CN108320425A - 输电线路激光防外力破坏监控预警装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力系统领域，涉及一种输电线路激光防外力破坏监控预警装置。本发明基于激光智能检测技术和图像监控技术，结合输电线路的特点，利用激光检测及摄像机视频传输装置对输电线路外部施工频繁、通道上树木较多、人畜活动频繁的区域进行全天候监控，及时预警及发现外部破坏隐患并消除，降低输电线路故障跳闸率，提高输电线路的可靠性。本发明很好地满足了当前高压输电线路、塔基安全监控的实际需求，有效提高了输电线路巡检、巡查的效率，为提高电力行业高压输电线路的现代化管理水平提供了有力的保障。

Description

输电线路激光防外力破坏监控预警装置

技术领域

本发明属于电力系统领域，涉及一种输电线路激光防外力破坏监控预警装置，该装置很好地满足了当前高压输电线路、塔基安全监控的实际需求，有效提高了输电线路巡检、巡查的效率，为提高电力行业高压输电线路的现代化管理水平提供了有力的保障。

背景技术

随着国民经济的快速发展和城市规模的不断扩大，输电线路越来越密集，运行环境日趋复杂；众多输电线路横跨公路、铁路、桥梁、河流、湖泊以及穿越高山、建筑群等，输电线路的安全越来越受到各种违章施工、违章建筑、违章树木、漂浮物以及鸟害等的严重威胁。

近年来，全国各地输电线路受外力破坏事故时有发生，如：施工工地现场正处在输电线路下方或附近，施工器具(主要是吊车、挖掘机、混凝土搅拌车等高大施工机械)在操作过程中，其高挑突出部分有时会进入输电线路的安全限距内致使线路对其放电，甚至碰挂到输电线路导致跳闸、停电事故。又如输电线路在跨越公路时，由于车辆超高，输电线路缺乏警示标志，导致输电线路受到破坏；还有一些输电线路在跨越江河时，一些大型轮船，挖沙船等设备在涨潮时又未载货物的情况下从输电线路下方通过，其超高部分造成输电线路的破坏等。还有一些线路跨越建筑或林区，树木的生长和风力的作用导致线路对树木的绝缘距离不够而发生放电。

根据调研，针对电力系统如何防止外力破坏输电线路的问题，国内外相关的研究主要致力于三个方向：(1)雷达微波监控：该方法技术原理可行，但因造价过高，无法普及应用。(2)视频监控：人工24小时实时监测，然而从发现隐患到现场告警提示经历环节多，时间长，现在有研究方向拟采用图像识别技术实现物体入侵报警，但也是受限于识别准确度和预警的误报率两个问题而没有有效成熟的方案。(3)红外或普通激光对射布防方式，此方法有很大的局限性，也因误报率过高的缺点没有推广应用。

综上所述，针对目前国内高压输电线路受外力破坏十分严重的现象，本发明开发了一套输电线路激光防外力破坏监测预警装置，构建输电线路远程防护网，及时制止外力破坏输电线路事故的发生。该装置使用先进的激光探测技术，可通过现场播放固定录音告警、后台工作人员远程语音喊话报警、群发手机短信告警、夜间强光闪烁告警等多种告警形式，提早预告警并在外破现场利用远程对讲装置与施工人员交流，告知施工人员行为的危险性，并命令其立即停止施工，减少输电线路外破损失。因而，应用本发明对高压输电线路进行防外破监测预警，可大大减少人工盯守的高额成本。并在投入使用后，通过应用本发明可明显降低因外力导致输电线路事故，增强供电的可靠性，降低停电带来的经济损失，其间接的经济效益十分可观。

发明内容

本发明的目的是提供一种输电线路激光防外力破坏监测预警装置，以解决上述现有技术的不足。为达到上述目的，本发明提供了一种输电线路激光防外力破坏监测预警装置，该装置利用激光信号遮断报警原理在两个高压线铁塔之间产生激光警戒线，一端发出激光束，另一端接收激光束，当两座高压线铁塔之间没有任何障碍物遮挡，激光接收端能正常接收到发射端发过来的激光信号，系统正常，报警控制器处于实时监视状态，现场声光报警器处于待机状态；当两座高压线铁塔之间有物体遮挡或通过，激光接收端不能正常接收到发射端发过来的激光信号，系统判断有物体遮挡或通过激光安全防护区，系统自动对超高作业行为实时抓拍照片或录像，即时自动播放语音提示信息或固定录音警示劝其离开，并以短信的方式将告警信息发送至线路维护单位相关负责人和领导手机上，同时也可通过接通报警电话实时语音喊话，及时制止危险作业。该装置包括外破隐患探测单元、系统控制主机、声光报警单元、太阳能供电单元；所述外破隐患探测单元和系统控制主机相连，所述系统控制主机与声光报警单元和太阳能供电单元相连；其中：

