CN205068700U - 输电线路检修防触电预警系统 - Google Patents

Abstract

一种输电线路检修防触电预警系统，包括图像采集装置、计算机、单片机电路以及报警电路；所述图像采集装置与所述计算机连接，用于采集输电线路的实时图像，并将所述实时图像发送至所述计算机；所述计算机与所述单片机电路连接，用于将所述实时图像与预存图像进行比对，在通过比对发现有维修人员进入带电区域时发送报警信息至所述单片机电路；所述单片机电路与所述报警电路连接，用于将所述报警信息转换为触发电压；所述报警电路用于在所述触发电压的控制下发出报警信号。本实用新型提供的输电线路检修防触电预警系统，采用视频和图像处理技术相结合的方式实现对输电线路检修触电预警，减小了检修人员误入带电区域发生事故的可能性。

Description

输电线路检修防触电预警系统

技术领域

本实用新型涉及输电线路检修和维护技术领域，特别涉及一种输电线路检修防触电预警系统。

背景技术

输电系统是利用变压器将发电机产生的电压升压和降压，再利用断路器等控制设备通过输电线路传输到用户侧。按照结构形式，输电线路可分为架空输电线路和电缆线路。架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。输电线路的检修和维护作为确保输电线路安全运行的有效手段之一，通过对线路的检修和维护，使输电线路的薄弱环节得到了及时的维护和更换，大大减少了由输电线路故障而引发的电力事故。目前运行的输电线路中有相当多是采用双回路甚至多回路架设，为了确保供电的可靠性，在检修的过程中只是部分需要检修和维护的区域停电，这样就会经常出现多回线架设的杆塔一部分区域带电运行，另一部分区域停电检修的情况。在检修过程中，当检修人员误入带电区域时，没有及时得到危险报警信息，就会导致人员的触电伤亡事故的发生。

目前针对多回线路检修工作的安全防范问题，电力行业采用的方法主要有：利用感应电压报警装置、登杆作业前对照线路名称、线路之间用色标区分、强调监护人到位等，这些方法虽然在一定程度上减少了误入带电区事故发生的可能性，但是其都是方法单独的使用，不能将技防和人防相结合起来达到从根本上避免触电事故发生的目的。因此，寻求一种新型、有效的输电线路检修防触电方法已成为提高线路检修和维护安全的当务之急。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种输电线路检修防触电预警系统，通过采用视频技术和图像处理技术相结合的方式实现对输电线路检修过程中触电的预警，减小检修人员误入带电区域发生事故的可能性。

为解决上述问题，本实用新型提供一种输电线路检修防触电预警系统，包括图像采集装置、计算机、单片机电路以及报警电路；所述图像采集装置与所述计算机连接，用于采集输电线路的实时图像，并将所述实时图像发送至所述计算机；所述计算机与所述单片机电路连接，用于将所述实时图像与预存图像进行比对，在通过比对发现有维修人员进入带电区域时发送报警信息至所述单片机电路；所述单片机电路与所述报警电路连接，用于将所述报警信息转换为触发电压；所述报警电路用于在所述触发电压的控制下发出报警信号。系统采用视频技术对输电线路实时采集图像，并采用图像处理技术将采集到的图像与预先存储的图像进行比对，通过比对可以判断检修人员是否进入到带电区域。当发现有检修人员进入带电区域时，则由单片机电路控制报警电路发出报警信号，提醒检修人员及时地远离带电区域。由于视频侦测技术不受外界因素的干扰、报警准确性高，且可控性较强，因而减小了检修人员误入带电区域发生事故的可能性。

可选的，所述图像采集装置为高清摄像机。

可选的，所述报警电路包括驱动电阻、NPN三极管和蜂鸣器；所述驱动电阻的一端用于接收所述触发电压，所述驱动电阻的另一端连接所述NPN三极管的栅极，所述NPN三极管的集电极连接所述蜂鸣器的一端，所述蜂鸣器的另一端用于接收电源电压，所述NPN三极管的发射极接地。

可选的，所述单片机电路通过RS232串行接口与所述计算机连接。

可选的，所述输电线路检修防触电预警系统还包括充电控制电路和蓄电池；所述充电控制电路与所述单片机电路和所述蓄电池连接，用于对所述蓄电池进行充电，并检测充电电流和充电电压以产生充电检测信号；所述蓄电池与所述图像采集装置、所述计算机、所述单片机电路以及所述报警电路连接，用于向所述图像采集装置、所述计算机、所述单片机电路以及所述报警电路供电；所述单片机电路还用于将所述充电检测信号转换为充电检测信息，并将所述充电检测信息发送至所述计算机。通过设置充电控制电路和蓄电池，采用蓄电池供电技术对整个系统供电，便于整个系统在现场的使用。

