CN218958627U

CN218958627U - 一种基于智能控制的输电线路防外破系统

Info

Publication number: CN218958627U
Application number: CN202223515679.7U
Authority: CN
Inventors: 王维坤
Original assignee: Anhui Power Transmission and Transformation Engineering Co Ltd
Current assignee: Anhui Shun'an Power Grid Construction Co ltd
Priority date: 2022-12-28
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2023-05-02
Anticipated expiration: 2032-12-28

Abstract

本实用新型公开了一种基于智能控制的输电线路防外破系统，包括：现场采集装置以及远程处理平台；该现场采集装置设置于电力塔架以监测输电线路，该现场采集装置包括激光雷达、图像采集单元、传感器组合单元、单片机以及远程数据传输单元，该传感器组合单元包括接近传感器；该激光雷达采集输电线路的激光点云数据，该图像采集单元采集输电线路的图像数据；该远程数据传输单元用于传输该激光点云数据以及该图像数据至该远程处理平台；该单片机分别与该激光雷达、图像采集单元、传感器组合单元、远程数据传输单元连接，该单片机根据该接近传感器在感测到物体进入预定范围时发出的触发信号，触发该激光雷达以及该图像采集单元启动或改变工作模式。

Description

一种基于智能控制的输电线路防外破系统

技术领域

本实用新型涉及电力监测领域，特别是涉及一种基于智能控制的输电线路防外破系统。

背景技术

电网是承载着国民经济的重要设施，电力设备的安全对电力用户供应可靠性、社会的稳定以及经济的发展起着重要的作用。随着国家智能电网建设的不断推进，中国已经是世界上输电线路里程数最长的国家。

同时，输电线路也经常面对外力破坏带来的危害。该外力破坏包括人为损坏、车辆碰撞、地质灾害、输电线路摆动等等。这些外力破坏危害电网安全，容易造成重大的经济损失，威胁人员安全。

对于输电线路的检测，目前主要采用机载激光雷达飞行作业，进行定时检测的方式。机载作业通常每年进行一次，是监测地质灾害或植被生长造成的线路保护区隐患威胁的主要手段。

但是，由于成本限制和工况要求，机载激光激光雷达采集三维数据的频次低，对突发事件的警报相对滞后。

因此，亟需寻求一套可以及时响应、精确测量、全天时作业、三维可视化的防外破系统，实现对电力设施的高效监测。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于，提供一种基于智能控制的输电线路防外破系统，用于通过多传感器对输电线路进行可及时响应外来侵入的防外破监测，提升突发状况的应对及时性。

本实用新型公开了一种基于智能控制的输电线路防外破系统，该系统包括：

现场采集装置以及远程处理平台；

该现场采集装置设置于电力塔架以监测输电线路，该现场采集装置包括激光雷达、图像采集单元、传感器组合单元、单片机以及远程数据传输单元，该传感器组合单元包括接近传感器；

该激光雷达采集输电线路的激光点云数据，该图像采集单元采集输电线路的图像数据；

该远程数据传输单元用于传输该激光点云数据以及该图像数据至该远程处理平台；

该单片机分别与该激光雷达、图像采集单元、传感器组合单元、远程数据传输单元连接，该单片机根据该接近传感器在感测到物体进入预定范围时发出的触发信号，触发该激光雷达以及该图像采集单元启动或改变工作模式。

该传感器组合单元包括：

多个接近传感器，该多个接近传感器设置于电力塔架的不同方位。

所述的基于智能控制的输电线路防外破系统，还包括警报装置，该警报装置用于发出警报信号以提示该物体远离。

该警报装置包括声音装置、嗡鸣振动装置、图像显示装置、无人机或通信装置。

该传感器组合单元还包括振动传感器，该单片机根据该振动传感器在感测到振动时发出的触发信号触发该激光雷达以及该图像采集单元改变工作模式。

该远程数据传输单元为4G网络通信模块。

该图像采集单元与该激光雷达的视场重叠。

该图像采集单元还包括夜视图像采集仪。

该系统还包括太阳能供电单元，该太阳能供电单元包括蓄电池、电池控制器以及太阳能电池板，该太阳能供电单元为该现场采集装置供电。

本实用新型通过多传感器对塔架近旁情况以及输电线路进行基于外来入侵的实时监测，提升突发状况的应对及时性，提升现场适用性。对于外界破坏等危险状况进行警报，提升输电线路的安全保障力度。

附图说明

图1所示为本实用新型的基于智能控制的输电线路防外破系统的结构框架图；

图2所示为本实用新型的基于智能控制的输电线路防外破系统的结构示意图；

图3所示为该指令处理模块的组成示意图；

图4所示为本实用新型的太阳能供电单元的结构示意图；

图5所示为本实用新型的现场采集装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例描述本实用新型的技术方案的实现过程，不作为对本实用新型的限制。

