一种带电作业在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种带电作业在线监测系统，包括：全站仪、与全站仪连接的控制单元、与控制单元连接的无线通讯模块、与无线通讯模块网络连接的终端、与控制单元连接的报警单元，及，设置在监测对象上的靶标。本实用新型专利技术只需要一台独立基站，基站可移动，测量灵活、方便；测距模块选择激光测距，将脉冲法和相位法相结合，既保证了较长的测量距离，又保证了较高的测量精度；自动化程度较高，无需人工标定；测量能做到多任务实时、并行处理。

【技术实现步骤摘要】
一种带电作业在线监测系统
本技术涉及精密测距和在线监测领域，具体涉及一种带电作业在线监测系统。
技术介绍
保证供电可靠性是电力行业中十分重要的一环，这就要求在输配电线路与设备的检修中有时要进行带电作业。在高压输电线路中电压较高，作业人员进入作业区域容易导致电场畸变，若与非等电位设备距离过近则容易导致暂态或稳态电击甚至击穿，所以要与导线保持一定的安全距离。在配电网中，设备密集且设备间距和对地距离都比较小，作业人员容易与带电设备接触导致安全事故，所以也要与带电设备保持适当的安全距离。由此可见，在带电作业过程中，与非等电位的线路和设备保持一定的安全距离十分重要。另外，变电站检修的带电作业工况较为复杂：一方面变电站内的一次设备比较密集，设备间电气间距较小，高压母线在空中密集分布，高压带电设备较多；另一方面检修工作临时性较强，工作周期短，工作人员对于现场设备与环境不完全熟悉，易发生事故。在输电线路、配电旁路和变电设备的带电工作中，在穿用屏蔽服、绝缘鞋、绝缘用具的基础上，还要特别注意最小安全距离的防护，所以有必要开发一种安全距离测量警示装置。这就对电力系统中的实时高精度测距提出了要求。实时高精度测距通过在线监测系统来实现。在线监测技术利用信息采集仪器对电力系统中的电气设备和作业人员的相关指标进行实时的监控，并对监控结果进行实时的分析，同时将设备上的状况在监控可视终端上显示给技术人员进行处理，具有实时、精确的特点，能够快速精准的发现设备故障与作业问题并做出及时的处理，以防止故障及其危害进一步扩大。将高精度测距应用于电力系统的在线监测中，可以实现对人员位置状态量进行实时监测，就可以保证作业人员的实时安全距离。目前电力系统在高精度实时测量领域的研究方向有磁性码智能监控技术、UWB无线定位技术、智能视频分析技术和无线传感网络技术等，并没有满足单台仪器实时高精度测量的需求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种带电作业在线监测系统，以解决上述现有技术的问题。为达到上述目的，本技术提供了一种带电作业在线监测系统，包括：全站仪、与全站仪连接的控制单元、与控制单元连接的无线通讯模块、与无线通讯模块网络连接的终端、与控制单元连接的报警单元，及，设置在监测对象上的靶标；所述全站仪用于构建以其为原点的三维坐标系、将电力设备和电线在三维坐标系中建立模型、实时测量靶标的方位角和距离并将上述数据发送至控制单元，进而通过无线通讯模块发送至终端；所述终端用于将靶标的方位角和距离解算为靶标的实时三维坐标值并进而计算靶标与电力设备模型或电线模型之间的距离；当所计算得到的距离小于预设安全距离时发送预设报警指令至无线通讯模块，进而发送至控制单元以控制报警单元发出现场提示与警报。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述全站仪包括：扫描激光基站，其用于测量靶标的方位角；设置在扫描激光基站上的激光测距模块，其用于测量靶标的距离。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述控制单元为ARM控制器。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述无线通讯模块为无线网桥。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述无线通讯模块采用RS232或RS485通信协议。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述终端为台式计算机、平板电脑、笔记本电脑或智能手机。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述报警单元为扬声器。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述靶标为激光传感器。上述的带电作业在线监测系统，其中，还包括分别与全站仪、控制单元、无线通讯模块和报警单元连接的蓄电池，其用于对带电作业在线监测系统供电。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述全站仪、控制单元、无线通讯模块和报警单元集成为一体。相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：本技术只需要一台独立基站，基站可移动，测量灵活、方便；测距模块选择激光测距，将脉冲法和相位法相结合，既保证了较长的测量距离，又保证了较高的测量精度；自动化程度较高，无需人工标定；测量能做到多任务实时、并行处理。附图说明图1为本技术带电作业在线监测系统结构示意图。具体实施方式以下结合附图通过具体实施例对本技术作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本技术，并不是对本技术保护范围的限制。