本實用新型涉及電力傳輸技術領域，特別是涉及一種輸電線路監測設備和系統。

背景技術：

近年來，隨著電網結構的發展和完善，電力線路的建設得到了長足的發展。但是，由于電力線路所處地理位置和環境條件的特殊性，桿塔點多、面廣、線長，終年暴露在野外，除了要遭受惡劣自然天氣的侵襲外，人為因素的外力破壞引起電力線路跳閘，線路被迫停電事故的概率呈上升趨勢。傳統的輸電線路監測系統需要工作人員在后臺長時間監視，浪費人力且能耗較高。

技術實現要素：

基于此，有必要提供一種低能耗且節約人力資源的輸電線路監測設備和系統。

一種輸電線路監測設備，用于對輸電線路進行實時監測；所述輸電線路包括輸電線和桿塔；所述輸電線路監測設備包括：振動傳感器，設置于所述桿塔上，用于感應是否有外力作用于所述桿塔，并在監測到有外力作用于桿塔時輸出振動監測電信號；控制器，與所述振動傳感器連接，用于接收所述振動監測電信號；警示裝置，設置在所述桿塔上且與所述控制器連接；所述警示裝置用于在所述振動監測電信號的控制下發出警報；視頻采集裝置，設置在所述桿塔上且與所述控制器連接；所述視頻采集裝置用于在所述振動監測電信號的控制下對桿塔現場進行視頻采集；存儲裝置，與所述控制器連接，用于存儲所述視頻采集裝置采集到的視頻信息；以及通信裝置，設置在所述桿塔上且與所述控制器連接；所述通信裝置用于與監控終端連接，以將所述振動監測電信號以及所述視頻采集裝置采集到的視頻信息發送給監控終端。

在其中一個實施例中，所述警示裝置包括聲音警示裝置和光電警示裝置中的至少一種警示裝置；所述視頻采集裝置包括攝像機。

在其中一個實施例中，所述通信裝置包括移動網絡通信裝置、WIFI通信裝置和光纖通信裝置中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述視頻采集裝置設置在所述桿塔上頂端的橫擔上。

在其中一個實施例中，還包括障礙物監測裝置；所述障礙物監測裝置設置在所述桿塔上且位于輸電線下方；所述障礙物監測裝置用于監測所述輸電線的預設報警距離內是否有障礙物出現且出現超過預設時長；所述障礙物監測裝置還用于在監測到有障礙物出現且出現超過預設時長時，輸出安全報警電信號；所述警示裝置還用于在所述安全報警電信號的控制下發出警報；所述視頻采集裝置還用于在所述安全報警電信號的控制下進行視頻采集；所述通信裝置還用于將所述安全報警電信號發送給監控終端。

在其中一個實施例中，所述障礙物監測裝置與所述輸電線之間的垂直距離為所述預設報警距離。

在其中一個實施例中，所述障礙物監測裝置包括激光探頭；所述激光探頭用于發射激光，并根據反射回來的激光確定物體與輸電線之間的距離以判斷該物體是否為障礙物。

在其中一個實施例中，還包括太陽能發電裝置；所述太陽能發電裝置用于將太陽能轉換為電能后向各裝置供電并將剩余電能進行存儲。

在其中一個實施例中，還包括語音播報裝置；所述通信裝置還用于接收監控終端發送來的語音信息并輸出給所述語音播報裝置；所述語音播報裝置用于播放所述語音信息。

一種輸電線路監測系統，包括如前述任一實施例所述的輸電線路監控裝置，還包括監控終端；所述監控終端包括通信模塊和顯示裝置；所述通信模塊用于接收所述振動監測電信號以及所述視頻信息；所述顯示裝置用于顯示所述振動監測電信號以及所述視頻信息。

上述輸電線路監測設備和系統，通過振動傳感器能夠實時監測是否有外力作用于輸電線路的桿塔，從而及時發現外力破壞輸電線路的威脅，并發出警報以警示破壞者。同時，在振動傳感器檢測到有外力作用時，其輸出振動監測電信號以控制視頻采集裝置進行視頻采集，并通過存儲裝置存儲采集到的視頻信息以保存現場圖像，還通過通信裝置將該振動監測電信號以及視頻信息發送給監控終端，以供監控終端的工作人員及時采取相應措施對輸電線路進行保護。因此，監控終端的工作人員僅需要在接收到相關信息后才進行監視，從而可以減小工作量從而節省了人力資源。并且，視頻采集裝置僅在需要時才進行視頻采集，有利于節省電能，降低系統能耗。