本实用新型提供一种基于智能控制的输电线路防外破系统，设置于电力塔架上或者塔架近旁，当有人员、车辆、地形变化等入侵到电力塔架特定范围内时，启动或加密多传感器对塔架近旁情况以及输电线路进行的实时监测，提升突发状况的应对及时性，提升现场适用性。

如图1所示为本实用新型的基于智能控制的输电线路防外破系统的结构框架图。如图2所示为本实用新型的基于智能控制的输电线路防外破系统的结构示意图。

该输电线路防外破系统1包括两大部分，现场采集装置100以及远程处理平台200。

该现场采集装置100设置于电力塔架以监测输电线路，该现场采集装置100包括激光雷达10、图像采集单元20、单片机30、远程数据传输单元40以及传感器组合单元70。

该激光雷达10设置于电力塔架上或者电力塔架近旁，视场覆盖输电线路。该激光雷达10采集输电线路的激光点云数据。该图像采集单元20与该激光雷达10的视场重叠，该图像采集单元20采集该输电线路的图像数据。该图像采集单元可采用摄像机，另外还可采用夜视图像采集仪，以昼夜进行图像采集。

该远程数据传输单元40用于传输该激光点云数据以及该图像数据至该远程处理平台200。

传感器组合单元70，该传感器组合单元包括接近传感器或者红外传感器。

该远程数据传输单元40可采用4G网络通信模块。该远程数据传输单元40可设置于防水盒中，以防尘防水防撞击防破坏。

该单片机30分别与该激光雷达、图像采集单元、远程数据传输单元40、传感器组合单元70连接。

该接近传感器或者红外传感器用于实时感测是否有物体进入预定范围，一旦有人类、车辆、地质变化带来的任何物体进入预定范围，该接近传感器或者红外传感器发出触发信号至该单片机30。

该单片机30根据该触发信号触发该激光雷达以及该图像采集单元改变工作模式。该激光雷达以及该图像采集单元可每隔预设时间间隔工作预定的工作时长。当激光雷达以及该图像采集单元处于未工作状态时，该单片机30根据该触发信号触发该激光雷达以及该图像采集单元开始工作，当激光雷达以及该图像采集单元处于工作状态时，该单片机30根据该触发信号触发该激光雷达以及该图像采集单元缩短该预设时间间隔或者增加该预定的工作时长，即，当发生入侵情况时，增大数据采集的频率和密度，以对现场情况进行更为充分的监测，或者，驱动该激光雷达及图像采集单元转向至特定朝向以获得特定的采集视场范围。总之，提高远程处理平台对现场情况的掌握程度。

该激光雷达以及该图像采集单元的其他工作模式也在本实用新型的公开范围内。

在另一实施例中，该单片机30还可进一步包括指令接口模块301、指令处理模块302以及驱动控制模块303，该指令接口模块301连接于该远程数据传输单元40以接收该远程处理平台200发出的控制指令，该指令处理模块302根据该控制指令产生转换信号，该驱动控制模块303分别与该激光雷达10以及该图像采集单元20连接并根据该转换信号使得该激光雷达10以及该图像采集单元20各自进入对应的工作模式。

即，该远程处理平台200还可根据该激光点云数据以及该图像数据进行数据分析，识别当前电力塔架是否存在危险情况或外力破坏的趋势，并发出控制指令以改变激光雷达10和/或图像采集单元20的工作模式，例如增加工作时长或者增加工作频率或者转换激光雷达10/图像采集单元20的朝向。

如图3所示为该指令处理模块的组成示意图。

指令处理模块302进一步包括解析模块以及控制模块。该解析模块用于解码指令接口模块301接收到的该控制指令，该控制模块用于根据解码后的控制指令生成对应的转换信号。

驱动控制模块303进一步包括激光雷达驱动模块以及图像采集单元驱动模块。该驱动控制模块303用于将该转换信号转换为该激光雷达和/或该图像采集单元对应的数据格式。该激光雷达驱动模块用于将该转换信号转换为激光雷达采用的数据格式，该图像采集单元驱动模块用于将该转换信号转换为图像采集单元采用的数据格式。则激光雷达以及图像采集单元则可以根据该转换信号执行相应的工作模式。

对于激光雷达和/或该图像采集单元产生的反馈数据，例如报错信号等，该控制模块还用于根据反馈数据，生成反馈信号，该解析模块用于对该反馈信号进行编码，经由该指令接口模块传送至该远程处理平台，从而实现双向的通信，使得远程处理平台200能够及时了解现场传感器的运行情况，进而在此发出控制指令。

该激光雷达在初始时可工作于一初始工作模式，例如每个半小时运行10分钟，在不断运行过程中，远程处理平台根据现场采集的激光点云数据以及图像分析得到的现场状况，以发出控制指令改变该工作模式。

