一種輸電線路智能防山火在線監測系統的製作方法

2023-08-10 09:02:11 2

專利名稱：一種輸電線路智能防山火在線監測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於高壓供電電力在線監測技術領域，適用於輸電線路防山火監測，具體涉及一種輸電線路智能防山火在線監測系統。
背景技術：
近幾年來，輸電線路因山火引起的跳閘停電事故越來越多，嚴重影響電網的安全穩定運行，特別是對於跨區電網，山火等外破事故引發的故障跳閘將對主網安全穩定、電力可靠供應和輸送電量造成嚴重後果，直接影響到國民經濟生產和人民群眾生活。目前，現有技術是採用通過在導線弧垂位置安裝煙感探測器監測輸電線路通過周圍一定範圍是否有煙霧，並通過溫度傳感器監測溫度是否達到一定程度，通過風速傳感器 監測現場風速結合現場降雨量情況。當同時監測到輸電線路周圍有大量煙霧，且溫度不斷呈上升趨勢，經過分析判斷將報警信號傳輸給後臺專家分析系統，系統自動啟動攝像機進行觀測，並向管理人員手機發送簡訊。另外一種技術採用圖片對比的方式，對前後觀測的現象圖片進行直觀的對比。通過煙感探測及溫度監測技術監測防山火測缺點在於不能準確實時監測現場溫度，不能發現隱火。因此，現有技術不能為高壓輸電線路火災突發事件提供最有效現場資料，不利於相關部門在最短時間內採取及時有效的防範措施，不能為輸電線路的安全運行提供保障。
發明內容為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種輸電線路智能防山火在線監測系統，能夠對高壓運行中的輸電線路走廊山火突發事件、有效的實時監測現場圖像、溫度、溼度、風速、風向、雨量以及輸電線路杆塔一定範圍內的山火溫度及熱成像信息，對異常情況以最快、最佳的方式進行報警和提供有用信息；一旦某處發生火情，即可對發生火情處進行重點監控，並迅速確定起火的具體地點，獲得周圍的山勢、防火帶等具體的地理環境狀況，提示管理人員應對報警點予以重視或採取必要的預防措施，具有結構合理，使用方便的特點。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種輸電線路智能防山火在線監測系統，包括有杆塔，杆塔上設有紅外熱成像+可見光一體化攝像機、雨量傳感器、溫溼度傳感器、風速傳感器和風向傳感器，紅外熱成像+可見光一體化攝像機、雨量傳感器、溫溼度傳感器、風速傳感器和風向傳感器與預處理單元的輸入端相連，預處理單元再與中央數據處理單元相連，中央數據處理單元與專家分析計算機無線連接。所述的紅外熱成像+可見光一體化攝像機、雨量傳感器、溫溼度傳感器、風速傳感器、風向傳感器、預處理單元和中央數據處理單元均與蓄電池相連，蓄電池與太陽能電池板I相連。所述的中央數據處理單元與專家分析計算機之間通過無線通信基站相連。本發明的技術指標為[0009]I)使用範圍A)35kV IOOOkV的交流輸電線路防山火在線監測；B) ±660kV ±800kV的直流輸電線路防山火在線監測。2)數據採集裝置·Λ)抗幹擾防電磁、防塵、防水、防雷擊；Β)低功耗整機功耗25W ；C)安裝方便特殊設計，可帶電安裝；D)免維護。3)通訊網絡及專家分析裝置A)人性化；B)模塊化；C)擴展性強；D)功能強大；E)網絡化；F)多種報警方式。4)技術參數A)拍攝圖片的解析度最大720X624 ；B)電源DC12V或AC220V電源供電；c)水平轉動可實現O. I 50rad/s連續變速調節，俯仰轉動可實現O. I 25rad/s連續變速調節；D)實現全方位無盲點監控，重複定位精度高，可達±0.2° ;E)最低照度0. 5 LUX OLux (加紅外，夜間有效可視距離不小於80米)；F)紅外熱成像攝像機鏡頭3. 6mm一88mm ,用戶在後臺可實現對紅外熱成像攝像機方位、焦距、光圈、景深、雲臺預置位的遠程設置和控制；系統配置的雲臺有64個預置位，水平可旋轉360度，垂直可旋轉90度；·G)照片格式JPEG ;H)裝置低功耗25W ；1)溫度測量範圍_50°C—+75°C，靈敏度0. 5°C；J)溼度測量範圍1% —100%，靈敏度±1% ；K)作業系統WindowsXP、WindowsNT、Windows2000等；L)通訊方式CDMA、GPRS、3G任選其一 ；M)整機使用壽命十年以上。