CN206322297U - 一种基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及架空输电线路监测技术，具体涉及一种基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，包括输电杆塔，还包括监测子站和中心站；监测子站包括Ku波段雷达传感器、加速度传感器、高速球机、A/D转换模块、微处理器、通信模块、电源系统、声光报警模块；中心站包括后台服务器、数据存储单元、信号处理模块、短信报警模块、控制抓拍模块；高速球机水平安装在输电杆塔横担下方；Ku波段雷达传感器、加速度传感器安装在输电杆塔支架上。该装置提高了线路运行工作质量，减少了外破跳闸的次数，从而保证了供电可靠性和电网的安全运行。

Description

一种基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置

技术领域

本实用新型属于架空输电线路监测技术领域，尤其涉及一种基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置。

背景技术

随着我国城市建设的日益加速，输电线路走廊附近的施工现场越来越多，重要铁路、公路、航道同输电线路的交跨日益普遍。塔吊、泵车等大型机械穿越架空线路引起的线路跳闸时有发生，外力破坏已成为影响输电线路安全运行的主要因素之一。目前一般采用定期人工巡视、视频监控等方式防止施工现场的输电线路受到外力破坏，但这些方式存在人员需求量大、监控范围受环境因素影响较大等问题，给管理带来困难。且人工巡视、视频监控等传统监测方式主要作为事后追查的依据，达不到及时预防和现场制止的作用。近年来也出现了一些红外、激光等新型防外破方式，但其技术手段还不够成熟，不能满足输电线路防外破监测的需求。因此研究开发出高效、稳定的输电线路防外力破坏监视系统将有效遏制输电线路外力破坏事故的频发。

雷达作为一种重要的移动目标检测手段，在军事上用来监测入侵物体已有广泛的应用。随着电子水平及制造工艺的不断发展，电子器件不断小型化，低价化，民用小型化雷达被开发出来并应用于各类安防系统中，在雷达波束区域内的活动目标，其方位，距离，速度信息都可以被准确计算出来，这种特性也适用于监测输电线路附近的外物入侵。

实用新型内容

本实用新型的目的是利用Ku波段雷达具有定位精度高、重量轻、体积小、不易受干扰，在大雨、大雪等天气情况下仍具有良好的效果，且Ku波段雷达有较好的俯视角可以覆盖更近的区域的特点。提供一种基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，用于实时监测输电线路走廊情况。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，包括输电杆塔，还包括监测子站和中心站；监测子站包括Ku波段雷达传感器、加速度传感器、高速球机、A/D转换模块、微处理器、通信模块、电源系统、声光报警模块；中心站包括后台服务器、数据存储单元、信号处理模块、短信报警模块、控制抓拍模块；所述微处理器分别与高速球机、A/D转换模块、通信模块、声光报警模块和电源系统双向连接，所述A/D转换模块分别连接所述Ku波段雷达传感器和加速度传感器；所述Ku波段雷达传感器、加速度传感器、高速球机、A/D转换模块、微处理器、通信模块、声光报警模块的电源端分别接所述电源系统的电源输出端；所述微处理器与后台服务器相连；所述后台服务器分别与信号处理模块、数据存储单元、短信报警模块和控制抓拍模块连接；所述高速球机水平安装在所述输电杆塔横担下方；所述Ku波段雷达传感器、加速度传感器安装在所述输电杆塔支架上。

在上述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置中，所述Ku波段雷达传感器选用频率覆盖范围为12～18GHz的Ku波段雷达。

在上述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置中，所述Ku波段雷达传感器、加速度传感器、A/D转换模块、微处理器、通信模块、电源系统、声光报警模块分别安装在预警装置机箱内。

在上述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置中，所述电源系统采用太阳能电池板与蓄电池配合模式。

在上述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置中，所述通信模块选用GPRS/RF通信方式。

在上述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置中，所述声光报警模块包含两种报警模式，分别为急促蜂鸣闪烁和慢速蜂鸣闪烁。

在上述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置中，所述后台服务器采用工控计算机。

本实用新型的有益效果是：

（1）通过对大型机械、动植物等可能对输电线路造成破坏提前进行预警，及时消除隐患，并通知维护人员赶赴现场，确保电力部门能够及时掌握并解决存在的安全隐患，确保输电线路不受外力破坏。

（2）在电力设施保护工作中利用“技防”措施，弥补了“人防”的不足，提高了运行工作效率，降低了人员巡视、维护的工作量，同时也避免巡视过度仍发现不了问题的情况。

（3）提高了线路运行工作质量，减少了外破跳闸的次数，从而保证了供电可靠性和电网的安全运行。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”“连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实施例采用的技术方案如下：一种基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，包括输电杆塔，还包括监测子站和中心站；监测子站包括Ku波段雷达传感器、加速度传感器、高速球机、A/D转换模块、微处理器、通信模块、电源系统、声光报警模块；中心站包括后台服务器、数据存储单元、信号处理模块、短信报警模块、控制抓拍模块；所述微处理器分别与高速球机、A/D转换模块、通信模块、声光报警模块和电源系统双向连接，所述A/D转换模块分别连接所述Ku波段雷达传感器和加速度传感器；所述Ku波段雷达传感器、加速度传感器、高速球机、A/D转换模块、微处理器、通信模块、声光报警模块的电源端分别接所述电源系统的电源输出端；所述微处理器与后台服务器相连；所述后台服务器分别与信号处理模块、数据存储单元、短信报警模块和控制抓拍模块连接；所述高速球机水平安装在所述输电杆塔横担下方；所述Ku波段雷达传感器、加速度传感器安装在所述输电杆塔支架上。