该工作模式包括：时间模式和/或视场模式；

该时间模式包括：间隔特定时间工作特定时长或者持续工作；

该视场模式包括：驱动该激光雷达转向至特定朝向以获得特定的采集视场范围。

例如，当分析得到现场存在危险状况时，可发出控制指令以减小间隔时间，增加工作时长，以密集的采集现场状况做进一步的分析。或者，驱动激光雷达/图像采集单元转向，以获得感兴趣区域的数据。

该传感器组合单元70可包括多个接近传感器或红外传感器，该多个接近传感器可分别设置于电力塔架的不同方位，以加大监测范围。

该传感器组合单元还包括振动传感器，该单片机30根据该振动传感器在感测到振动时发出的触发信号触发该激光雷达以及该图像采集单元改变工作模式。

现场采集装置100还可以进一步包括太阳能供电单元50以及警报装置60。

该太阳能供电单元50分别与该激光雷达10、图像采集模块20、单片机30以及远程数据传输单元40连接，以为其供电。该太阳能供电单元50包括太阳能电池板501、蓄电池502以及电池控制器503。如图4所示为本实用新型的太阳能供电单元的结构示意图。该太阳能供电单元50设置于电力塔架上。该蓄电池502以及电池控制器503可均设置于防水盒中，以保证长时间设置在户外的安全。

警报装置60与单片机30连接，该警报装置用于发出警报信号以提示该入侵物体远离。

该警报装置包括声音装置、嗡鸣振动装置、图像显示装置、无人机或通信装置。该声音装置可播放预定音频进行示警，要求人员撤离；该嗡鸣振动装置可发出嗡鸣振动信号示警；该图像显示装置可显示预定的示警图像；该无人机可在收到控制指令后直接升空，奔赴电力塔架现场，进行物资投放、信息传递等操作；通信装置在收到控制指令后，可主动联系特定通信终端，发出示警信号。

如图5所示为本实用新型的现场采集装置的结构示意图。该激光雷达10以及该图像采集单元20设置于该采集定位支架103。该采集定位支架103的首要作用是安置该激光雷达以及该图像采集单元，使得二者均固定于该采集定位支架之上。同时，由于二者均相对该采集定位支架位置固定、姿态固定，则该激光雷达以及该图像采集单元彼此之间相对位置固定以及相对姿态固定，从而使得二者视场重叠，可以采集到相同区域范围的数据。

该采集定位支架103可包括一支撑平台1030。该支撑平台1030的上方固定设置有激光雷达，该支撑平台1030的下方固定设置有该图像采集单元。该支撑平台1030内部可中空，还可进一步容置该单片机30。

在一优化实施例中，该系统还包括涡轮蜗杆以及电机驱动器，通过外设的涡轮蜗杆驱动该采集定位支架103进行旋转。特别是根据该远程处理平台发出的控制指令，在实际操作中随时根据需要驱动采集定位支架103进行适当旋转，以远程调整激光雷达以及图像采集单元的整体视场。

在实际工作过程中，该激光雷达以及图像采集单元随时采集的数据通过远程数据传输单元40发送至远程处理平台，并在危险状况发生时改变工作模式，密集的采集现场信息。危险状况包括有人靠近电力塔架并进行破坏、车辆靠近电力塔架进行撞击、发生自然灾害等。

本实用新型通过多传感器对塔架近旁情况以及输电线路进行实时监测，对于入侵状况的发生可实时监测并调整激光雷达等传感器的工作模式，提升突发状况的应对及时性，提升现场适用性。对于外界破坏等危险状况进行警报，提升输电线路的安全保障力度。

上述实施例仅用于描述本实用新型的技术方案，不视为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种基于智能控制的输电线路防外破系统，其特征在于，该系统包括：

现场采集装置以及远程处理平台；

2.如权利要求1所述的基于智能控制的输电线路防外破系统，其特征在于，该传感器组合单元包括：

3.如权利要求1所述的基于智能控制的输电线路防外破系统，其特征在于，还包括警报装置，该警报装置用于发出警报信号以提示该物体远离。

4.如权利要求3所述的基于智能控制的输电线路防外破系统，其特征在于，该警报装置包括声音装置、嗡鸣振动装置、图像显示装置、无人机或通信装置。

5.如权利要求1所述的基于智能控制的输电线路防外破系统，其特征在于，该传感器组合单元还包括振动传感器，该单片机根据该振动传感器在感测到振动时发出的触发信号触发该激光雷达以及该图像采集单元改变工作模式。

6.如权利要求1所述的基于智能控制的输电线路防外破系统，其特征在于，该远程数据传输单元为4G网络通信模块。

7.如权利要求1所述的基于智能控制的输电线路防外破系统，其特征在于，该图像采集单元与该激光雷达的视场重叠。

8.如权利要求1所述的基于智能控制的输电线路防外破系统，其特征在于，该图像采集单元还包括夜视图像采集仪。

9.如权利要求1所述的基于智能控制的输电线路防外破系统，其特征在于，该系统还包括太阳能供电单元，该太阳能供电单元包括蓄电池、电池控制器以及太阳能电池板，该太阳能供电单元为该现场采集装置供电。