CN210074876U - 一种牵引变电所监控装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种牵引变电所监控装备，包括：平台管理子系统、通信网络子系统、视频监控子系统、巡检机器人子系统、机器人充电子系统。所述的平台管理子系统由上级主站平台和若干个站端子站平台组成，站端子站平台管控视频监控子系统和巡检机器人子系统，并使之快速定位聚焦、拾取现场视频及图片；上级主站平台对站端子站平台集中管控与大数据分析；所述的通信网络子系统由站端无线网络和有线局域网组成；所述的视频监控子系统在固定位置实现视频监控，提取设备实施状态图片及视频；所述巡检机器人子系统沿着预先设定的路径行走，进行气体和温湿度检测；所述机器人充电子系统为提供机器人自主充电以及空闲待命的充电房等设施。

Description

一种牵引变电所监控装备

技术领域

本实用新型涉及铁路牵引变电所技术领域，具体是一种牵引变电所监控装备。

背景技术

铁路牵引变电所的功能是将三相的110kV(或220kV)高压交流电变换为两个单相的27.5kV的交流电，然后向铁路上、下行两个方向的接触网(额定电压为27.5kV)供电。牵引变电所负荷单一，当有电力机车通过该变电所供电范围时，牵引变电所才会带有负荷；反之，则负荷为零。随着铁路运输任务需求的增加，机车车次越来越多，牵引变电所的电压闪变次数也越来越频繁，给目前现有监控设备和人员值班增加了难度，有时会因无法及时捕获到设备状态而错过设备维护时机，给机车运行增添了风险，为此变电所需要进行监控的改进。本实用新型提供了一种牵引变电所监控装备，该监控装备的组成不仅可以解决铁路牵引变电所目前监控中存在状态监视不到位、记录信息不全的问题，还可以通过信息化和智能化技术增加巡视密度，实现自主决策，在监视控制方面为传统牵引变电所成为智能牵引变电所打下基础。

实用新型内容

本实用新型提供一种牵引变电所监控装备，主要由平台管理子系统、通信网络子系统、视频监控子系统、巡检机器人子系统和机器人充电子系统五个系统构成。

平台管理子系统，其特征在于由牵引变电所的上级主站平台与自身的站端子站平台组成，站端子站平台完成控制站端机器人以及对站端视频监控所采集的视频信息的分析工作；上级主站平台完成对若干个站端子站平台远程集中监控，同时对站端信息进行分类存储及深度挖掘，实现上级平台的远程监视以及快速决策。

通讯网络子系统，其特征在于部署于牵引变电所的无线及有线网络，其中无线网络为部署于变电所机房屋顶的无线接入点，它对牵引变电所实现无线全覆盖，承担机器人巡检过程中与平台管理子系统之间的信息交互；有线网络由站端光纤及交换机组成，它承担视频监控子系统的设备接入有线局域网，实现平台管理子系统内以及与固定监控的信息交互。

视频监控子系统，其特征在于部署在牵引变电所的高速球型摄像机以及硬盘录像机，它将传统固定式视频监控的图像信息集中采集，通过平台管理子系统进行图像识别及智能分析工作，将图像数据转化为数字信息，同时根据站端环境及预设触发条件，开发了适时触发视频联动功能，实现了设备故障快速追踪反馈。

巡检机器人子系统，其特征在于部署在牵引变电所的巡检机器人，具体包括气体检测模块、温湿度检测模块、云台模块、底盘模块、供电模块以及语音对讲模块。其中气体检测模块是采用红外吸收检测原理的气体传感器模组，用于测量牵引变电所环境的六氟化硫气体；温湿度检测模块是检测牵引变电所环境的温度、湿度，其传感器具有预防结露功能；云台模块可控制高清摄像头与红外热像仪在巡检过程中的拍摄角度，进行仪表识别、红外测温；底盘模块由四个独立驱动的轮子组成，支持原地转弯,底盘驱动模块具有自身高压、低压、过流、短路、断路、过温、通讯实时监测功能，发生异常时自动停车并能上报错误状态；供电模块可实现机器人自主充电，装置有正负极触头和信号触头；语音对讲模块采用坚固、耐用美观的金属全屏蔽结构设计，表面电镀处理，远离环境噪音、杜绝电磁的干扰，适合多点式同步语音取样。

