CN114172267A - 一种用于变电站的监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及监控设备技术领域，公开一种用于变电站的监控系统，包括摄像头、安装组件、巡视机器人和控制模块。摄像头用于采集变电站的监控视频。安装组件包括安装架和安装座，控制模块能够远程控制安装架转动，以及控制巡视机器人移动。由于安装架与安装座转动连接，且摄像头安装于安装架上，安装座与巡视及机器人连接，因此摄像头可相对巡视机器人转动不同角度。控制模块远程控制摄像头转动不同的角度，以对变电站进行全方位监控，检修人员通过监控视频即可观察变电站的实时动态，转动的摄像头扩大了监控系统的监视范围，增强了监视能力。巡视机器人在变电站内移动，可对变电站内部进行巡逻监视，避免存在监控死角，提高变电站的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及监控设备技术领域，尤其涉及一种用于变电站的监控系统。
背景技术
随着电力供应需求的不断增加，变电站已经随处可见。变电站作为电力系统中转的电力场所，在电网中起着重要作用，为了提高变电站的安全性，使电力可以稳定输出，需要定期地对变电站进行监控和维护。现有技术中通常是在变电站内部安装多个监视摄像头，摄像头采集所得的监控视频再发送至监视终端，由检修人员观看监视视频，对变电站内的情况进行实时监控。
但是，传统的变电站监视摄像头大多为固定单方向的监视，摄像头无法转动，不能全方位监视，存在监控死角，导致变电站的监视能力较弱。若变电站的监视死角内出现故障时，检修人员难以及时发现，存在较大的安全隐患。
发明内容
基于以上问题，本发明的目的在于提供一种用于变电站的监控系统，能够对变电站内进行全方位监控，提高变电站的监视能力，保证变电站的安全。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于变电站的监控系统，包括：
摄像头，用于采集变电站内的监控视频；
安装组件，包括转动连接的安装架和安装座，所述摄像头安装于所述安装架上；
巡视机器人，所述安装座与所述巡视机器人连接，所述巡视机器人能够带动所述摄像头在所述变电站内移动，以采集所述变电站每个位置的视频信息；
控制模块，所述安装组件以及所述巡视机器人均与所述控制模块通讯连接，所述控制模块能够远程控制所述安装架转动，以及控制所述巡视机器人移动。
作为本发明的用于变电站的监控系统的优选方案，所述安装架包括转动杆以及设置于所述转动杆上的支撑杆，所述支撑杆远离所述转动杆的一端与所述摄像头连接，所述安装座包括固定块以及设置于所述固定块一端的安装板，所述安装板与所述巡视机器人可拆卸连接，所述转动杆与所述固定块转动连接。
作为本发明的用于变电站的监控系统的优选方案，所述固定块上开设有安装腔，所述转动杆位于所述安装腔内，所述转动杆上套设有第一轴承，所述第一轴承的外圈固定于所述安装腔的侧壁上。
作为本发明的用于变电站的监控系统的优选方案，所述转动杆上还套设有第二轴承，所述第二轴承与所述第一轴承间隔设置，所述第二轴承的外圈固定于所述安装腔的内壁上。
作为本发明的用于变电站的监控系统的优选方案，所述安装腔内设置有驱动件，所述驱动件的输出端连接有第一齿轮，所述转动杆上设置有第二齿轮，所述第二齿轮位于所述第一轴承与所述第二轴承之间，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。
作为本发明的用于变电站的监控系统的优选方案，所述摄像头的顶部安装有防护壳，所述支撑杆上设置有斜撑杆，所述斜撑杆远离所述支撑杆的一端与所述固定块滑动连接。
作为本发明的用于变电站的监控系统的优选方案，所述固定块上设置有弧形槽，所述斜撑杆的一端设置有安装环，另一端设置有滑块，所述安装环套设于所述支撑杆上，所述滑块位于所述弧形槽内，并与所述弧形槽滑动配合。
作为本发明的用于变电站的监控系统的优选方案，还包括通讯连接的数据采集模块、数据处理模块和数据储存模块，所述数据采集模块与所述摄像头的视频输出端连接，用于采集监控视频，所述数据处理模块用于处理所述数据采集模块采集的监控视频，并将处理后的监控视频传输至所述数据储存模块储存。