本實用新型的有益效果是本實用新型的改進之處在於所述的通過紅外探測探測技術，對特殊區域實現無人值守不間斷檢測，數據採集終端低功耗的實現。數據採集終端包括太陽能電池板給蓄電池充電，通過紅外熱成像+可見光一體化攝像機、雨量傳感器、溫溼度傳感器、風速傳感器、風向傳感器將採集信息輸出給預處理單元，預處理單元將信號又輸出給中央數據處理單元，中央數據處理單元的信號再輸給專家分析計算機。通過在杆塔上安裝紅外熱成像+可見光一體化攝像機、傳感器監測現場圖像、溫度、溼度、風速、風向、雨量以及輸電線路杆塔一定範圍內的山火溫度及熱成像信息，並將採集到的信息通過無線通訊網絡實時地傳送到專家分析系統中，專家分析系統可對採集到的數據信息進行存儲、統計與分析，並將所有數據顯示給用戶。當出現異常情況時，會以多種方式發出預報警信息，提示管理人員應對報警點予以重視或採取必要的預防措施，廣泛用於高壓輸電線路上。本實用新型採用的紅外熱成像監測技術能準確實時監測現場溫度及火情，還可透過煙霧觀測隱火。為避免因線路走廊火災影響輸電線路運行和輸電線路火災隱患，專門針對輸電線路所在地區的特點，本實用新型能夠為高壓輸電線路火災突發事件提供最有效現場資料，相關部門可在最短時間內採取及時有效的防範措施，同時也為輸電線路的安全運行提供保障。

圖I是本實用新型的原理框圖。圖2為本實用新型的結構示意圖。圖3為本實用新型紅外熱成像+可見光一體化攝像機結構示意圖。圖4為本實用新型中央數據處理單元的電源轉換電路圖。[0022]圖5為本實用新型中央數據處理單元的數據處理和主控制電路圖。圖6為本實用新型中央數據處理單元的時鐘電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明參見圖1、2，一種輸電線路智能防山火在線監測系統，包括由數據採集終端、無線通信基站和專家分析計算機三部分組成，其中杆塔11上設有紅外熱成像+可見光一體化攝像機3、雨量傳感器4、溫溼度傳感器5、風速傳感器6和風向傳感器7，紅外熱成像+可見光一體化攝像機3、雨量傳感器4、溫溼度傳感器5、風速傳感器6和風向傳感器7與預處理單 元8的輸入端相連，預處理單元8再與中央數據處理單元9相連，中央數據處理單元9與專家分析計算機10無線連接。所述的紅外熱成像+可見光一體化攝像機3、雨量傳感器4、溫溼度傳感器5、風速傳感器6、風向傳感器7、預處理單元8和中央數據處理單元9均與蓄電池2相連，蓄電池2與太陽能電池板I相連。所述的中央數據處理單元9與專家分析計算機10之間通過無線通信基站相連。所述的數據採集終端包括太陽能電池板I給蓄電池2充電，通過紅外熱成像+可見光一體化攝像機3、雨量傳感器4、溫溼度傳感器5、風速傳感器6、風向傳感器7將採集信息輸出給預處理單元8，預處理單元8將信號又輸出給中央數據處理單元9進行處理，中央數據處理單元9將結果打包、存儲並傳輸給計算機10。在杆塔11上安裝紅外熱成像+可見光一體化攝像機3、雨量傳感器4、溫溼度傳感器5、風速傳感器6、風向傳感器7 ;所有這些傳感器信號都通過通信線路連接到預處理單元8再連接到中央數據處理單元9。參見圖3，圖3為紅外熱成像+可見光一體化攝像機3的結構示意圖，其連接關係如下將熱成像+可見光一體化攝像機3的底座12固定在杆塔的主橫擔處，安裝採用安裝支架安裝在於杆塔橫擔水平面方向，使被測攝像頭對著監測範圍，熱成像+可見光一體化攝像機3所測的信號通過信號輸出線13連接到中央數據處理單元9。 紅外熱成像+可見光一體化攝像機3的特點I)採用被動熱成像技術，成像清晰，隱蔽性好，不受光源限制。2)可通過系統菜單對熱成像進行設置，改變熱成像亮度、對比度、偽彩模式、數字變倍等。改變設置後掉電不丟失。3)採用光敏檢測和手動強制切換至熱成像系統。調用64號預置位可以使機器在強制切換至熱成像\強制切換到攝像機\光敏自動檢測這三種狀態間順序切換。參見圖4，圖4中央數據處理單元9的電源轉換電路圖，集成電路模塊IC3的1、2腳短接後接入電容C17的一端負極並接地，集成電路模塊IC3的3、4腳短接後接入電容C17的另一端接正極，集成電路IC3的5、6、7腳短接後接入濾波電容C19的一端接正極，濾波電容C19的另一端接地。將供電電源轉化為裝置需要的電壓量，為裝置提供一個穩定的工作電壓，並減少外界幹擾對裝置的影響。