过无线通信方式发送给集控系统。集控系统分析接收到的数字信号的幅值和占比，控制装置30将数字信号的幅值和占比与幅值阈值和占比阈值进行比较，当数字信号的幅值大于幅值阈值且占比大于占比阈值的时候，控制装置30控制报警装置40报警。

其中，信号处理装置20还包括第二显示屏，在对信号进行分析的过程中，将收到的数据信号以100MHz为间隔进行划分，并在第二显示屏中通过图示方式显示区间内信号幅值大小，该频率信号在所有信号中占比，以方便作业人员查看并进行数据分析。

本实施例中，报警装置40包括蜂鸣器、警示灯和第一显示屏中任一一种或几种。下面以报警装置40同时包括蜂鸣器、警示灯和第一显示屏为例对报警装置40的应用进行说明：蜂鸣器、警示灯和第一显示屏分别与控制装置30相连，当控制装置30判断数字信号的幅值大于幅值阈值且占比大于占比阈值的时候，控制装置30控制蜂鸣器发出警报音，控制警示灯点亮或闪烁，以及控制第一显示屏显示表示警示信息的文字或者符号。

具体地，控制装置30可以根据数据信号的频率和占比情况的变化判断巡查人员是在靠近危险区域还是远离危险区域，然后控制装置30可以通过控制蜂鸣器发出警报声的大小、警示灯的闪烁频率，或者在第一显示屏上显示的文字内容警示巡查人员，举例来说，警报声逐渐变大、警示灯的闪烁频率变快、以及在第一显示屏上显示“靠近危险区域”等信息来警示巡查人员正在接近危险区域，从而提醒巡查人员应该去往其他方向。

实施例二

如图2所示，本发明实施例二提供一种输电线路安全预警方法，应用于上述实施例一的输电线路安全预警系统中，输电线路安全预警方法包括：

步骤101、采集设定频率范围的信号；

步骤102、将信号转变为数据信号；

步骤103、分析数据信号的幅值以及数据信号在所有采集到的信号中的占比；

步骤104、数据信号的幅值大于幅值阈值，数据信号在所有采集到的信号中的占比大于占比阈值时报警。

举例来说，采集频率在100MHz-3GHz范围(100MHz-3GHz为设定频率范围)内的信号，并将采集到的信号转变为数据信号，分析数据信号的幅值和占比，当数据信号的幅值大于a(a为幅值阈值，可根据频率区间选定具体值)，占比大于30％(占比阈值)时，发出报警以提醒巡查人员避开危险区域。

上述输电线路安全预警方法与实施例一提供的输电线路安全预警系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

值得一提的是，在采集信号之后，需要将信号进行放大、降频、滤波以及二次滤波之后再将信号转化为数据信号。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种输电线路安全预警系统，其特征在于，包括：信号采集装置、信号处理装置、控制装置和报警装置；其中，

信号处理装置与信号采集装置信号连接，用于分析信号采集装置采集的信号的幅值和所述信号在所有采集信号中的占比；

报警装置与信号采集装置相连，并与所述控制装置信号连接；

控制装置与所述信号处理装置信号连接，用于判断所述信号处理装置分析出的信号的幅值和占比是否超出幅值阈值和占比阈值，所述控制装置判断所述信号处理装置分析出的信号的幅值超出幅值阈值，且所述信号的占比超出占比阈值时，所述控制装置控制所述报警装置报警。

2.根据权利要求1所述的输电线路安全预警系统，其特征在于，所述信号采集装置包括薄膜天线和电路板，所述薄膜天线包括自由部和连接部，所述连接部与所述电路板相连，所述自由部用于采集信号，所述电路板上设置有低噪声放大器、混频器、第一滤波器以及信号发送模块。

3.根据权利要求2所述的输电线路安全预警系统，其特征在于，所述电路板上还设置有中央处理器。

4.根据权利要求1所述的输电线路安全预警系统，其特征在于，所述输电线路安全预警系统还包括：对所述信号采集装置采集的信号进行滤波的第二滤波器。

5.根据权利要求1所述的输电线路安全预警系统，其特征在于，所述信号处理装置为集控系统。

6.根据权利要求1所述的输电线路安全预警系统，其特征在于，所述信号采集装置采集的信号的频率为100MHz-3GHz。

7.根据权利要求1所述的输电线路安全预警系统，其特征在于，所述报警装置包括蜂鸣器。

8.根据权利要求7所述的输电线路安全预警系统，其特征在于，所述报警装置包括警示灯。

9.根据权利要求7所述的输电线路安全预警系统，其特征在于，所述报警装置包括第一显示屏。

10.一种输电线路安全预警方法，应用于如权利要求1-9任意一项所述的输电线路安全预警系统中，其特征在于，包括：

采集设定频率范围的信号；

将所述信号转变为数据信号；

分析所述数据信号的幅值以及所述数据信号在所有采集到的信号中的占比；

所述数据信号的幅值大于幅值阈值，所述数据信号在所有采集到的信号中的占比大于占比阈值时报警。