如图1所示，本技术提供了一种带电作业在线监测系统，包括：全站仪1、与全站仪1连接的控制单元2、与控制单元2连接的无线通讯模块3、与无线通讯模块3网络连接的终端4、与控制单元2连接的报警单元5，及，设置在监测对象(作业人员、作业车或绝缘套管等)上的靶标6；所述全站仪1用于构建以其为原点的三维坐标系、将电力设备和电线在三维坐标系中建立模型、实时测量靶标6的方位角和距离并将上述数据发送至控制单元2，进而通过无线通讯模块3发送至终端4；所述终端4用于将靶标6的方位角和距离解算为靶标6的实时三维坐标值并进而计算靶标6与电力设备模型或电线模型之间的距离；当所计算得到的距离小于预设安全距离时发送预设报警指令至无线通讯模块3，进而发送至控制单元2以控制报警单元5发出现场提示与警报。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述全站仪1包括：扫描激光基站，其用于测量靶标6的方位角；设置在扫描激光基站上的激光测距模块，其用于测量靶标6的距离。其所应用的原理为脉冲—相位法激光测距。脉冲法是通过测量脉冲激光传输的时间来测量距离，脉冲激光功率高准直性好，适用于远距离测量，但由于光的飞行时间短，导致测量精度较低，适用于精度要求不高的远距离测量。相位法是采用激光与被测物体的反射光的相位差来进行测量，精度较高但是测量距离不大于100米，适用于短距离的精密测量。这两种方法都无法满足电力系统的测距要求，于是本技术将脉冲法和相位法相结合，可以在不加入合作对象并保证计算快速实时性的情况下，既提高测量的距离，同时保证测量的精度。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述控制单元2为ARM控制器。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述无线通讯模块3为无线网桥。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述无线通讯模块3采用RS232或RS485通信协议。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述终端4为台式计算机、平板电脑、笔记本电脑或智能手机。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述报警单元5为扬声器。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述靶标6为激光传感器。上述的带电作业在线监测系统，其中，还包括分别与全站仪1、控制单元2、无线通讯模块3和报警单元5连接的蓄电池，其用于对带电作业在线监测系统供电。上述的带电作业在线监测系统，其中，所述全站仪1、控制单元2、无线通讯模块3和报警单元5集成为一体。以配电站进行检修作业时的在线监测为例，电力设备和电线均带有安全距离，可以按照距电力设备和电线的远近具体分类为安全区、工作区、危险区和禁入区。将空间定位测距的坐标构建成全局坐标系下立体模型，然后对带电作业的人员与电力设备和电线进行建模，使用三维模型中的元素代替复杂的空间实体，例如：把暴露在外的人面部抽象成点，变压器、隔离开关、断路器等带有安全防护距离的设备以实际大小、安全距离为标准，抽象成长方体，将禁止接触的电线抽象为线，实现对人员、设备工作状态和坐标的实时在线监测。需要实现的功能是进入安全区时状态良好，进入工作区时进行提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带电作业在线监测系统，其特征在于，包括：全站仪、与全站仪连接的控制单元、与控制单元连接的无线通讯模块、与无线通讯模块网络连接的终端、与控制单元连接的报警单元，及，设置在监测对象上的靶标；所述全站仪用于构建以其为原点的三维坐标系、将电力设备和电线在三维坐标系中建立模型、实时测量靶标的方位角和距离并将上述数据发送至控制单元，进而通过无线通讯模块发送至终端；所述终端用于将靶标的方位角和距离解算为靶标的实时三维坐标值并进而计算靶标与电力设备模型或电线模型之间的距离；当所计算得到的距离小于预设安全距离时发送预设报警指令至无线通讯模块，进而发送至控制单元以控制报警单元发出现场提示与警报。

【技术特征摘要】
1.一种带电作业在线监测系统，其特征在于，包括：全站仪、与全站仪连接的控制单元、与控制单元连接的无线通讯模块、与无线通讯模块网络连接的终端、与控制单元连接的报警单元，及，设置在监测对象上的靶标；所述全站仪用于构建以其为原点的三维坐标系、将电力设备和电线在三维坐标系中建立模型、实时测量靶标的方位角和距离并将上述数据发送至控制单元，进而通过无线通讯模块发送至终端；所述终端用于将靶标的方位角和距离解算为靶标的实时三维坐标值并进而计算靶标与电力设备模型或电线模型之间的距离；当所计算得到的距离小于预设安全距离时发送预设报警指令至无线通讯模块，进而发送至控制单元以控制报警单元发出现场提示与警报。2.如权利要求1所述的带电作业在线监测系统，其特征在于，所述全站仪包括：扫描激光基站，其用于测量靶标的方位角；设置在扫描激光基站上的激光测距模块，其用于测量靶标的距离。3.如权利要求1所述的带电...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜玉靓，胡玉娇，倪伟，彭勇，田野，高小沛，吕政权，许震欢，张昊蒙，陈京，梁佳宁，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，上海置信电气非晶有限公司，上海日港置信非晶体金属有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31