所述外破隐患探测单元，其包括激光超高检测器、高速智能球形网络摄像机；所述激光超高检测器由激光发射机和激光接收机两部分组成，利用激光为检测媒介进行实时监测，在两输电线路杆塔之间形成一道不可见的激光监测基准线，实时监测输电线路是否存在外破隐患，一旦监测到外破隐患立即上传至系统控制主机；所述激光发射机由激光发射器、调制激励电源及相应的方向调整装置组成；所述激光接收机由激光接收器、光电信号处理器以及相应的支撑机构组成；所述所述激光超高检测器包括发射端和接收端；所述高速智能球形网络摄像机用于对输电线路防护区域的视频监控，在外破事件发生时，自动对超高作业行为实时抓拍照片或录像；

所述系统主机，其包括GSM远程报警控制器、太阳能电池板控制器；所述GSM远程报警控制器用于对外破隐患探测单元上传信息的接收和处理，并通过GSM网络通讯发送报警信息至各手持通讯终端并及时启动声光报警模块，制止高压输电线路外破事件的发生；所述太阳能电池板控制器实现对太阳能供电单元的开断，在蓄电池充电完成时，自动断开，以免烧坏电源；

所述声光报警单元，用于在输电线路外力破坏事件发生时，即时自动播放语音提示信息或固定录音警示劝其离开，并立即发送手机短信报警信息给输电线路相关责任人，同时也可通过接通报警电话实时远程喊话制止，及时制止危险作业。

上述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其中，所述声光报警单元是通过智能短信报警控制器采集激光超高检测器的检测信号，并判断现场是否正常，在激光检测区域内若出现信号被遮挡的情况，控制器会依据内部配置好的功能选项输出对应的报警信号或向用户发送报警短信息，以提示现场异常，达到防护目的；其中，报警短信内容用户可自由编辑。

上述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其中，所述激光超高检测器能在野外两铁塔间正常工作，激光束的穿透能力强，因此光能集中，传输效率非常高，因而传输距离更远，穿透雾雪的能力更强；从而能保证系统远距离地正常工作，并能减少恶劣天气的误报率。

上述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其中，所述系统主机依靠4G无线网络，可独立运行，能与高速智能球形网络摄像机通讯，具有网络接口和扩展接口。

上述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其中，所述蓄电池是免维护硅能胶体蓄电池，硅能胶体蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进，其性能优于阀控密封铅酸蓄电池，硅能胶体蓄电池具有使用性能稳定，可靠性高，使用寿命长，对环境温度的适应能力(高、低温)强，承受长时间放电能力、循环放电能力、深度放电及大电流放电能力强，有过充电及过放电自我保护等优点。

本发明公布的输电线路激光防外力破坏监控预警装置的有益效果是：

1)本发明适用于远距离工作、激光束的方向性极好，因此光能集中，传输效率非常高。因而传输距离更远、穿透雨雾雪的能力更强。从而能保证系统远距离地正常工作，并减少恶劣天气时的误报率；

2)本发明采用激光超高检测装置抗外界杂散光和电磁干扰能力强，利用激光束的单色性极好，可以使装置在严重干扰的环境下仍能正常工作；

3)本发明整机设备功耗较小，电源续航能力强(在阴雨天气电池可续航近30天)；

4)本发明依靠4G无线网络通讯，可独立运行；能与视频监控系统等联动，具有网络接口、扩展接口；

5)本发明激光防侵入报警和4G摄像机联动，声光报警以及4G摄像机接通电源，通过4G网络回传视频到主控室，负责人可以通过网络对入侵进行喊话(也可发送固定录音警示，劝其离开)；

6)本发明供电线路布设简单，现场调试快捷，检修方便，适用范围极为广泛；

7)本发明可通过主控室对防护区间摄像机网络云台进行远程遥控。

为了使本发明的技术方案、目的和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进一步的描述。

附图说明

图1为输电线路激光防外力破坏监控预警装置工作原理图。

图2为输电线路激光防外力破坏监控预警装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例阐述本发明提出的输电线路激光防外力破坏监控预警装置。

如图1所示，本发明提供了一种输电线路激光防外力破坏监控预警装置，整个系统贯穿模块化一体设计思路，设备和太阳能电池板分开安装，接线非常简单；

图1中，1表示挖掘机，2为吊车，3为激光超高检测器激光发射机，4为激光超高检测器激光接收机，5为高压输电铁塔，6为激光监测基准线，7为高速智能球形网络摄像机，8为高压输电线路；

如图1所示，本实施提供的输电线路激光防外力破坏监控预警装置包括外破隐患探测单元、系统控制主机、声光报警单元、太阳能供电单元；所述外破隐患探测单元和系统控制主机相连，所述系统控制主机与声光报警单元和太阳能供电单元相连。

上述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其中，所述防外破主机包括温度传感器、激光探测传感器、CPU处理器、音视频系统、声光报警器、高音喇叭、电源等安装在铁塔上，用以监测线路通道区域；

