CN211979229U - 一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，包括主控制板、取能单元、储能单元、系统后台、环境监测单元、除冰单元以及图像单元，主控制板分别与取能单元、储能单元、系统后台、环境监测单元、除冰单元以及图像单元连接，除冰单元和图像单元连接，主控制板上设置有电源管理模块、中央处理模块、上位机通讯模块、下位机通讯模块。本实用新型的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，通过将整体安装于被监测架空输电线路上，以更近的距离清晰、直观观测导线上是否有覆冰以及覆冰的厚度情况，并添加除冰单元保证在结霜环境与覆冰环境下不影响图像采集模块采集效果。

Description

一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置

技术领域

本实用新型涉及架空输电线路监测领域，尤其涉及一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置。

背景技术

架空输电线路覆冰是影响送电线路安全运行的突出问题之一，严重的覆冰灾害将导致大面积倒塔、断线事故，造成巨大的经济损失，产生严重的社会负面影响。因此，及时发现线路覆冰情况，采取相关融冰除冰措施，可有力的保证输电线路在覆冰期的安全稳定运行。但是目前的架空输电线路大多路经人烟稀少地区，导致人工巡查费时费力，电网或供电局现在逐渐通过成熟的输电线路监测技术来部分代替人工巡检减轻巡检工作量。

目前输电线路在线监测一般分为图像类与数据类两种。其中图像类监控装置可通过摄像机远程、实时、直观的采集安装点周边线路通道环境情况。但现在所采用的图像装置安装在铁塔上主要采集铁塔周边线路通道环境情况有如下问题：

1、距离导线较远无法直接观测导线上覆冰情况；

2、覆冰期间摄像机镜头被覆冰遮盖无法观测周边图像信息；

3、由于功耗、性能等的限制，需要配置大容量电池、大功率太阳能板、大尺寸球机等，整体体积较大、重量较重，不便于安装维护。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，其能解决目前的监控方式中覆冰期间摄像机镜头被覆冰遮盖无法观测周边图像信息的问题。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，所述覆冰监测装置通过线夹固定在架空输电线路的导线上，包括主控制板、取能单元、储能单元、系统后台、环境监测单元、除冰单元以及图像单元，所述主控制板分别与所述取能单元、所述储能单元、所述系统后台、所述环境监测单元、所述除冰单元以及所述图像单元连接，所述除冰单元和所述图像单元连接，所述主控制板上设置有电源管理模块、中央处理模块、上位机通讯模块、下位机通讯模块，所述中央处理模块分别与所述电源管理模块、所述上位机通讯模块、所述下位机通讯模块连接，所述电源管理模块分别与所述取能单元和所述储能单元连接，所述上位机通讯模块与所述系统后台连接，所述下位机通讯模块分别与所述环境监测单元、所述除冰单元连接以及所述图像单元连接；

所述取能单元发送电能至所述电源管理模块，所述电源管理模块将电能输送至所述储能单元，所述储能单元为所述主控制板进行供电，所述主控制板根据预设逻辑为所述环境监测单元、所述除冰单元连接以及所述图像单元供电；所述系统后台根据预设拍照时间表定时通过所述上位机通讯模块发送拍照指令至中央处理模块，所述中央处理模块通过所述下位机通讯模块将所述拍照指令发送至所述图像单元，所述图像单元根据所述拍照指令对架空输电导线进行拍照得到图像数据，并将所述图像数据通过所述下位机通讯模块发送至所述中央处理模块，所述中央处理模块将所述图像数据通过所述上位机通讯模块发送至所述系统后台；所述环境监测单元实时采集环境温度，并将所述环境温度通过所述下位机通讯模块发送至所述中央处理模块，当所述环境温度低于零摄氏度时，所述中央处理模块通过所述下位机通讯模块控制所述除冰单元为所述图像单元进行加热处理。

进一步地，所述取能单元包括太阳能板和电流互感器，所述太阳能板将光能转化为电能并将电能传输至电源管理模块，所述电流互感器从架空线路导线上取能得到电能并传输至所述电源管理模块。

进一步地，所述上位机通讯模块包括4G通讯模块和GPRS通讯模块，所述4G通讯模块和所述GPRS通讯模块均与所述系统后台连接。

进一步地，所述下位机通讯模块包括温度接口模块、除冰接口模块以及UVC通讯模块，所述温度接口模块与所述环境监测单元连接，所述除冰接口模块与所述除冰单元连接，所述UVC通讯模块与所述图像单元连接。

进一步地，所述主控制板上还设置有图像压缩模块，所述图像压缩模块分别与所述UVC通讯模块和所述中央处理模块连接，所述图像单元将拍照得到的图像数据通过所述UVC通讯模块发送至所述图像压缩模块进行图像压缩处理，所述图像压缩模块将进行压缩处理后的所述图像数据发送至所述中央处理模块。