作为本发明的用于变电站的监控系统的优选方案，还包括显示终端、AI智能模块、报警模块和语音单元，所述AI智能模块能够对所述数据处理模块处理后的监控视频进行智能分析处理，并将智能分析结果传输至所述数据储存模块储存，所述显示终端用于显示所述数据储存模块内储存的监控视频信息，所述报警模块与所述AI智能模块通讯连接，所述AI智能模块检测到监控视频中有异常时，所述报警模块通过所述语音单元发出警报。
作为本发明的用于变电站的监控系统的优选方案，还包括与所述数据采集模块通讯连接的GIS局放监测模块、主变油色谱监测模块、主变套管泄漏电流监测模块和汇控箱温湿度监测模块，所述数据采集模块能够采集GIS局放数据、主变油色谱数据、主变套管泄漏电流数据和汇控箱温湿度数据。
本发明的有益效果为：
本发明提供的用于变电站的监控系统，由于安装架与安装座转动连接，且摄像头安装于安装架上，安装座与巡视及机器人连接，因此摄像头可相对巡视机器人转动不同的角度。在变电站使用该监控系统时，通过控制模块能够远程控制摄像头转动不同的角度，以对变电站进行全方位监控，在监控室内的检修人员通过观察摄像头采集的监控视频即可实时观察变电站各个位置处的实时动态，以便判断变电站内是否有突发情况，并采取相应措施，转动的摄像头扩大了监控系统的监视范围，增强了监视能力。此外，通过控制模块还可控制巡视机器人在变电站内自由移动，对变电站内部进行巡逻监视，增强对变电站内监控死角的监视能力，提高变电站的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式提供的监控系统的摄像头安装示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的监控系统的安装组件的剖面图；
图3是本发明具体实施方式提供的监控系统的控制原理图；
图4是本发明具体实施方式提供的监控系统平台的架构图；
图5是本发明具体实施方式提供的监控系统平台的功能示意图；
图6是本发明具体实施方式提供的监控系统平台与外部设备的连接示意图；
图7是本发明具体实施方式提供的数据采集模块所采集的数据种类示意图；
图8是本发明具体实施方式提供的数据储存模块所储存的数据种类示意图；
图9是本发明具体实施方式提供的监控系统的AI智能模块的结构示意图。
图中：
1-摄像头；2-安装组件；3-第一轴承；4-第二轴承；5-驱动件；6-第一齿轮；
7-第二齿轮；8-防护壳；
21-安装架；22-安装座；
211-转动杆；212-支撑杆；213-斜撑杆；214-安装环；215-滑块；
221-固定块；222-安装板；223-支撑板；
2211-安装腔；2212-弧形槽。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
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；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
如图1至图3所示，本实施例提供一种用于变电站的监控系统，该监控系统包括摄像头1、安装组件2、巡视机器人和控制模块。
其中，摄像头1用于采集变电站内的监控视频。安装组件2包括转动连接的安装架21和安装座22，摄像头1安装于安装架21上，安装座22与巡视机器人连接，巡视机器人能够带动摄像头1在变电站内移动，以采集变电站每个位置的视频信息。安装组件2以及巡视机器人均与控制模块通讯连接，控制模块能够远程控制安装架21转动，以及控制巡视机器人移动。
本实施例提供的用于变电站的监控系统，由于安装架21与安装座22转动连接，且摄像头1安装于安装架21上，安装座22与巡视及机器人连接，因此摄像头1可相对巡视机器人转动不同的角度。在变电站使用该监控系统时，通过控制模块能够远程控制摄像头1转动不同的角度，以对变电站进行全方位监控，在监控室内的检修人员通过观察摄像头1采集的监控视频即可实时观察变电站各个位置处的实时动态，以便判断变电站内是否有突发情况，并采取相应措施，转动的摄像头1扩大了监控系统的监视范围，增强了监视能力。此外，通过控制模块还可控制巡视机器人在变电站内自由移动，对变电站内部进行巡逻监视，增强对变电站内监控死角的监视能力，提高变电站的安全性。
可选地，参阅图1和图2，安装架21包括转动杆211以及设置于转动杆211上的支撑杆212，支撑杆212远离转动杆211的一端与摄像头1连接，安装座22包括固定块221以及设置于固定块221一端的安装板222，安装板222与巡视机器人可拆卸连接，转动杆211与固定块221转动连接。即，本实施例中，支撑杆212与转动杆211之间、以及支撑杆212与摄像头1之间均为固定连接，转动杆211与固定块221之间为转动连接，以使摄像头1能够相对固定块221转动，实现摄像头1的多角度采集监控视频。