机器人充电子系统，其特征在于部署于牵引变电所室外供巡检机器人自主充电或空闲待命的场所，当机器人进出充电房时，机器人充电子系统中的自控单元可触发充电场所的自动开关，实现机器人自主充电。

该套设备将传统的固定视频监控和现代的行走机器人相结合，采集各类信息，以变电所为一节点，并将信息上传到上一级进行集中控制，这灵活而又经济的方案可以根据变电所现有的实际情况很方便地进行配置增减，实现设备分布式、信息集中式的技术改造。它与现有技术相比，本系统的优点在于：(1) 固定式视频和活动式机器人相结合，既可满足负荷单一、电压跳变监控的需求，也可满足变电所全方位巡视的需要；(2)设备分布式布置可最大程度利用现有设备进行改造，既可达到集中控制，也可实现各变电所之间互联互通。

附图说明

图1为本实用新型的组成图，图2为本实用新型的巡检机器人子系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，本牵引变电所综合监控系统包括平台管理子系统1、通信网络子系统2、视频监控子系统3、巡检机器人子系统4和机器人充电子系统5五大部分。

所述平台管理子系统1，包括上级主站平台1-1以及站端子站平台1-2，其中上级主站平台1-1具体部署于供电段控制室的服务器中，也可以根据需要配置视频服务器与数据服务器，通过现有的有线网络与站端子站平台按照104规约进行互联互通，具有对一个或多个的站端子站平台的集中管控与大数据分析功能，用于对站端信息的远程集中管控和数据分析工作；站端子站平台1-2部署于牵引变电所机房中的客户端电脑中，承担视频监控子系统3和巡检机器人子系统4的管控工作，包括巡检任务的派发、远程遥控作业以及图像智能分析等工作，可以向视频监控子系统3发出巡视指令，使其快速完成定位聚焦，拾取现场视频及图片，同时通过通信网络子系统2以无线方式与巡检机器人完成实时通信，管控巡检机器人的工作状态，在得到授权的情况下可以切换到本地模式，分析处理监控信息。

所述通讯网络子系统2，包括部署于牵引变电所的无线2-1及有线2-2网络，无线2-1网络为变电所机房屋顶的无线路由器，它可以对巡检机器人活动范围的全覆盖，实现机器人巡检过程中与平台管理子系统之间的信息交互；有线 2-2网络由牵引变电所的站端网线、双绞线、光纤以及交换机组成，将现场视频监控设备接入通讯网络子系统2，实现平台管理子系统1内部以及对视频监控子系统3的信息交互。

所述视频监控子系统3，包括高速球型摄像机以及硬盘录像机，通过对室内外高速型摄像机的布置，实现牵引变电所的相关技术状态的视频监控以及巡视工作，并通过参数设置控制，可完成监控的快速聚焦定位，拾取现场情况视频及图片；通过有线2-2网络将实施视频信息上传至站端子站平台1-2，由站端子站平台1-2进行图像处理和分析，并上报给主站平台1-1；当，站端子站平台 1-2发现结果异常时，发出告警信息，提示上级及时处理；当上级主站平台1-1 发现结果异常时，及时通知站端子站平台1-2，指导牵引变电所进行处理。

