電力系統(tǒng)安全檢測裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)安全檢測裝置及系統(tǒng)，裝置包括：超聲距離傳感器、紅外傳感器、收發(fā)器和定位傳感器；以及，用于依據(jù)所述超聲距離傳感器和所述紅外傳感器反饋的信號以計算出安全信息，并將該安全信息和定位信息傳輸給收發(fā)器的處理器；超聲距離傳感器、紅外傳感器、收發(fā)器、定位傳感器均與處理器相連。本發(fā)明的裝置，由于將多個傳感器通過處理器與收發(fā)器相連，從而使高壓線路的安全信息能夠得道及時的反饋；并且，多個裝置可以組成電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中安全檢測不能組網(wǎng)，難以全面反饋安全信息的技術(shù)問題。
【專利說明】電力系統(tǒng)安全檢測裝置及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)安全檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電力系統(tǒng)安全檢測裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓輸電線路的安全是國民經(jīng)濟(jì)的命脈。但隨著近年人口流動和城市化的發(fā)展，220千伏及以上主干電網(wǎng)沿線受干擾劇增，輸變電線路的外力入侵和破壞給線路運行維護(hù)、電網(wǎng)安全運行帶來最嚴(yán)重的損失和隱患，影響了線路的安全穩(wěn)定運行。
[0003]輸電線路(電網(wǎng))安全和穩(wěn)定主要手動以下因素的影響，如:括線路弧垂與附近對象接觸、安全保護(hù)區(qū)內(nèi)的違章建筑、吊車野蠻施工、自然災(zāi)害引起異物碰導(dǎo)線，以及樹木災(zāi)害等。例如，輸電線路警戒區(qū)域內(nèi)的違章建筑物，會造成線路附近的輸變電設(shè)施的短路及運營故障；高壓線附近的風(fēng)箏等異物容易造成高壓線之間互相放電，這樣就會造成大面積停電。輸變電線路上的外力破壞，輕則大面積停電，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，重則造成人員傷亡。為避免外力對輸電線路的破壞，需要對輸電線路狀態(tài)及其周圍環(huán)境進(jìn)行自動檢測及報警。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，電網(wǎng)系統(tǒng)的線路維護(hù)主要依賴于人力的日常巡檢，而一些主要鐵塔都存在于人煙稀少或人力無法到達(dá)的地方；這就導(dǎo)致了人力巡邏任務(wù)繁重，也難以覆蓋個別邊遠(yuǎn)地區(qū)，從而導(dǎo)致一些影響輸電線路安全和穩(wěn)定的隱患無法被監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用超聲波技術(shù)監(jiān)測電力系統(tǒng)的狀態(tài)，能夠輔助線路維護(hù)人員及時發(fā)現(xiàn)位于高壓輸電線路附近的警戒區(qū)域的違章建筑物、違章垃圾堆土、吊車野蠻施工、以及快速生長的樹木等危險因素，還能避免發(fā)生高壓輸電線路上的外力破壞的電力系統(tǒng)安全檢測裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供一種電力系統(tǒng)安全檢測裝置，用于安裝在高壓輸電線路上，包括:超聲距離傳感器、紅外傳感器、收發(fā)器和定位傳感器
[0007]用于檢測所述裝置下方或側(cè)向的物體與所述裝置之間距離的超聲距離傳感器；
[0008]用于檢測所述裝置下方熱源強(qiáng)度和熱源運動的紅外傳感器；
[0009]用于定位所述裝置所在地理位置并反饋定位信息的定位傳感器；
[0010]以及，用于依據(jù)所述超聲距離傳感器和所述紅外傳感器反饋的信號以計算出安全信息，并將該安全信息和所述定位信息傳輸給收發(fā)器的處理器；
[0011]用于根據(jù)所述處理器傳輸?shù)男畔⒉⒃撔畔l(fā)送出去或用于接收信息的所述收發(fā)器；
[0012]所述超聲距離傳感器、所述紅外傳感器、所述收發(fā)器、所述定位傳感器均與所述處理器相連。
[0013]如上所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置，其中，所述裝置還包括:用于檢測所述高壓輸電線路溫度的溫度傳感器；所述溫度傳感器與所述處理器相連。[0014]如上所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置，其中，所述裝置還包括:用于檢測所述高壓輸電線路傾斜和搖晃度的加速度傳感器，所述加速度傳感器與所述處理器相連。
[0015]如上所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置，其中，所述裝置還包括:用于給所述超聲距離傳感器、所述紅外傳感器、所述收發(fā)器、所述定位傳感器以及所述處理器提供工作所需電流的感應(yīng)式電源。
[0016]如上所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置，其中，所述定位傳感器為GPS芯片。
[0017]如上所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置，其中，所述收發(fā)器為3G通訊收發(fā)器或無線電波信號傳送器。