參見圖5，圖5中央數據處理單元9的數據處理和主控制電路圖，集成電路模塊ICU MSP430工作在I. 8 3. 6V電壓下，有正常工作模式AM和4種低功耗工作模式，即LPM1、LPM2、LPM3、LPM4模式。微處理器可以方便地在各種工作模式之間切換。在實際使用環境中，系統可根據現場不同的運行情況對裝置的工作模式進行隨時切換。工作模式有高效模式在監測中發現線路一定監測範圍內的火險情況時提高工作頻率。正常模式此模式說明系統工作一切正常，監測的線路杆塔無異常情況發生。低功耗模式系統處於自動保護模式。 管理功能為系統可根據現場具體情況調整系統的工作模式如上述，可發揮系統的最佳性能。它根據所測範圍的火險信息、現場雨量溫度、溼度、風速、風向利用山火趨勢分析技術及紅外熱成像技術，可以得出輸電線路走廊一定範圍內火險信息發展趨勢，根據紅外熱成像紅外熱成像攝像機、返回的現場火險圖像信息及溫度探測信息，系統自動對視頻圖像信息進行分析判斷；及時發現監控區域內的異常煙霧和火災趨勢，並且會根據氣溫溼度，風速、風向等參數及紅外熱成像+可見光一體化攝像機監控傳來情況設定不同的監控防火等級，對於等級較高的我們的相機檢測時間會更久一些，做到自動化智能化。並以最快、最佳的方式進行報警和提供有用信息；一旦某處發生火情，值班人員即可對發生火情處進行重點監控，並迅速確定起火的具體地點，獲得周圍的山勢、防火帶等具體的地理環境狀況，以最快的速度讓指揮者作出準確反應，迅速組織撲滅山火。參見圖6，圖6為中央數據處理單元9的時鐘電路圖，集成電路模塊IC8的I腳接在電源VCC上，2、3腳分別與振蕩器的兩端連接，4腳接地，時鐘電路的引腳5、6、7接入圖6數據處理和主控制電路的串口 17、18、22引腳上。時鐘電路為數據採集終端提供一個準確的時間。當紅外熱成像+可見光一體化攝像機3監測到杆塔11周圍的火災信息，該信息通過CDMA/GPRS/3G無線網絡對數據進行傳輸到後臺系統，監控人員看到信息後即可根據現場反映的實際情況採取預防措施。所述的中央數據處理單元9由信號去噪、紅外熱成像攝像機3探測範圍內的感應火險記錄、現場溫度、溼度、風速、風向、雨量參數的記錄、發送及接收控制電路組成。所述的專家分析系統的計算機10由工控機、作業系統、資料庫、伺服器軟體和用戶客戶端軟體組成。
權利要求1.一種輸電線路智能防山火在線監測系統，包括有杆塔(11)，其特徵在於，杆塔(11)上設有紅外熱成像+可見光一體化攝像機(3)、雨量傳感器(4)、溫溼度傳感器(5)、風速傳感器(6)和風向傳感器(7)，紅外熱成像攝像機(3)、雨量傳感器(4)、溫溼度傳感器(5)、風速傳感器(6 )和風向傳感器(7 )與預處理單元(8 )的輸入端相連，預處理單元(8 )再與中央數據處理單元(9)相連，中央數據處理單元(9)與專家分析計算機(10)無線連接。
2.根據權利要求I所述的一種輸電線路智能防山火在線監測系統，其特徵在於，所述的紅外熱成像+可見光一體化攝像機(3)、雨量傳感器(4)、溫溼度傳感器(5)、風速傳感器(6)、風向傳感器(7)、預處理單元(8)和中央數據處理單元(9)均與蓄電池(2)相連，蓄電池(2)與太陽能電池板(I)相連。
3.根據權利要求I所述的一種輸電線路智能防山火在線監測系統，其特徵在於，所述的中央數據處理單元(9)與專家分析計算機(10)之間通過無線通信基站相連。
專利摘要一種輸電線路智能防山火在線監測系統，杆塔上設有紅外熱成像攝像機、雨量傳感器、溫溼度傳感器、風速傳感器和風向傳感器，紅外熱成像+可見光一體化攝像機、雨量傳感器、溫溼度傳感器、風速傳感器和風向傳感器與預處理單元的輸入端相連，預處理單元再與中央數據處理單元相連，中央數據處理單元與專家分析計算機無線連接，數據採集終端包括太陽能電池板給蓄電池充電，通過紅外熱成像+可見光一體化攝像機、雨量傳感器、溫溼度傳感器、風速傳感器、風向傳感器將採集信息輸出給預處理單元，預處理單元將信號又輸出給中央數據處理單元，中央數據處理單元的信號再輸給專家分析計算機，具有結構合理，使用方便的特點。
文檔編號G01D21/02GK202693038SQ20122038275
公開日2013年1月23日 申請日期2012年8月3日 優先權日2012年8月3日
發明者伊仁圖太 申請人:西安同步電氣有限責任公司