CN107094243A - 一种架空输电线路通道可视化巡检装置及方法 - Google Patents

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岳石
岳一石
邹妍晖
龚政雄
黄福勇
周卫华
王成
王峰
彭波
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Abstract

本发明公开了一种架空输电线路通道可视化巡检装置及方法，该装置设置在架空输电线路的基杆塔旁的导线上，包括视频信号采集模块、数据处理模块、无线网络传输模块以及供能模块；所述视频信号采集模块1和无线网络传输模块均与所述数据处理模块；所述供能模块为视频信号采集模块、数据处理模块及无线网络传输模块相连；其中，所述数据处理模块为直扩DSSS模块和MPEG4压缩编码模块；通过利用级联桥接方式进行信号传递，提高了输电线路线通道巡视效率，及时发现输电线路通道隐患问题；采用无线自组网的信号传输方式，避免了使用大规模3G/4G移动通信网络的高额的流量费用问题；大量节省山区等复杂地形输电线路的巡检费用，提高巡检效率。

Description

一种架空输电线路通道可视化巡检装置及方法
技术领域
本发明属于输电线路巡检技术领域，具体涉及一种架空输电线路通道可视化巡检装置及方法。
背景技术
随着电力建设的迅速发展，超、特高压电网规模越来越大，复杂地形条件下的电网的运行、维护难度越来越高。高压输电线路穿越地区地形复杂、气候条件多变，传输距离远，时常发生输电线路事故。庞大的输电网络给运行人员的工作带来诸多不便，所以对线路工况进行观察巡视是必不可少的。传统方法采用定期人工巡检手段，此方法费时费力而且有检修周期，在周期内的线路情况是无法获知的，这就埋下了巨大的安全隐患。
输电线路在线视频监测系统可弥补人工巡线的不足，实现对全线视频或图像的监控。使巡线人员在监控中心就可以实时查看线路现场画面，获取输电线路现场的实时视频实现对输电线路的远程实时在线巡检，从而大大减少巡视人员的巡线工作量，特别是在人员不易到达的地区。但目前的输电线路在线视频监测系统均采用3G/4G移动网络实现数据传输，当输电线路全线大规模安装时，高额的通信费用使得该类系统难以大规模推广。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种架空输电线路通道可视化巡检装置及方法，该装置实现了输电线路通道的可视化巡检，大幅降低线路运维人员的工作量，同时利用无线级联桥接方式实现数据传输，避免了使用大规模3G/4G移动通信网络的高额的流量费用问题。
一种架空输电线路通道可视化巡检装置，该装置设置在架空输电线路的基杆塔旁的导线上，包括视频信号采集模块1、数据处理模块2、无线网络传输模块3以及供能模块4；
所述视频信号采集模块1和无线网络传输模块3均与所述数据处理模块2；
所述供能模块4为视频信号采集模块1、数据处理模块2及无线网络传输模块3相连；
其中，所述数据处理模块为直扩DSSS模块和MPEG4压缩编码模块。
数据处理模块具有保密性好和抗干扰能力强的特点，同时将模拟摄像流转换成数字流，采用MPEG4ACE压缩算法，适用于网络传输，能够提供流畅的图像效果。
进一步地，所述视频信号采集模块由CMOS传感器和广角摄像头组成，功耗低，稳定可靠；
进一步地，所述无线网络传输模块包括信号发射单元、信号接收单元以及智能通信单元；
所述信号发射单元和信号接收单元均与智能通信单元相连，所述智能通信单元为级联桥接通信单元。
进一步地，所述无线网络传输模块之间采用环路无缝对接连接。
进一步地，所述供能模块包括依次相连的感应线圈、磁能转换单元、开关电源整流单元及滤波与隔离单元；
所述感应线圈采用非晶合金材料。
进一步地，还包括并联在供能模块两端的锂电池。
当导线电流小于供能模块取能下限时，使用备用锂电池对装置中各模块供电，实现大于48小时的稳定供电，当导线电流大于供能模块取能下限时，供能模块向锂电池充电。
一种架空输电线路通道可视化巡检方法，包括以下步骤：
首先，在架空输电线路基杆塔旁的导线上设置上述的可视化巡检装置，且将架空输电线路首端和末端上的可视化巡检装置与变电站内的服务器进行无线网桥连接；
其次，远程客户端通过服务器发送拍摄指令，启动位于架空输电线路首端上的可视化巡检装置上的视频信号采集模块；