[0018]本發(fā)明還提供一種電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)，包括:至少兩個如上任一方案所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置；
[0019]每個所述電力系統(tǒng)安全檢測裝置均處于，相鄰的所述電力系統(tǒng)安全檢測裝置上收發(fā)器的信號覆蓋范圍之內(nèi)。
[0020]如上所述的電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括:用于和每個所述電力系統(tǒng)安全檢測裝置進(jìn)行無線通訊連接的操作員控制臺；所述操作員控制臺上設(shè)置有用于和每個所述收發(fā)器進(jìn)行無線通訊的通訊基站。
[0021]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:本發(fā)明的電力系統(tǒng)安全檢測裝置，由于將多個傳感器通過處理器與收發(fā)器相連，從而使高壓線路的安全信息能夠得道及時的反饋；并且，多個裝置可以組成電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中安全檢測不能組網(wǎng)，難以全面反饋安全信息的技術(shù)問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實施例的電力系統(tǒng)安全檢測裝置的外型圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實施例的電力系統(tǒng)安全檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖3為本發(fā)明第一實施例的電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖4為本發(fā)明另一實施例的電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027]圖1為本發(fā)明實施例的電力系統(tǒng)安全檢測裝置的外型圖，圖2為本發(fā)明實施例的電力系統(tǒng)安全檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖；本實施例的電力系統(tǒng)安全檢測裝置100，用于安裝在高壓輸電線路200上，電力系統(tǒng)安全檢測裝置100包括一個外殼,外殼包括兩個部分,分別為頂部和底部；在高壓輸電線路200上將這兩部分扣在一起，這樣可以很好地保護(hù)設(shè)備。另夕卜，外殼上設(shè)置有凹槽106,螺栓可以插入凹槽106內(nèi)，將頂部和底部兩部分扣在一起。
[0028]電力系統(tǒng)安全檢測裝置100還包括:超聲距離傳感器102、紅外傳感器104、收發(fā)器105、定位傳感器103和處理器109 ;超聲距離傳感器102用于檢測本實施例裝置下方或側(cè)向的物體與該裝置之間距離，即檢測高壓輸電線路200的下方和側(cè)向有無物體靠近；紅外傳感器104用于檢測本實施例裝置下方熱源強(qiáng)度和熱源運動。超聲距離傳感器102、紅外傳感器104 —般情況下均設(shè)置在外殼的底部。超聲距離傳感器102可以有多個，用于檢測高壓輸電線路200不同方向上有無物體靠近。
[0029]定位傳感器103用于定位本實施例的裝置所在地理位置并反饋定位信息給處理器109 ;定位傳感器103 —般采用連接全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)傳感器(GNSS)的GPS芯片。定位傳感器103、處理器109和電源107被包裹在外殼的兩個部分之中。處理器109為整個裝置的核心數(shù)據(jù)處理設(shè)備，用于分析各個傳感器檢測到的數(shù)據(jù)，并使用收發(fā)器109向外發(fā)出警報(警報信號由數(shù)據(jù)接受者通過無線信號進(jìn)行接收)。
[0030]處理器109用于依據(jù)超聲距離傳感器102和紅外傳感器104反饋的信號以計算出安全信息(判斷出物體靠近高壓輸電線路200的距離是否影響安全，還可以判斷外部的熱源信號是否會對高壓輸電線路200造成威脅)，并將該安全信息和定位傳感器103反饋的定位信息傳輸給收發(fā)器105。收發(fā)器105用于根據(jù)處理器109傳輸?shù)男畔⒉⒃撔畔l(fā)送出去或用于接收信息(可以接受其它電力系統(tǒng)安全檢測裝置的信息或者接收其他信息)。超聲距離傳感器102、紅外傳感器104、收發(fā)器105、定位傳感器103均與處理器109相連。
[0031]一般情況下，距離傳感器102可能會檢測到設(shè)備40英尺范圍內(nèi)的任何對象，同時，在30英尺范圍內(nèi)，處理器109會通過收發(fā)器或發(fā)射器105向操作員發(fā)出無線警報信號。當(dāng)操作員位于收發(fā)器105傳送信息范圍之外時，位于傳送信息范圍之內(nèi)的其它電力系統(tǒng)安全檢測裝置可能會通過自身的收發(fā)器105接收警報，然后重新發(fā)送信息。例如，一個裝置與另一個裝置之間間隔適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)(如互相間隔四分之一英里)可以以3G無線通訊的方式沿著傳輸線路傳送警報，將警報信號傳送給操作員或其它合適的接收者(如一個強(qiáng)大的發(fā)射機(jī)或通訊線路)。