进一步地，所述除冰单元为除冰镜头，所述图像单元为模组摄像机，所述除冰镜头安装在所述模组摄像机上。

进一步地，所述环境监测单元为铂电阻，所述储能单元为高能电池。

进一步地，所述主控制板上还设置有存储模块、时钟模块以及调试模块，所述存储模块、所述时钟模块以及所述调试模块分别与所述中央处理模块连接，所述存储模块用于存储所述图像数据和所述环境温度，所述时钟模块用于根据预设拍照时间表定时生成拍照提醒指令，并将拍照提醒指令发送至所述中央处理模块，所述调试模块用于对所述中央处理模块的运行状态进行调试。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，整体安装于被监测的架空输电线路上，以更近的距离清晰、直观观测导线上是否有覆冰以及覆冰的厚度情况，并添加除冰单元保证在结霜环境与覆冰环境下不影响图像采集模块采集效果。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置架构框图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，本实施例中的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，覆冰监测装置通过线夹固定在架空输电线路的导线上，包括主控制板、取能单元、储能单元、系统后台、环境监测单元、除冰单元以及图像单元，主控制板分别与取能单元、储能单元、系统后台、环境监测单元、除冰单元以及图像单元连接，除冰单元和图像单元连接，主控制板上设置有电源管理模块、中央处理模块、上位机通讯模块、下位机通讯模块，中央处理模块分别与电源管理模块、上位机通讯模块、下位机通讯模块连接，电源管理模块分别与取能单元和储能单元连接，上位机通讯模块与系统后台连接，下位机通讯模块分别与环境监测单元、除冰单元连接以及图像单元连接。

取能单元发送电能至电源管理模块，电源管理模块将电能输送至储能单元，储能单元为主控制板进行供电，主控制板根据预设逻辑为环境监测单元、除冰单元连接以及图像单元供电；系统后台根据预设拍照时间表定时通过上位机通讯模块发送拍照指令至中央处理模块，中央处理模块通过下位机通讯模块将拍照指令发送至图像单元，图像单元根据拍照指令对架空输电导线进行拍照得到图像数据，并将图像数据通过下位机通讯模块发送至中央处理模块，中央处理模块将图像数据通过上位机通讯模块发送至系统后台；环境监测单元实时采集环境温度，并将环境温度通过下位机通讯模块发送至中央处理模块，当环境温度低于零摄氏度时，中央处理模块通过下位机通讯模块控制除冰单元为图像单元进行加热处理。

在本实施例中，上位机通讯模块包括4G通讯模块和GPRS通讯模块，4G通讯模块和GPRS通讯模块均与系统后台连接。下位机通讯模块包括温度接口模块、除冰接口模块以及UVC通讯模块，UVC(USB Video Class)通讯模块是一种采用USB视频捕获设备定义的协议标准的通讯设备。温度接口模块与环境监测单元连接，除冰接口模块与除冰单元连接，UVC通讯模块与图像单元连接。主控制板上还设置有图像压缩模块，图像压缩模块分别与UVC通讯模块和中央处理模块连接，图像单元将拍照得到的图像数据通过UVC通讯模块发送至图像压缩模块进行图像压缩处理，图像压缩模块将进行压缩处理后的图像数据发送至中央处理模块。取能单元包括太阳能板和电流互感器，太阳能板将光能转化为电能并将电能传输至电源管理模块，电流互感器从架空线路导线上取能得到电能并传输至电源管理模块。太阳能板和电流互感器为整个覆冰监测装置带来了源源不断的电能。

本实施例中的除冰单元为除冰镜头，图像单元为模组摄像机，除冰镜头安装在所述模组摄像机上。除冰镜头为所述模组摄像机进行加热处理具体为：当环境温度在0℃以下时，在预设拍照时间点前十分钟对模组摄像机进行加热处理，除冰镜头在通电的情况下镜头表面可以达到70℃，持续10分钟便可融化模组摄像机的摄像头前的冰霜与覆冰，实质即在镜头前加有加热玻璃，加热玻璃四周添加有电热丝，电热丝的工作原理与一般金属发热元件相同，都是金属通电后的电热现象。电流在通过导体后，电流会产生一定的热量并被导体传递出来，电热丝本身就是金属导体，在通电后即会散发出热量、提供热能从四周传导到整体加热玻璃，融化镜头前冰霜与覆冰。环境监测单元为铂电阻，根据铂电阻的阻值检测环境温度，铂电阻的电阻值随温度变化而变化，将阻值的变化转化为电压或电流的变化输入环境监测单元内设的主控芯片上测量电流，通过测量电路的转换，得到环境温度。储能单元为高能电池。