其中，防外破主机通过4G网络与主干线通讯，现场主机短信控制器将数据通过手机网络或QQ平台实时远程互动、同时接收来自远方安全服务器中心的指令实现相应的操作；

其中，太阳能供电单元利用太阳能电池板控制器给外破隐患探测单元24小时供电，由激光超高检测器在两个高压线铁塔之间产生激光警戒线，一端发出激光束，另一端接收激光束，当两座高压线铁塔之间没有任何障碍物遮挡，激光接收端能正常接收到发射端发过来的激光信号，系统正常，报警控制器处于实时监视状态，现场声光报警器处于待机状态；当两座高压线铁塔之间有物体遮挡或通过，激光接收端不能正常接收到发射端发过来的激光信号，系统判断有物体遮挡或通过激光安全防护区，系统自动对超高作业行为实时抓拍照片或录像，即时自动播放语音提示信息或固定录音警示劝其离开，并立即发送手机短信报警信息给输电线路相关责任人，同时也可通过接通报警电话实时远程喊话制止，及时制止危险作业。

上述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其中，所述声光报警器的控制指令主要通过主机发送，并且现场设备按照预警等级不同，分级语音警告；报警信息(含碰撞报警)直接显示线路名称、塔号、距离导线弧垂高度。

上述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其中，所述告警信息的发送方式主要有发送手机短信、通过4G无线网络发送报警信息至手机App客户端或系统主站；

并且，输电线路巡检人员可通过智能手机、便携式终端和客户端网络查看现场，对装置进行远程控制；一旦输电线路出现外破隐患，输电线路巡检人员还能通过远程网络或手机喊话，现场直接警示或驱逐。

上述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置得结构示意图如图2所示，其中，所述蓄电池是免维护硅能胶体蓄电池，硅能胶体蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进，其性能优于阀控密封铅酸蓄电池，硅能胶体蓄电池具有使用性能稳定，可靠性高，使用寿命长，对环境温度的适应能力(高、低温)强，承受长时间放电能力、循环放电能力、深度放电及大电流放电能力强，有过充电及过放电自我保护等优点；

其中，上述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置主要通过系统控制主机GSM远程报警控制器和太阳能电池板控制器来发送控制指令。

本发明利用激光检测及摄像机视频传输装置对输电线路外部施工频繁、通道上树木较多、人畜活动频繁的区域进行全天候监控，及时预警及发现外部破坏隐患并消除，降低输电线路故障跳闸率，提高了输电线路的可靠性；并且，本发明很好地满足了当前高压输电线路、塔基安全监控的实际需求，有效提高了输电线路巡检、巡查的效率，为提高电力行业高压输电线路的现代化管理水平提供了有力的保障。

以上实施例仅用以说明发明，很明显本发明并不受这些实施例的限制。本领域的普通技术人员任何基于本发明的实质内容的修改、变形或等同替换，均涵盖在本发明权利要求范围当中。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其特征在于，系统利用激光检测及摄像机视频传输装置对输电线路外部施工频繁、通道上树木较多、人畜活动频繁的区域进行全天候监控，一旦有物体遮挡或通过激光安全防护区时，系统自动对超高作业行为实时抓拍照片或录像，即时自动播放语音提示信息或固定录音警示劝其离开，并立即发送手机短信报警信息给输电线路相关责任人，同时也可通过接通报警电话实时远程喊话制止，及时制止危险作业。该装置包括外破隐患探测单元、系统控制主机、声光报警单元、太阳能供电单元；所述外破隐患探测单元和系统控制主机相连，所述系统控制主机与声光报警单元和太阳能供电单元相连；其中：

所述系统主机，包括GSM远程报警控制器、太阳能电池板控制器；所述GSM远程报警控制器用于对外破隐患探测单元上传信息的接收和处理，并通过GSM网络通讯发送报警信息至各手持通讯终端并及时启动声光报警模块，制止高压输电线路外破事件的发生；所述太阳能电池板控制器实现对太阳能供电单元的开断，在蓄电池充电完成时，自动断开，以免烧坏电源。

2.根据权利要求1所述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其特征在于，所述声光报警单元是通过智能短信报警控制器采集激光超高检测器的检测信号，并判断现场是否正常，在激光检测区域内若出现信号被遮挡的情况，控制器会依据内部配置好的功能选项输出对应的报警信号或向用户发送报警短信息，以提示现场异常，达到防护目的；其中，报警短信内容用户可自由编辑。

3.根据权利要求1或2所述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其特征在于，所述激光超高检测器能在野外两铁塔间正常工作，激光束的穿透能力强，因此光能集中，传输效率非常高，因而传输距离更远，穿透雨雾雪的能力更强；从而能保证系统远距离地正常工作，并能减少恶劣天气的误报率。

4.根据权利要求1所述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其特征在于，所述系统主机依靠4G无线网络，可独立运行，能与高速智能球形网络摄像机通讯，具有网络接口和扩展接口。

5.根据权利要求1所述的输电线路激光防外力破坏监控预警装置，其特征在于，所述蓄电池是免维护硅能胶体蓄电池，硅能胶体蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进，其性能优于阀控密封铅酸蓄电池，硅能胶体蓄电池具有使用性能稳定，可靠性高，使用寿命长，对环境温度的适应能力(高、低温)强，承受长时间放电能力、循环放电能力、深度放电及大电流放电能力强，有过充电及过放电自我保护等优点。