接着，将采集的图像经数据处理模块进行处理后，通过无线网络传输模块传输至架空输电线上的下一个可视化巡检装置对所采集的数据进行校验，若校验成功，则向前一个可视化巡检装置发送接收成功反馈信息，并启动自身的视频信号采集模块，将所采集的图像经数据模块处理后传输至下一个可视化巡检装置，直至架空输电线末端上的可视化巡检装置将整条线路上的采集的图像信息完整的输送至变电站内的服务器上，通过服务器对接收的图像进行判断检查，完成对架空输电线路的可视化巡检。
对于数据的校验采用常规方法即可，目的在于防止发送数据发生错误，因为无线数据在发送过程中，可能由于发送模块、空间传输、接收模块的问题产生部分数据错误，因此接到数据后，需要对接到的数据进行校验；对约定的数据校验码进行校验，确保发送数据的准确性；
客户端通过无线网络的环路可以主动下发控制指令，定时抓拍，分时分段、分组群发管理回传数据，可以针对地控制前端的巡检装置，避免数据拥堵。
进一步地，当前可视化巡检装置发送图像信息至下一个可视化巡检装置，且未收到接收成功反馈信息时，则跳过下一个可视化装置，当前级可视化巡检装置上的无线网络传输模块再向下一个可视化巡检装置的下级可视化巡检装置发送图像信息。
具有自动通信纠错功能，进一步确保了巡检准确度。
有益效果
本发明提供了一种架空输电线路通道可视化巡检装置及方法，该装置设置在架空输电线路的基杆塔旁的导线上，包括视频信号采集模块1、数据处理模块2、无线网络传输模块3以及供能模块4；所述视频信号采集模块1和无线网络传输模块3均与所述数据处理模块2；所述供能模块4为视频信号采集模块1、数据处理模块2及无线网络传输模块3相连；其中，所述数据处理模块为直扩DSSS模块和MPEG4压缩编码模块；通过设置视频信号采集模块和无线网络传输模块，并利用级联桥接方式进行信号传递，提高了输电线路线通道巡视效率，及时发现输电线路通道隐患问题；并且提高了数据传输的稳定性，避免了采用3G/4G移动通信网络时，山区信号较差对数据传输造成的影响；采用无线自组网的信号传输方式，避免了使用大规模3G/4G移动通信网络的高额的流量费用问题；大量节省山区等复杂地形输电线路的巡检费用，提高巡检效率。
附图说明
图1为本发明所述装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种架空输电线路通道可视化巡检装置，该装置设置在架空输电线路的基杆塔旁的导线上，包括视频信号采集模块1、数据处理模块2、无线网络传输模块3以及供能模块4；
所述视频信号采集模块1和无线网络传输模块3均与所述数据处理模块2；
所述供能模块4为视频信号采集模块1、数据处理模块2及无线网络传输模块3相连；
其中，所述数据处理模块为直扩DSSS模块和MPEG4压缩编码模块。
数据处理模块具有保密性好和抗干扰能力强的特点，同时将模拟摄像流转换成数字流，采用MPEG4ACE压缩算法，适用于网络传输，能够提供流畅的图像效果。
所述视频信号采集模块由CMOS传感器和广角摄像头组成，功耗低，稳定可靠；
所述无线网络传输模块包括信号发射单元、信号接收单元以及智能通信单元；
所述信号发射单元和信号接收单元均与智能通信单元相连，所述智能通信单元为级联桥接通信单元，且所述无线网络传输模块之间采用环路无缝对接连接。
(1)采用环路无缝对接的无线网络传输方式，点对点，每级塔的装置都是一个wifi热点,上一级塔装置自动搜寻下一级塔装置wifi热点，自动建立连接，建立无线网络传输通道；
(2)当高压输电线路距离较远时，为防止点对点一级级传输过程发生数据流拥堵或者丢失，单台装置数据传输范围可覆盖前后各2级杆塔，当前侧装置发送数据而后侧无应答时，前侧装置跳过后侧装置，向下一级装置发送数据。
(3)远程客户端通过无线网络的环路可以主动下发控制指令，定时抓拍，分时分段、分组群发管理回传数据，可以针对地控制前端的巡检装置，避免数据拥堵。
所述供能模块包括依次相连的感应线圈、磁能转换单元、开关电源整流单元及滤波与隔离单元；
所述感应线圈采用非晶合金材料。
供能模块还包括并联在供能模块两端的锂电池。
当导线电流小于供能模块取能下限时，使用备用锂电池对装置中各模块供电，实现大于48小时的稳定供电，当导线电流大于供能模块取能下限时，供能模块向锂电池充电。
一种架空输电线路通道可视化巡检方法，包括以下步骤：
首先，在架空输电线路基杆塔旁的导线上设置上述的可视化巡检装置，且将架空输电线路首端和末端上的可视化巡检装置与变电站内的服务器进行无线网桥连接；
其次，远程客户端通过服务器发送拍摄指令，启动位于架空输电线路首端上的可视化巡检装置上的视频信号采集模块；