附圖說明

圖1為一實施例中的輸電線路監測設備的結構框圖；

圖2為另一實施例中的輸電線路監測設備的結構框圖；

圖3為圖2中的輸電線路監測設備中的部分裝置在桿塔上的位置示意圖；

圖4～圖8為一實施例中的輸電線路監測設備的電路原理圖；

圖9為一實施例中的輸電線路監測系統的結構框圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

圖1為一實施例中的輸電線路監測設備的結構框圖，該輸電線路監測設備用于對輸電線路進行實時監測。輸電線路包括輸電線(也稱高壓線)和桿塔。輸電線路監測設備包括振動傳感器110、警示裝置120、視頻采集裝置130、存儲裝置140、通信裝置150以及控制器160。在本實施例中，振動傳感器110、警示裝置120、視頻采集裝置130、存儲裝置140以及通信裝置150均設置在桿塔上，且均與控制器160連接。

控制器160用于對整個輸電線路監測設備的工作過程進行控制。控制器160可以為單片機或者集成芯片。在本實施例中，控制器160用于對接收到的電信號進行處理以輸出給相應的裝置，從而對相應的裝置進行控制，其采用本領域的常用處理技術即可實現。

振動傳感器110可以設置在桿塔的任意位置處。振動傳感器110用于感應是否有外力作用于其所在的桿塔上。當有外力作用在塔身時，會使塔身發生振動，威脅桿塔安全。振動傳感器110在監測到有外力作用于桿塔上時輸出振動監測電信號。振動傳感器110中可以設置有外力作用感應范圍，即振動傳感器110僅在監測到外力超過一定范圍值時才產生振動監測電信號，從而在外力不會對桿塔產生威脅的情況下不執行報警以及視頻采集操作，從而避免監測系統中的警示裝置120以及視頻采集裝置130過于頻繁重復開啟造成的設備損耗和能量損耗，繼而可以提升系統的可靠性。

警示裝置120用于在振動傳感器110產生的振動監測電信號的控制下發出警報，以警示破壞者。由于警示裝置120用于警示破壞者，故警示裝置120宜設置在桿塔的醒目位置處。警示裝置120可以為聲音警示裝置和光電警示裝置中的至少一種。在本實施例中，警示裝置120包括警示燈和高音喇叭。警示燈通過亮起發出警報，高音喇叭則通過播放警示音警示外力破壞者，以促使外力破壞者停止破壞操作。在一實施例中，警示裝置120也可以集成在振動傳感器110中。例如，將激光報警裝置集成在振動傳感器110中。

視頻采集裝置130用于在振動傳感器110輸出的振動監測電信號的控制開啟工作，對桿塔現場進行視頻采集。在本實施例中，視頻采集裝置130在輸電線路正常運行時并不開啟工作，僅在接收到振動監測電信號時開啟，從而可以大大節省電能，降低能耗。并且，由于視頻采集過程僅在需要時開啟，因此監控終端的工作人員也無需對輸電線路進行長時間監測，從而降低工作人員的工作量，節省人力資源。由于視頻采集裝置130需要對桿塔現場進行視頻采集，因此宜設置在視野較為開闊的地方以便觀察周圍環境。在本實施例中，視頻采集裝置130設置在桿塔頂端的橫擔上。

存儲裝置140用于存儲視頻采集裝置130采集到的視頻信息，以保存桿塔現場圖像，供工作人員后續調用作為事故責任認定的依據。在本實施例中，存儲裝置140還會對振動傳感器110生成的振動監測電信號進行存儲。

通信裝置150用于與監控終端連接，從而將振動監測電信號以及采集到的視頻信息發送給監控終端，以供監控終端的工作人員根據接收到的信息及時采取相應的措施對輸電線路進行保護。在本實施例中，輸出給監控終端的振動監測電信號包括桿塔名稱或者編號、位置以及外力作用強度等信號，以供工作人員及時掌握威脅的位置以及威脅程度。通信裝置150可以為移動網絡通信裝置，從而利用3G或者4G等移動網絡進行通信。通信裝置150也可以為WIFI無線通信裝置或則光纖通信裝置(例如OPGW)中的一種。