[0032]本發(fā)明實施例的電力系統(tǒng)安全檢測裝置100，由于將多個傳感器通過處理器109與收發(fā)器105相連，從而使高壓線路的安全信息能夠得道及時的反饋出去；并且，由于設(shè)置有定位傳感器103，檢查人員能夠迅速的獲知問題線路的位置，極大的方便了人員排查線路隱患，增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的可靠性。另外，多個裝置可以組成電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中安全檢測不能組網(wǎng)，難以全面反饋安全信息的技術(shù)問題。
[0033]在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例的電力系統(tǒng)安全檢測裝置還包括:溫度傳感器和/或加速度傳感器；溫度傳感器和/或加速度傳感器也都與處理器109相連。溫度傳感器用于檢測高壓輸電線路200的溫度，以防止線路超負(fù)荷運行或者其它異常狀況；加速度傳感器用于檢測高壓輸電線路200的傾斜和搖晃度，以檢測線路在大風(fēng)、暴雨等極端天氣下的狀態(tài)。
[0034]在上述實施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，本實施例的電力系統(tǒng)安全檢測裝置還包括:感應(yīng)式電源107 ;感應(yīng)式電源107用于給超聲距離傳感器102、紅外傳感器104、收發(fā)器105、定位傳感器103和處理器109提供工作所需的電流。感應(yīng)式電源107 —般包括一個感應(yīng)發(fā)電機(jī)(通過與高壓輸電線路200的電磁感應(yīng)產(chǎn)生電能)，以及一個存儲電池(通過感應(yīng)發(fā)電機(jī)給存儲電池充電)。當(dāng)然，感應(yīng)式電源107也可以由太陽能電池代替。
[0035]在上述實施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，收發(fā)器105可以為3G通訊收發(fā)器或無線電波信號傳送器。
[0036]圖3為本發(fā)明第一實施例的電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，圖4為本發(fā)明另一實施例的電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明還提供一種電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)，包括:至少兩個如上任一實施例中敘述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置100 ;每個電力系統(tǒng)安全檢測裝置100均處于，相鄰的電力系統(tǒng)安全檢測裝置100上收發(fā)器105的信號覆蓋范圍之內(nèi)。另外，本實施例的系統(tǒng)還可以包括:操作員控制臺500 ;操作員控制臺500用于和每個電力系統(tǒng)安全檢測裝置100進(jìn)行無線通訊連接；操作員控制臺500上設(shè)置有用于和每個收發(fā)器105進(jìn)行無線通訊的通訊基站。
[0037]具體如圖3所示，有兩個裝置IOOa和100b，安裝在高壓輸電線路200上，每一個裝置都位于線路全長的中間，也就是位于傳輸線路鐵塔400的中間，即每一段高壓輸電線路200的最低點。例如，傳輸線路鐵塔400之間的距離可能為四分之一英里，兩個裝置IOOa和IOOb之間的距離也為四分之一英里。當(dāng)然，這樣的裝置可能會增加或減少，這主要依賴于裝置覆蓋和傳輸范圍的完整性。如圖3所示，操作員控制臺500可能在裝置IOOa的傳輸范圍之內(nèi)，而不在IOOb的傳輸范圍之內(nèi)(假如裝置的傳輸范圍在四分之一英里與二分之一英里之間)。例如，對象300(本例中為一棵樹)入侵了供電線路，裝置IOOb可以檢測到對象300的存在，并向操作員控制臺500發(fā)出警報信號，隨后裝置IOOa會收到警報，并重新發(fā)送警報給操作員控制臺500，這樣操作員控制臺就可以間接收到裝置IOOb發(fā)送的警報了。
[0038]圖4與圖3類似，唯一的不同是傳輸線路上又多了兩個傳輸線路鐵塔400和第3個裝置100c。需要指出的是，裝置IOOc和裝置IOOa和IOOb相比，距離操作員控制臺最遠(yuǎn)。如圖4所示，操作員控制臺500可能在裝置IOOa和IOOb的傳輸范圍之內(nèi)，而不在裝置IOOc的傳輸范圍之內(nèi)。但是，裝置IOOa和IOOb可能在裝置IOOc的傳輸范圍之內(nèi)，因此，裝置IOOc向操作員控制臺500發(fā)出警報，是先將警報發(fā)送給裝置IOOa或IOOb (或二者的組合)，隨后一個或兩個裝置會接收到信息，緊接著會重新發(fā)送信息到操作員控制臺。應(yīng)該指出的是，在本實施例中，即使IOOa和IOOb中的一個裝置發(fā)生故障(不能將其它裝置的信息重新發(fā)送)，裝置IOOc也可以將警報信息間接發(fā)送給操作員控制臺。因此，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部允許有一定的冗余和故障誤 差。