可选的，所述充电控制电路包括降压电路、整流滤波电路、第一采样电路、稳压电路以及第二采样电路；所述降压电路用于对第一交流电压进行降压处理以产生第二交流电压；所述整流滤波电路用于对所述第二交流电压进行整流和滤波处理以产生第一直流电压；所述第一采样电路用于对所述整流滤波电路的输出电流进行采样；所述稳压电路用于对所述整流滤波电路的输出电压进行稳压处理；所述第二采样电路用于对所述稳压电路的输出电压和输出电流进行采样。

可选的，所述输电线路检修防触电预警系统还包括与所述计算机连接的无线模块，所述无线模块用于将所述报警信息和所述实时图像传输至总控室。通过设置无线模块，系统还可将实时图像和报警信息传送至总控室，实现管理人员对现场操作的监控。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的输电线路检修防触电预警系统，采用视频技术和图像处理技术相结合的方式实现对输电线路检修过程中触电的预警，克服了传统围栏在线路检修应用中保护效果不理想的缺陷，将线区域保护变为面区域保护。同时，本实用新型还克服了现有技术中采用感应电压报警装置易受干扰的缺陷，做到机房和人防的有机结合，确保线路检修人员的安全作业。

附图说明

图1是本实用新型实施例的输电线路检修防触电预警系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的输电线路施工区域和带电区域的示意图；

图3是本实用新型实施例的报警电路的电路图；

图4是本实用新型实施例的充电控制电路的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的输电线路检修防触电预警系统的部分电路图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

图1是本实用新型实施例的输电线路检修防触电预警系统的结构示意图，所述输电线路检修防触电预警系统包括图像采集装置11、计算机12、单片机电路13以及报警电路14。

所述图像采集装置11与所述计算机12连接，用于采集输电线路的实时图像，并将所述实时图像发送至所述计算机12。具体地，所述图像采集装置11可以采用高清摄像机。对输电线路进行检修时，可以采用支架将高清摄像机架设在检修现场。

所述计算机12与所述单片机电路13连接，用于将所述实时图像与预存图像进行比对，在通过比对发现有维修人员进入带电区域时发送报警信息至所述单片机电路13。具体地，对输电线路进行检修前，采用摄像机或者照相机获得输电线路在无人状态下的图像，将该图像存入所述计算机12，并根据带电区域安全距离的原则，在无人状态下的图像中绘制相应的带电区域，即在线路检修的视频监视区域中形成一个无形的安全围栏。图2是在无人状态下的图像中绘制带电区域的示意图，其中标记21为施工区域，标记22为带电区域。进行检修时，所述计算机12对所述实时图像和所述预存图像进行比对，如果检修人员误入了带电区域，所述实时图像和所述预存图像将呈现较大差异，所述计算机12据此产生所述报警信息。进一步，电力施工现场是在室外，由于受到强光、雾霾、光线变化等影响，在无人进入带电区域时，所述实时图像和所述预存图像也可能呈现较大差异。为了减小系统的误报警率，在本实施例中所述计算机12采用高斯混合模型对所述实时图像和所述预存图像进行比对。采用高斯混合模型对图像进行比对的抗干扰性强，可以实现低误报率。本领域技术人员知晓所述计算机12如何采用高斯混合模型进行图像比对，在此不再赘述。

所述单片机电路13与所述报警电路14连接，用于将所述报警信息转换为触发电压。具体地，所述计算机12产生的报警信息无法直接驱动所述报警电路14，因而通过所述单片机电路13对所述报警信息进行转换。在本实施例中，所述单片机电路13中的单片机为P87LPC767FN。当然，所述单片机电路13也可以根据实际设计需求选用其他型号的单片机，本实用新型对此不作限定。进一步，所述单片机电路13可以通过RS232串行接口与所述计算机12连接。

所述报警电路14用于在所述触发电压的控制下发出报警信号。图3是本实用新型实施例的报警电路的电路图，所述报警电路14包括驱动电阻R0、NPN三极管Q1和蜂鸣器B。所述驱动电阻R0的一端Out1用于接收所述触发电压，所述驱动电阻R0的另一端连接所述NPN三极管Q1的栅极，所述NPN三极管Q1的集电极连接所述蜂鸣器B的一端，所述蜂鸣器B的另一端用于接收电源电压，所述NPN三极管Q1的发射极接地。在本实施例中，所述报警电路的电源电压为5V，所述触发电压为高电平电压。

为了实现远程总控室的管理人员对检修现场进行监控，本实用新型实施例还提供另一种输电线路检修防触电预警系统。与图1对应的实施例相比，本实施例的输电线路检修防触电预警系统还包括与计算机连接的无线模块，所述无线模块用于将报警信息和实时图像传输至总控室。所述无线模块可以为GPRS模块、ZIGBEE模块以及433M传输模块等，本实施例对此不作限定。