进一步地，本实施例通过螺栓实现安装板222与巡视机器人的可拆卸连接，参阅图1，安装板222上开设有多个安装孔，固定安装板222时，螺栓穿过安装孔并与巡视机器人的连接端连接。可拆卸连接的方式能够使摄像头1与不同的巡视机器人连接，增强摄像头1的通用性。
可选地，参阅图2，固定块221上开设有安装腔2211，转动杆211位于安装腔2211内，转动杆211上套设有第一轴承3，第一轴承3的外圈固定于安装腔2211的侧壁上。也就是说，第一轴承3的内圈与转动杆211固定连接，第一轴承3的外圈与固定块221固定连接，以实现转动杆211相对固定块221的转动。采用轴承实现转动杆211与固定块221之间的转动连接，摩擦阻力小，功率消耗少，机械效率高。
继续参阅图2，可选地，转动杆211上还套设有第二轴承4，第二轴承4与第一轴承3间隔设置，第二轴承4的外圈固定于安装腔2211的内壁上。在图2中，第一轴承3位于转动杆211的上端，第二轴承4位于转动杆211的下端，第二轴承4的内圈与转动杆211固定连接，第二轴承4的外圈与固定块221固定连接。通过设置第二轴承4，能够提高转动杆211相对固定块221转动时的稳定性，防止支撑杆212上的摄像头1抖动，提高监控视频的采集质量。
可选地，安装腔2211内设置有驱动件5，驱动件5与控制模块通讯连接。驱动件5的输出端连接有第一齿轮6，转动杆211上设置有第二齿轮7，第二齿轮7位于第一轴承3与第二轴承4之间，第一齿轮6与第二齿轮7啮合。如图2所示，本实施例中，安装腔2211的底部设置有支撑板223，驱动件5固定于支撑板223上，第一齿轮6和第二齿轮7均位于安装腔2211内，第二齿轮7与转动杆211固定连接。驱动件5启动后，其带动第一齿轮6转动，同时第二齿轮7在第一齿轮6的驱动下带动转动杆211转动，从而调节摄像头1的转动角度，以对变电站进行全方位监控。
优选地，驱动件5为电机，第一齿轮6和第二齿轮7均采用强度高的钢材制成，以提高第一齿轮6和第二齿轮7的硬度，延长使用寿命。
如图1所示，可选地，摄像头1的顶部安装有防护壳8。本实施例中，防护壳8通过螺栓与摄像头1的外壳固定连接，防护壳8能够对摄像头1起到保护作用，防止摄像头1意外碰撞损坏。
可选地，参阅图1和图2，支撑杆212上设置有斜撑杆213，斜撑杆213远离支撑杆212的一端与固定块221滑动连接。当转动杆211相对固定块221转动时，斜撑杆213相对固定块221滑动，以适应支撑杆212的位置变化。斜撑杆213能够对支撑杆212起到支撑作用，防止转动杆211转动过程中支撑杆212晃动，进一步提高摄像头1的稳定性，保证摄像头1所采集的监控视频的清晰度。
可选地，固定块221上设置有弧形槽2212，斜撑杆213的一端设置有安装环214，另一端设置有滑块215，安装环214套设于支撑杆212上，滑块215位于弧形槽2212内，并与弧形槽2212滑动配合。本实施例中，安装环214与支撑杆212固定连接，斜撑杆213与安装环214固定连接，滑块215焊接于斜撑杆213上，弧形槽2212的所在的圆弧与支撑杆212同轴设置。当驱动件5驱动转动杆211相对固定块221转动时，滑块215在弧形槽2212内滑动，弧形槽2212能够对斜撑杆213起到导向限位作用，保证斜撑杆213始终对支撑杆212起到支撑作用。
可选地，该监控系统还包括通讯连接的数据采集模块、数据处理模块和数据储存模块，数据采集模块的输入端与摄像头1的视频输出端连接，用于采集监控视频。同时数据采集模块的输入端与巡视机器人的输出端连接，数据采集模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，数据处理模块的输出端与数据储存模块的输入端连接。数据处理模块用于处理数据采集模块采集的监控视频，并将处理后的监控视频传输至数据储存模块储存。数据储存模块的设置，可以对采集的监控视频以及巡视机器人的各项数据进行储存，方便检修人员后期查看。