主控制板上还设置有存储模块、时钟模块以及调试模块，存储模块、时钟模块以及调试模块分别与中央处理模块连接，存储模块用于存储图像数据和环境温度，时钟模块用于根据预设拍照时间表定时生成拍照提醒指令，并将拍照提醒指令发送至中央处理模块，调试模块用于对中央处理模块的运行状态进行调试。中央处理模块包括单片机和看门狗电路，单片机与看门狗电路连接。

在本实施例中，本实用新型的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，整体安装于被监测导线上，以更近的距离清晰、直观观测导线上是否有覆冰以及覆冰的厚度情况，并添加除冰单元保证在结霜环境与覆冰环境下不影响图像采集模块采集效果。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，所述覆冰监测装置通过线夹固定在架空输电线路的导线上，其特征在于：包括主控制板、取能单元、储能单元、系统后台、环境监测单元、除冰单元以及图像单元，所述主控制板分别与所述取能单元、所述储能单元、所述系统后台、所述环境监测单元、所述除冰单元以及所述图像单元连接，所述除冰单元和所述图像单元连接，所述主控制板上设置有电源管理模块、中央处理模块、上位机通讯模块、下位机通讯模块，所述中央处理模块分别与所述电源管理模块、所述上位机通讯模块、所述下位机通讯模块连接，所述电源管理模块分别与所述取能单元和所述储能单元连接，所述上位机通讯模块与所述系统后台连接，所述下位机通讯模块分别与所述环境监测单元、所述除冰单元连接以及所述图像单元连接；

所述取能单元发送电能至所述电源管理模块，所述电源管理模块将电能输送至所述储能单元，所述储能单元为所述主控制板进行供电，所述主控制板根据预设逻辑为所述环境监测单元、所述除冰单元连接以及所述图像单元供电；所述系统后台根据预设拍照时间表定时通过所述上位机通讯模块发送拍照指令至中央处理模块，所述中央处理模块通过所述下位机通讯模块将所述拍照指令发送至所述图像单元，所述图像单元根据所述拍照指令对架空输电导线进行拍照得到图像数据，并将所述图像数据通过所述下位机通讯模块发送至所述中央处理模块，所述中央处理模块将所述图像数据通过所述上位机通讯模块发送至所述系统后台；所述环境监测单元实时采集环境温度，并将所述环境温度通过所述下位机通讯模块发送至所述中央处理模块，当所述环境温度低于零摄氏度时，所述中央处理模块通过所述下位机通讯模块控制所述除冰单元为所述图像单元进行加热处理。

2.如权利要求1所述的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，其特征在于：所述取能单元包括太阳能板和电流互感器，所述太阳能板将光能转化为电能并将电能传输至电源管理模块，所述电流互感器从架空线路导线上取能得到电能并传输至所述电源管理模块。

3.如权利要求1所述的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，其特征在于：所述上位机通讯模块包括4G通讯模块和GPRS通讯模块，所述4G通讯模块和所述GPRS通讯模块均与所述系统后台连接。

4.如权利要求1所述的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，其特征在于：所述下位机通讯模块包括温度接口模块、除冰接口模块以及UVC通讯模块，所述温度接口模块与所述环境监测单元连接，所述除冰接口模块与所述除冰单元连接，所述UVC通讯模块与所述图像单元连接。

5.如权利要求4所述的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，其特征在于：所述主控制板上还设置有图像压缩模块，所述图像压缩模块分别与所述UVC通讯模块和所述中央处理模块连接，所述图像单元将拍照得到的图像数据通过所述UVC通讯模块发送至所述图像压缩模块进行图像压缩处理，所述图像压缩模块将进行压缩处理后的所述图像数据发送至所述中央处理模块。

6.如权利要求1所述的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，其特征在于：所述除冰单元为除冰镜头，所述图像单元为模组摄像机，所述除冰镜头安装在所述模组摄像机上。

7.如权利要求1所述的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，其特征在于：所述环境监测单元为铂电阻，所述储能单元为高能电池。

8.如权利要求1所述的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，其特征在于：所述主控制板上还设置有存储模块、时钟模块以及调试模块，所述存储模块、所述时钟模块以及所述调试模块分别与所述中央处理模块连接，所述存储模块用于存储所述图像数据和所述环境温度，所述时钟模块用于根据预设拍照时间表定时生成拍照提醒指令，并将拍照提醒指令发送至所述中央处理模块，所述调试模块用于对所述中央处理模块的运行状态进行调试。

9.如权利要求1所述的一种安装在架空输电线路上的覆冰监测装置，其特征在于：所述中央处理模块包括单片机和看门狗电路，所述单片机与所述看门狗电路连接。

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