需要说明的是，图1中的各个模块工作时均需要电能支撑。为了方便整个系统在现场的使用，本实用新型实施例还提供另一种输电线路检修防触电预警系统。与图1对应的实施例相比，本实施例的输电线路检修防触电预警系统还包括充电控制电路和蓄电池。所述充电控制电路与单片机电路和所述蓄电池连接，用于对所述蓄电池进行充电，并检测充电电流和充电电压以产生充电检测信号；所述蓄电池与图像采集装置、计算机、单片机电路以及报警电路连接，用于向所述图像采集装置、所述计算机、所述单片机电路以及所述报警电路供电；所述单片机电路还用于将所述充电检测信号转换为充电检测信息，并将所述充电检测信息发送至所述计算机。

图4是本实施例的充电控制电路的结构示意图，所述充电控制电路包括降压电路41、整流滤波电路42、第一采样电路43、稳压电路44以及第二采样电路45。具体地，所述降压电路41用于对第一交流电压进行降压处理以产生第二交流电压，所述第一交流电压可以为220V交流电压；所述整流滤波电路42用于对所述第二交流电压进行整流和滤波处理以产生第一直流电压；所述第一采样电路43用于对所述整流滤波电路的输出电流进行采样；所述稳压电路44用于对所述整流滤波电路42的输出电压进行稳压处理；所述第二采样电路45用于对所述稳压电路44的输出电压和输出电流进行采样。所述充电检测信号包括所述第一采样电路43对所述整流滤波电路42的输出电流进行采样获得的信号、所述第二采样电路45对所述稳压电路44的输出电压和输出电流进行采样获得的信号。

本实用新型实施例还提供所述充电控制电路和所述单片机电路的一种具体电路，参考图5所示。具体地，变压器T1作为所述降压电路41对交流电压Vac进行降压，二极管D1~D4和电容C1构成所述整流滤波电路42；第一电流传感器51、电阻R1以及电阻R2构成所述第一采样电路43，LM317集成电路、电容C2、电阻R3、电阻R4以及电容C3构成所述稳压电路44，电阻R5、电阻R6、第二电流传感器52、电阻R7以及电阻R8构成所述第二采样电路45；P87LPC767FN型单片机通过MAX232D集成电路与计算机连接，并对所述充电控制电路产生的充电检测信号进行模数转换，通过MAX232D集成电路将充电检测信息发送至计算机，使操作人员了解到电池的状态。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种输电线路检修防触电预警系统，其特征在于，包括图像采集装置、计算机、单片机电路以及报警电路；

所述图像采集装置与所述计算机连接，用于采集输电线路的实时图像，并将所述实时图像发送至所述计算机；

所述计算机与所述单片机电路连接，用于将所述实时图像与预存图像进行比对，在通过比对发现有维修人员进入带电区域时发送报警信息至所述单片机电路；

所述单片机电路与所述报警电路连接，用于将所述报警信息转换为触发电压；

所述报警电路用于在所述触发电压的控制下发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的输电线路检修防触电预警系统，其特征在于，所述图像采集装置为高清摄像机。

3.根据权利要求1所述的输电线路检修防触电预警系统，其特征在于，所述报警电路包括驱动电阻、NPN三极管和蜂鸣器；

所述驱动电阻的一端用于接收所述触发电压，所述驱动电阻的另一端连接所述NPN三极管的栅极，所述NPN三极管的集电极连接所述蜂鸣器的一端，所述蜂鸣器的另一端用于接收电源电压，所述NPN三极管的发射极接地。

4.根据权利要求1所述的输电线路检修防触电预警系统，其特征在于，所述单片机电路通过RS232串行接口与所述计算机连接。

5.根据权利要求1所述的输电线路检修防触电预警系统，其特征在于，还包括充电控制电路和蓄电池；

所述充电控制电路与所述单片机电路和所述蓄电池连接，用于对所述蓄电池进行充电，并检测充电电流和充电电压以产生充电检测信号；

所述蓄电池与所述图像采集装置、所述计算机、所述单片机电路以及所述报警电路连接，用于向所述图像采集装置、所述计算机、所述单片机电路以及所述报警电路供电；

所述单片机电路还用于将所述充电检测信号转换为充电检测信息，并将所述充电检测信息发送至所述计算机。

6.根据权利要求5所述的输电线路检修防触电预警系统，其特征在于，所述充电控制电路包括降压电路、整流滤波电路、第一采样电路、稳压电路以及第二采样电路；

所述降压电路用于对第一交流电压进行降压处理以产生第二交流电压；

所述整流滤波电路用于对所述第二交流电压进行整流和滤波处理以产生第一直流电压；

所述第一采样电路用于对所述整流滤波电路的输出电流进行采样；

所述稳压电路用于对所述整流滤波电路的输出电压进行稳压处理；

所述第二采样电路用于对所述稳压电路的输出电压和输出电流进行采样。

7.根据权利要求1至6任一项所述的输电线路检修防触电预警系统，其特征在于，还包括与所述计算机连接的无线模块，所述无线模块用于将所述报警信息和所述实时图像传输至总控室。