进一步，所述Ku波段雷达传感器选用频率覆盖范围为12～18GHz的Ku波段雷达。

进一步，所述Ku波段雷达传感器、加速度传感器、A/D转换模块、微处理器、通信模块、电源系统、声光报警模块分别安装在预警装置机箱内。

进一步，所述电源系统采用太阳能电池板与蓄电池配合模式。

在上述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置中，所述通信模块选用GPRS/RF通信方式。

进一步，所述声光报警模块包含两种报警模式，分别为急促蜂鸣闪烁和慢速蜂鸣闪烁。

更进一步，所述后台服务器采用工控计算机。

具体实施时，如图1所示，一种基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，由监测子站和中心站构成，监测子站包括Ku波段雷达传感器、加速度传感器、高速球机、A/D转换模块、微处理器(MCU)、通信模块、电源系统、声光报警模块。中心站包括后台服务器、数据存储单元、信号处理模块、短信报警模块、控制抓拍模块。

并且，选用频率覆盖范围为12～18GHz的Ku波段雷达。

并且，Ku波段雷达传感器、加速度传感器安装在输电杆塔支架上；Ku波段雷达传感器、加速度传感器配合监视，在保证输电线路足够警戒范围的前提下，根据对入侵目标的形体、相对位移速度进行检测及识别，能识别出衣物、树木等悬挂物的晃动等干扰源，杜绝误报。

并且，高速球机分别安装在输电杆塔横担的下方，可360度监控输电线路现场环境，监测终端可以与输电线路视频监测系统联动，附近的摄像头将自动聚焦至入侵点进行现场拍照或者录像，使中心站可以更好的掌握现场情况并采取有效措施。

并且，高速球机的网口与所述微处理器的相应网口双向连接；Ku波段雷达传感器的串口与微处理器的相应串口双向连接；通信模块的串口与微处理器的相应串口双向连接；声光报警模块的串口与微处理器的相应串口双向连接；电源系统的控制端与微处理器的相应端口双向连接。

并且，Ku波段雷达传感器、加速度传感器、高速球机、A/D转换模块、微处理器(MCU)、通信模块、声光报警模块的电源端分别接电源系统的相应电源输出端。

并且，电源系统为太阳能电池板加蓄电池配合模式；通信模块选用GPRS/RF通信方式，在不工作时处于休眠状态，以延长通信设备的使用寿命和降低电能消耗。

并且，Ku波段雷达传感器、加速度传感器、A/D转换模块、微处理器(MCU)、通信模块、电源系统、声光报警模块分别安装在预警装置机箱里面；

并且，信号处理模块通过分析混合信号，实时计算入侵目标的危险等级，设定不同级别的报警模式，通过现场声光报警模块对即将发生的外力破坏行为进行警告；声光报警模块包含两种报警模式，分别为急促蜂鸣闪烁、慢速蜂鸣闪烁，表征非常危险/存在隐患，从而区分入侵目标的危险等级。

并且，控制抓拍模块根据查证需要，附近的摄像头将自动聚焦至入侵点进行现场拍照或者录像。

并且，后台服务器为工控计算机。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

虽然以上结合附图描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，包括输电杆塔，其特征在于，还包括监测子站和中心站；监测子站包括Ku波段雷达传感器、加速度传感器、高速球机、A/D转换模块、微处理器、通信模块、电源系统、声光报警模块；中心站包括后台服务器、数据存储单元、信号处理模块、短信报警模块、控制抓拍模块；所述微处理器分别与高速球机、A/D转换模块、通信模块、声光报警模块和电源系统双向连接，所述A/D转换模块分别连接所述Ku波段雷达传感器和加速度传感器；所述Ku波段雷达传感器、加速度传感器、高速球机、A/D转换模块、微处理器、通信模块、声光报警模块的电源端分别接所述电源系统的电源输出端；所述微处理器与后台服务器相连；所述后台服务器分别与信号处理模块、数据存储单元、短信报警模块和控制抓拍模块连接；所述高速球机水平安装在所述输电杆塔横担下方；所述Ku波段雷达传感器、加速度传感器安装在所述输电杆塔支架上。

2.如权利要求1所述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，其特征在于，所述Ku波段雷达传感器选用频率覆盖范围为12～18GHz的Ku波段雷达。

3.如权利要求1所述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，其特征在于，所述Ku波段雷达传感器、加速度传感器、A/D转换模块、微处理器、通信模块、电源系统、声光报警模块分别安装在预警装置机箱内。

4.如权利要求1所述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，其特征在于，所述电源系统采用太阳能电池板与蓄电池配合模式。

5.如权利要求1所述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，其特征在于，所述通信模块选用GPRS/RF通信方式。

6.如权利要求1所述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，其特征在于，所述声光报警模块包含两种报警模式，分别为急促蜂鸣闪烁和慢速蜂鸣闪烁。

7.如权利要求1所述的基于Ku波段雷达的输电线路外力破坏监测与预警装置，其特征在于，所述后台服务器采用工控计算机。