可选地，该监控系统还包括显示终端和AI智能模块，AI智能模块能够对数据处理模块处理后的监控视频进行智能分析处理，并将智能分析结果传输至数据储存模块储存，显示终端用于显示数据储存模块内储存的监控视频信息。具体地，数据处理模块的输出端与显示终端以及AI智能模块的输入端连接。AI智能模块的设置，可以对数据采集模块采集的监控视频进行智能处理分析，判断监控目标状态，增强了监控系统的智能监视能力。显示终端可以是电脑显示屏等，方便直观地获取监控视频信息。
可选地，该监控系统还包括报警模块和语音单元，报警模块与AI智能模块通讯连接，AI智能模块检测到监控视频中有异常时，报警模块通过语音单元发出警报。具体地，AI智能模块的输出端分别与数据储存模块和报警模块的输入端连接，报警模块的输出端与语音单元的输入端连接。语音单元可以发出语音警报，提醒监控室内的检修人员及时查看，防止因检修人员长时间监视发生视觉疲劳而忽视了危险情况，进一步增加变电站的安全性。
如图3所示，给出了本实施例的监控系统的控制原理图。该监控系统在使用时，可通过控制模块启动驱动件5，使驱动件5驱动第一齿轮6和第二齿轮7转动，并带动转动杆211转动，进而使摄像头1来回正转和反转，以扩大监控范围，提高对变电站的监控能力。此外，可通过控制模块控制巡视机器人在变电站内自由移动，对变电站内部进行巡逻监视，避免存在监控死角。摄像头1和巡视机器人采集的监控视频传输至数据采集模块，再传输至数据处理模块，然后数据处理模块将监视视频输送至数据储存模块进行储存。显示终端显示数据储存模块内的监控数据，使监控室内的检修人员通过观看监控视频对变电站进行监视。
与此同时，数据处理模块能够将监控数据输送至AI智能模块，AI智能模块可以对监控视频进行智能处理分析，判断监控目标的状态。当AI智能模块分析到监控视频内有非正常状态时，将警报信息传输至报警模块，语音单元发出语音提示，提醒检修人员查看并采取相应措施。
实施例二
如图1至图9所示，本实施例提供了一种用于变电站的监控系统，其中与实施例一相同或相应的零部件采用与实施例一相应的附图标记。为简便起见，仅描述实施例二与实施例一的区别点，区别点在于：
在本实施例中，可选地，监控系统还包括通讯连接的信号发送模块和移动终端，报警模块的输出端与信号发送模块的输入端连接，信号发送模块的输出端与移动终端的输入端连接，报警模块能够将警报信息通过信号发送模块发送至移动终端，检修人员通过移动终端即可接收到警报信息，及时了解情况，防止检修人员在外出或上厕所时错过危险信息提醒，增强了监控系统的实用性和灵活性。移动终端可以是手机或平板等移动设备。
参阅图4和图5，本实施例的监控系统平台包括数据采集层、数据储存层、功能逻辑层和系统展现层，监控系统平台分为四层架构，使监控系统采用分层、分布式的设计理念进行系统总体架构的规划和设计，提高了合理性和整理便捷性。具体地，数据采集层包括数据采集模块，数据储存层包括数据储存模块，功能逻辑层包括数据处理模块、AI智能模块和报警模块，系统展现层包括显示终端和移动终端。上述设计方式使得监控系统平台具有巡视监控功能、视频图像识别功能、综合决策功能、数据处理功能以及维护检修功能。
参阅图6和图7，监控系统平台外接GIS局放监测模块、主变油色谱监测模块、主变套管泄漏电流监测模块和汇控箱温湿度监测模块，数据采集模块所采集的数据包括在线监控数据、机器人巡视数据、温湿度数据、GIS局放监测数据、主变油色谱监测数据、主变套管泄漏电流监测数据以及汇控箱温湿度监测数据。
其中GIS表示六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备(GasInsulated Switchgear)”，它将变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。
参阅图8和图9，AI智能模块的内部设置有DVPP单元、Caffe框架和离线模型生成单元，数据储存模块所储存的数据包括模型数据、监控数据、分析数据和警报数据。GIS局放监测模块、主变油色谱监测模块、主变套管泄漏电流监测模块和汇控箱温湿度监测模块的设置，使该监控系统可以对GIS局放数据、主变油色谱数据、主变套管泄漏电流数据和汇控箱温湿度数据进行监测，提高监控能力，增加监控的全面性，有利于变电站的安全。