[0039]此外，裝置也可以安裝在其它的位置，例如，可以安裝在接近地面上其它障礙物的地方，如建筑物或日益增長的植被。此外，裝置的傳輸距離可能會更遠(yuǎn)，這就允許有更多的冗余空間存在，如發(fā)射器故障、裝置之間傳輸范圍的變化、裝置之間距離的變化等不利因素都不需要網(wǎng)絡(luò)做出更改。但是應(yīng)注意對信息的控制與協(xié)調(diào)。例如，來自監(jiān)視器的每一個信息(警報)都應(yīng)被識別，并進(jìn)行時間標(biāo)記。這樣，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的其它監(jiān)視器接收到信息之后，可以確定是否是已經(jīng)收到(或發(fā)送)的信息，如果不是，則向網(wǎng)絡(luò)中的其它監(jiān)視器重新發(fā)送信息。這樣可以促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)信息的合理分配，減少不必要的重復(fù)。另外，可以在通訊中加入其它的條款，使它們更加的健全，并保證在不使用額外通訊資源的情況下，信息可以安全并完整地到達(dá)接收者手中。
[0040]另外，裝置可以顯示在一個地形圖中，狀態(tài)圈與它們的位置、狀態(tài)--對應(yīng)。例如，
狀態(tài)可以用不同大小、形狀、顏色的圈來表示；對不同的傳感器也可以有不同的表示(如用來測量線路下方對象的距離、導(dǎo)體溫度等的傳感器)。例如，傳輸線路下方最近對象的距離可以用三個不同的顏色圈表示:綠色代表距離超過40英尺(超出檢測范圍)；黃色代表在30到40英尺之間(在檢測范圍內(nèi)，但不能夠直接檢測)；紅色代表少于30英尺(可以直接檢測)。
[0041]上述描述的技術(shù)也可以用于測量傳輸線路附近任何對象的距離。例如，在某些實施例中，本線路與鄰近傳輸線路的距離也可以被檢測到，這樣，當(dāng)傳輸線路與另外傳輸線路的距離非常接近(在一場大風(fēng)雪中)，以至于處在危險的距離范圍內(nèi)時，可以向操作員發(fā)出警報信號。但是這可能需要安裝另一個超聲距離傳感器，用于測量線路側(cè)面對象的距離，而不是線路下方對象的距離。對側(cè)面的檢測只能在短距離范圍內(nèi)，如綠色代表22英尺或更遠(yuǎn)(超出檢測范圍)、黃色代表18到22英尺之間、紅色代表少于18英尺。
[0042]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)安全檢測裝置，用于安裝在高壓輸電線路上，其特征在于，包括: 用于檢測所述裝置下方或側(cè)向的物體與所述裝置之間距離的超聲距離傳感器； 用于檢測所述裝置下方熱源強(qiáng)度和熱源運動的紅外傳感器； 用于定位所述裝置所在地理位置并反饋定位信息的定位傳感器； 以及，用于依據(jù)所述超聲距離傳感器和所述紅外傳感器反饋的信號以計算出安全信息，并將該安全信息和所述定位信息傳輸給收發(fā)器的處理器； 用于根據(jù)所述處理器傳輸?shù)男畔⒉⒃撔畔l(fā)送出去或用于接收信息的所述收發(fā)器； 所述超聲距離傳感器、所述紅外傳感器、所述收發(fā)器、所述定位傳感器均與所述處理器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置，其特征在于，所述裝置還包括:用于檢測所述高壓輸電線路溫度的溫度傳感器；所述溫度傳感器與所述處理器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置，其特征在于，所述裝置還包括:用于檢測所述高壓輸電線路傾斜和搖晃度的加速度傳感器，所述加速度傳感器與所述處理器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置，其特征在于，所述裝置還包括:用于給所述超聲距離傳感器、所述紅外傳感器、所述收發(fā)器、所述定位傳感器以及所述處理器提供工作所需電流的感應(yīng)式電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置，其特征在于，所述定位傳感器為GPS芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置，其特征在于，所述收發(fā)器為3G通訊收發(fā)器或無線電波信號傳送器。
7.一種電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括:至少兩個如權(quán)利要求1-6任一所述的電力系統(tǒng)安全檢測裝置； 每個所述電力系統(tǒng)安全檢測裝置均處于，相鄰的所述電力系統(tǒng)安全檢測裝置上收發(fā)器的信號覆蓋范圍之內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)安全檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括:用于和每個所述電力系統(tǒng)安全檢測裝置進(jìn)行無線通訊連接的操作員控制臺；所述操作員控制臺上設(shè)置有用于和每個所述收發(fā)器進(jìn)行無線通訊的通訊基站。
【文檔編號】G01S19/42GK103969650SQ201410222179
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】謝小英, 高會民, 李木文, 李偉, 張宏波, 徐江, 沈開祎, 沈宇, 鄔小波, 程偉臻, 程武超 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)冀北電力有限公司秦皇島供電公司