接着，将采集的图像经数据处理模块进行处理后，通过无线网络传输模块传输至架空输电线上的下一个可视化巡检装置对所采集的数据进行校验，若校验成功，则向前一个可视化巡检装置发送接收成功反馈信息，并启动自身的视频信号采集模块，将所采集的图像经数据模块处理后传输至下一个可视化巡检装置，直至架空输电线末端上的可视化巡检装置将整条线路上的采集的图像信息完整的输送至变电站内的服务器上，通过服务器对接收的图像进行判断检查，完成对架空输电线路的可视化巡检。
对于数据的校验采用常规方法即可，目的在于防止发送数据发生错误，因为无线数据在发送过程中，可能由于发送模块、空间传输、接收模块的问题产生部分数据错误，因此接到数据后，需要对接到的数据进行校验；对约定的数据校验码进行校验，确保发送数据的准确性；
客户端通过无线网络的环路可以主动下发控制指令，定时抓拍，分时分段、分组群发管理回传数据，可以针对地控制前端的巡检装置，避免数据拥堵。
当前可视化巡检装置发送图像信息至下一个可视化巡检装置，且未收到接收成功反馈信息时，则跳过下一个可视化装置，当前级可视化巡检装置上的无线网络传输模块再向下一个可视化巡检装置的下级可视化巡检装置发送图像信息。
具有自动通信纠错功能，进一步确保了巡检准确度。
以上内容是本发明具体实施方式的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种架空输电线路通道可视化巡检装置，其特征在于，该装置设置在架空输电线路的基杆塔旁的导线上，包括视频信号采集模块(1)、数据处理模块(2)、无线网络传输模块(3)以及供能模块(4)；
所述视频信号采集模块(1)和无线网络传输模块(3)均与所述数据处理模块(2)；
所述供能模块(4)为视频信号采集模块(1)、数据处理模块(2)及无线网络传输模块(3)相连；
其中，所述数据处理模块为直扩DSSS模块和MPEG4压缩编码模块。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述视频信号采集模块由CMOS传感器和广角摄像头组成。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无线网络传输模块包括信号发射单元、信号接收单元以及智能通信单元；
所述信号发射单元和信号接收单元均与智能通信单元相连，所述智能通信单元为级联桥接通信单元。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述无线网络传输模块之间采用环路无缝对接连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述供能模块包括依次相连的感应线圈、磁能转换单元、开关电源整流单元及滤波与隔离单元；
所述感应线圈采用非晶合金材料。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括并联在供能模块两端的锂电池。
7.一种架空输电线路通道可视化巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先，在架空输电线路基杆塔旁的导线上设置权1-6任一项所述的可视化巡检装置，且将架空输电线路首端和末端上的可视化巡检装置与变电站内的服务器进行无线网桥连接；
其次，远程客户端通过服务器发送拍摄指令，启动位于架空输电线路首端上的可视化巡检装置上的视频信号采集模块；
接着，将采集的图像经数据处理模块进行处理后，通过无线网络传输模块传输至架空输电线上的下一个可视化巡检装置对所采集的数据进行校验，若校验成功，则向前一个可视化巡检装置发送接收成功反馈信息，并启动自身的视频信号采集模块，将所采集的图像经数据模块处理后传输至下一个可视化巡检装置，直至架空输电线末端上的可视化巡检装置将整条线路上的采集的图像信息完整的输送至变电站内的服务器上，通过服务器对接收的图像进行判断检查，完成对架空输电线路的可视化巡检。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当前可视化巡检装置发送图像信息至下一个可视化巡检装置，且未收到接收成功反馈信息时，则跳过下一个可视化装置，当前级可视化巡检装置上的无线网络传输模块再向下一个可视化巡检装置的下级可视化巡检装置发送图像信息。
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