所述巡检机器人子系统4，其组成如图2所示，它由云台模块4-1、气体检测模块4-2、温湿度检测模块4-3、语音对讲模块4-4、供电模块4-5和底盘模块4-6组成。其中云台模块4-1为全向型云台，支持垂直方向90°和水平方向 360°旋转，并配有补光灯和雨刷，以支持夜间和雨天的监控；气体检测模块4-2、温湿度检测模块4-3可实现对站端六氟化硫气体以及温湿度的检测，并可完成了仪表识别、红外测温工作；语音对讲模块4-4，包括拾音器和对讲机，既可以用于管廊内部人员与后台人员通话指导，也可以实现语音的采集，它采用阵列式布局和环境降噪技术，设计了数字降噪信号处理电路，内置语音激励功能，提高语音清晰度，其中双层空气缓冲系统结构，可以使语音清晰的再现，必要时后台可以控制播放设定的语音达到警示效果；供电模块4-5为锂电电池，一次充电可供机器人7*24小时自主巡检；底盘模块4-6为四轮独立驱动的底盘，具有强大的路况适应能力，并配有激光雷达导航，可以按设定的路线或者远程遥控实现全站覆盖，做到在特殊复杂环境中检测无死角；同时借助无线网络2-1将信息巡检结果反馈至站端子站平台1-2。

所述机器人充电子系统5，部署于牵引变电所室外场坪角落处，成为机器人充电以及空闲待命的场所，它具备根据机器人进出的情况自动开关卷帘门的功能，实现机器人的自动充电功能，当成功充电后，充电指示灯会变绿，且电流表显示当前充电电流。另外自主充电装置还能进行手动模式切换，当切换成手动充电模式情况下，只要车体充电正负极触头与充电座正负极接触就能直接充电。

综上所述，本实用新型提供的牵引变电所监控装备既可以实现牵引变电所技术状态的实时监控，也可实现牵引变电所环境安全的巡视，达到了监控方面的专业化、智能化的效果，该系统在云南昆玉河屏边变电所改造中得到了应用，在实用性和经济性上领先于现有技术。

Claims (5)

1.一种牵引变电所监控装备，其特征在于：对牵引变电所实施实时全方位监控，其包括平台管理子系统(1)，通信网络子系统(2)，视频监控子系统(3)，巡检机器人子系统(4)和机器人充电子系统(5)五个系统，所述的平台管理子系统(1)由牵引变电所的上级主站平台(1-1)与自身的站端子站平台(1-2)组成；所述的通信网络子系统(2)由牵引变电所的站端无线(2-1)网络和有线(2-2)局域网组成；所述的视频监控子系统(3)由牵引变电所的高速球型摄像机以及硬盘录像机组成；所述的巡检机器人子系统(4)由牵引变电所的巡检机器人组成；所述的机器人充电子系统(5)由牵引变电所室外供巡检机器人充电或待命的场所组成。

2.根据权利要求1所述的牵引变电所监控装备，其特征在于：所述平台管理子系统(1)是由站端子站平台(1-2)完成控制站端机器人以及对站端视频监控所采集的视频信息的分析工作；上级主站平台完成接入的站端子站平台远程集中监控，同时对站端信息进行分类存储及深度挖掘，实现上级平台的远程监视以及快速决策。

3.根据权利要求1所述的牵引变电所监控装备，其特征在于：所述的通信网络子系统(2)由站端无线(2-1)网络和有线(2-2)网络组成，无线网络部署于牵引变电所站房顶部，完成巡检机器人子系统与平台管理子系统之间的实时通讯；站端有线(2-2)网络由站端光纤及交换机组成，实现视频监控子系统、平台管理子系统之间的实时通讯。

4.根据权利要求1所述的牵引变电所监控装备，其特征在于：所述的视频监控子系统(3)通过对室内外高速球机的布置，完成变电所的状态视频监控巡视工作，并具有监控的快速聚焦定位、拾取现场情况视频及图片功能。

5.根据权利要求1所述的牵引变电所监控装备，其特征在于：所述的巡检机器人子系统(4)由云台模块(4-1)、气体检测模块(4-2)、温湿度检测模块(4-3)、语音对讲模块(4-4)、供电模块(4-5)和底盘模块(4-6)组成，完成气体、温湿度的检测，并具有仪表识别、红外测温和语音采集功能。

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