上述輸電線路監測設備，通過振動傳感器110能夠實時監測是否有外力作用于輸電線路的桿塔，從而及時發現外力破壞輸電線路的威脅，并發出警報以警示破壞者，防患于未然，保護現場人員安全以及輸電線路安全。同時，在振動傳感器110檢測到有外力作用時，其輸出振動監測電信號以控制視頻采集裝置130進行視頻采集，并通過存儲裝置140存儲采集到的視頻信息以保存現場圖像，還通過通信裝置150將該振動監測電信號以及視頻信息發送給監控終端，以供監控終端的工作人員及時采取相應措施對輸電線路進行保護。因此，監控終端的工作人員僅需要在接收到相關信息后才進行監視，從而可以減小了工作人員的工作量，節省人力資源。并且，視頻采集裝置130僅在有外力作用時才進行視頻采集，有利于節省電能，降低系統能耗。

圖2為另一實施例中的輸電線路監測設備的結構框圖，該輸電線路監測設備在前述實施例的基礎上還包括障礙物監測裝置210。障礙物監測裝置210設置在桿塔上且位于輸電線下方、距離輸電線的距離為預設報警距離。障礙物監測裝置210用于監測輸電線的預設報警距離內是否有障礙物出現且出現時長超過預設時長。障礙物監測裝置210在監測到有障礙物出現且出現超過預設時長時，輸出安全報警電信號。具體地，障礙物監測裝置210包括激光探頭。激光探頭用于發射激光。激光探頭的激光射線基本水平對準兩塔之間輸電線弧垂下若干米，也即預設報警距離。預設報警距離可以根據桿塔所在現場實際情況進行設定。在一實施例中，預設報警距離包括多個檔次，即設定物體越過初始警戒值后進一步靠近輸電線時的多檔報警值，以便于工作人員評估物體高危動作風險，采取緊急操作措施。障礙物監測裝置210利用激光檢測輸電線磁場強度的變化值和激光往返目標傳輸所需時間來確定物體與輸電線之間的位置距離，從而判斷該物體是否為障礙物。例如，當有物體超過安全距離進入到預設報警距離內時，即認定其為障礙物。當障礙物在預設報警距離內出現超過預設時長后，就可以判斷有障礙物(如車輛超高作業，樹木生長過高等)入侵，威脅輸電線路安全，從而輸出安全報警電信號。通過對出現時長進行設定，可以防止因鳥類短暫飛過造成的誤報，提高系統的準確性。警示裝置120在該安全報警電信號的作用下發出警報，視頻采集裝置130則在該安全警報電信號的控制下進行視頻采集。存儲裝置140用于對采集到的視頻信息進行存儲。通信裝置150將該安全報警電信號以及采集到的視頻信息發送給監控終端，以供監控終端根據接收到的信息及時做出相應措施從而對輸電線路進行及時保護。

在本實施例中，上述輸電電路監測系統還包括太陽能發電裝置220。太陽能發電裝置220設置在桿塔上，用于將太陽能轉換為電能后向各裝置供電，并在電能有剩余時將剩余電能進行存儲。太陽能發電裝置220可以為太陽能蓄電池。

在一實施例中，上述輸電線路監測設備還包括語音播報裝置230。通信裝置150還用于接收監控終端發送來的語音信息并輸出給語音播放裝置230。語音播報裝置230則用于將播放該語音信息。

圖3為本實施例中部分裝置在桿塔上的位置示意圖。各裝置在桿塔上的位置可以根據實際需要進行調節，以滿足工作需要。圖4～圖8為一實施例中的輸電線路監測設備的電路原理圖。其中，控制器160為圖1中的單片機U1。圖5和圖6為AVR仿真器電路原理圖，圖7為激光探頭接口電路原理圖，圖8為時鐘芯片電路原理圖。

圖9為一實施例中的輸電線路監測系統的結構框圖，其包括前述實施例中的輸電線路監測設備，還包括監控終端240。監控終端240可以為遠程監控臺，可以為手機等智能終端。監控終端240中至少包括通信裝置242以及顯示裝置244。通信裝置242用于與安裝于桿塔上的通信裝置150進行通信，以接收其輸出的數據信息。顯示裝置244則用于將接收到的數據信息進行實時顯示，以供工作人員進行查看，并采取相應措施。通過上述輸電線路監測系統，可以節省人力資源并降低系統能耗。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。