其中，DVPP表示数字视觉预处理模块，当输入数据进入数据引擎时，引擎一旦检查发现数据格式不满足后续的处理需求，则可开启数字视觉预处理模块进行数据预处理，以使数据满足要求。Caffe(卷积神经网络框架)，其全称是Convolutional Architecture forFast Feature Embedding，是一个兼具表达性、速度和思维模块化的深度学习框架。虽然其内核是用C++编写的，但Caffe有Python和Matlab相关接口。Caffe支持多种类型的深度学习架构，面向图像分类和图像分割，还支持CNN、RCNN、LSTM和全连接神经网络设计。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种用于变电站的监控系统，其特征在于，包括：
摄像头(1)，用于采集变电站内的监控视频；
安装组件(2)，包括转动连接的安装架(21)和安装座(22)，所述摄像头(1)安装于所述安装架(21)上；
巡视机器人，所述安装座(22)与所述巡视机器人连接，所述巡视机器人能够带动所述摄像头(1)在所述变电站内移动，以采集所述变电站每个位置的视频信息；
控制模块，所述安装组件(2)以及所述巡视机器人均与所述控制模块通讯连接，所述控制模块能够远程控制所述安装架(21)转动，以及控制所述巡视机器人移动。
2.根据权利要求1所述的用于变电站的监控系统，其特征在于，所述安装架(21)包括转动杆(211)以及设置于所述转动杆(211)上的支撑杆(212)，所述支撑杆(212)远离所述转动杆(211)的一端与所述摄像头(1)连接，所述安装座(22)包括固定块(221)以及设置于所述固定块(221)一端的安装板(222)，所述安装板(222)与所述巡视机器人可拆卸连接，所述转动杆(211)与所述固定块(221)转动连接。
3.根据权利要求2所述的用于变电站的监控系统，其特征在于，所述固定块(221)上开设有安装腔(2211)，所述转动杆(211)位于所述安装腔(2211)内，所述转动杆(211)上套设有第一轴承(3)，所述第一轴承(3)的外圈固定于所述安装腔(2211)的侧壁上。
4.根据权利要求3所述的用于变电站的监控系统，其特征在于，所述转动杆(211)上还套设有第二轴承(4)，所述第二轴承(4)与所述第一轴承(3)间隔设置，所述第二轴承(4)的外圈固定于所述安装腔(2211)的内壁上。
5.根据权利要求3所述的用于变电站的监控系统，其特征在于，所述安装腔(2211)内设置有驱动件(5)，所述驱动件(5)的输出端连接有第一齿轮(6)，所述转动杆(211)上设置有第二齿轮(7)，所述第二齿轮(7)位于所述第一轴承(3)与所述第二轴承(4)之间，所述第一齿轮(6)与所述第二齿轮(7)啮合。
6.根据权利要求2所述的用于变电站的监控系统，其特征在于，所述摄像头(1)的顶部安装有防护壳(8)，所述支撑杆(212)上设置有斜撑杆(213)，所述斜撑杆(213)远离所述支撑杆(212)的一端与所述固定块(221)滑动连接。
7.根据权利要求6所述的用于变电站的监控系统，其特征在于，所述固定块(221)上设置有弧形槽(2212)，所述斜撑杆(213)的一端设置有安装环(214)，另一端设置有滑块(215)，所述安装环(214)套设于所述支撑杆(212)上，所述滑块(215)位于所述弧形槽(2212)内，并与所述弧形槽(2212)滑动配合。
8.根据权利要求1所述的用于变电站的监控系统，其特征在于，还包括通讯连接的数据采集模块、数据处理模块和数据储存模块，所述数据采集模块与所述摄像头(1)的视频输出端连接，用于采集监控视频，所述数据处理模块用于处理所述数据采集模块采集的监控视频，并将处理后的监控视频传输至所述数据储存模块储存。
9.根据权利要求8所述的用于变电站的监控系统，其特征在于，还包括显示终端、AI智能模块、报警模块和语音单元，所述AI智能模块能够对所述数据处理模块处理后的监控视频进行智能分析处理，并将智能分析结果传输至所述数据储存模块储存，所述显示终端用于显示所述数据储存模块内储存的监控视频信息，所述报警模块与所述AI智能模块通讯连接，所述AI智能模块检测到监控视频中有异常时，所述报警模块通过所述语音单元发出警报。
10.根据权利要求8所述的用于变电站的监控系统，其特征在于，还包括与所述数据采集模块通讯连接的GIS局放监测模块、主变油色谱监测模块、主变套管泄漏电流监测模块和汇控箱温湿度监测模块，所述数据采集模块能够采集GIS局放数据、主变油色谱数据、主变套管泄漏电流数据和汇控箱温湿度数据。
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