一种分布式输电线路防外力破坏在线监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种分布式输电线路防外力破坏在线监测系统及监测方法，包括视频监控主机、视频监控分机、声光报警分机、数据中心站和监控终端，视频监控主机与视频监控分机分别安装于输电线路杆塔横担两端，声光报警分机分布安装于输电导线上。本发明专利技术创造性地提出采用时间同步的双视频监控方式，探测范围宽；建立基于输电杆塔和输电导线地理位置信息的坐标系，在视频监控主机内即可完成监测区域内运动目标存在的故障隐患诊断，不必将大量的视频信息上传至数据中心站，节约了数据通信费，降低了系统功耗，使输电线路外力破坏故障防患于未然，提高了电网的稳定运行水平。

On line monitoring system for preventing external force of distributed transmission line and monitoring method

The invention relates to a distributed transmission line online monitoring system and method to prevent external damage, including video monitoring, video monitoring host machine, alarm extension, data center and monitoring terminal, video monitoring and video monitoring host extensions are installed on the transmission line tower cross arm ends, sound and light alarm installed in the transmission line on the distribution of extension. The invention creatively put forward a double video monitoring with time synchronization, wide detection range; a transmission tower and transmission line geographic coordinate system based on the fault diagnosis of complete moving target in the monitoring area in video surveillance within the host can do not have a large amount of video information uploaded to the data center, saving data communication costs, reduce the power consumption of the system, the force transmission line fault nip in the bud, improves the stability level of power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种分布式输电线路防外力破坏在线监测系统及监测方法
本专利技术涉及输电线路在线监测相关
，特别是涉及一种分布式输电线路防外力破坏在线监测系统及监测方法，主要应用于输电线路外力破坏活动的监控、诊断和预警。
技术介绍
由于输电线路具有区域跨度较大、周边地形条件复杂、受环境气候影响较大等特点，极易遭到外力的破坏。目前常见电力设施外力破坏的原因主要有违章施工、违章建筑物、植被、飘浮物、山火及鸟害等形式。近年来，随着工程建设的增多，输电线路线下大型机械施工、塔吊撞线、树木碰线、异物绕线等外力破坏引起的大面积停电、断线等事故日渐频发，导致线路外力破坏故障急剧上升，由于此类事故具有突发性、隐蔽性等特点，使电力部门难以及时发现，因此给电力部门的运维检修工作带来极大不便。现阶段，输电线路防外力破坏监测系统及预警方法主要通过激光对射、红外探测或超声探测等监测方法探测现场状况，当监测到异常情况时，启动视频图像监控设备，记录现场活动并启动现场声光报警装置。由于输电线路两基塔之间的距离长达数百米，现有的监测方法均存在探测区域有限、工作可靠性较差等问题，如激光对射方式只能探测从一定方向接近线路的机械，红外探测、超声探测的监测范围仅数十米，该类监测方法均无法满足广域探测要求，而且容易受鸟类、往来普通车辆的影响而产生误报等问题。另外，现有系统的报警单元设置于杆塔，距离现场施工车辆较远，其声光警报效果基本起不到警示作用；为了增大警示效果，其功耗设计往往较大，而装置电源通常采用太阳能发电的方式受天气影响较大，往往因电量过度消耗，导致整个外破监测系统处于瘫痪状态。
技术实现思路
为解决现有技术中输电线路防外力破坏监测手段存在的探测范围窄、误报率高、警示作用弱、系统电源工作不可靠等问题，提出一种分布式输电线路防外力破坏在线监测系统及监测方法，通过在输电线路杆塔安装时间同步双摄像机的方式获取线路及周边环境三维信息，能够计算施工机械与杆塔的距离，以及施工机械与线路的距离；同时，在输电线路分布安装声光报警器，发现故障隐患后，实现就近报警，本专利技术可大幅度提高外力破坏预警的警示效果，有效防止外破事故的发生。一种分布式输电线路防外力破坏在线监测系统，包括视频监控主机、视频监控分机、声光报警分机、数据中心站和监控终端，视频监控主机与视频监控分机分别安装于输电线路杆塔横担两端，声光报警分机安装于输电导线上，视频监控主机包括第一摄像头、第一视频处理模块、第一电源模块、GPRS通信模块和第一无线传输模块；第一视频处理模块包括用于提取监控区域中运动目标位置信息的第一微处理器和用于记录时间信息的第一时钟芯片；第一摄像头与第一视频处理模块电连接，第一视频处理模块分别与GPRS通信模块和第一无线传输模块电连接，第一电源模块分别与第一摄像头、第一视频处理模块、GPRS通信模块和第一无线传输模块电连接并为其提供电源；视频监控分机包括第二摄像头、第二视频处理模块、第二电源模块和第二无线传输模块；第二视频处理模块包括用于提取监控区域中运动目标位置信息的第二微处理器和用于记录时间信息的第二时钟芯片；第二摄像头与第二视频处理模块电连接，第二视频处理模块与第二无线传输模块电连接，第二电源模块分别与第二摄像头、第二视频处理模块和第二无线传输模块电连接并为其提供电源；声光报警分机包括声光报警模块、声光报警控制器、第三电源模块和第三无线传输模块；声光报警模块与声光报警控制器电连接，声光报警控制器与第三无线传输模块电连接，第三电源模块分别与声光报警模块、声光报警控制器和第三无线传输模块电连接并为其提供电源；视频监控主机与声光报警分机通过第一无线传输模块和第二无线传输模块连接，视频监控分机与声光报警分机通过第二无线传输模块和第三无线传输模块连接，视频监控主机与数据中心站通过GPRS通信模块连接，数据中心站与监控终端连接。视频监控主机与视频监控分机根据第一时钟芯片、第二时钟芯片获取时间信息并进行时间同步校准。第一无线传输模块、第二无线传输模块和第三无线传输模块均采用工作频段为433兆赫兹的微功率无线传输模块。第一电源模块包括第一太阳能供电电源，和/或第一地线耦合取能电源；第二电源模块包括第二太阳能供电电源，和/或第二地线耦合取能电源。第一太阳能供电电源包括第一太阳能电池板、第一充电模块和第一可充电蓄电池，第一太阳能电池板与第一充电模块电连接，第一充电模块与第一可充电蓄电池电连接，第一充电模块为第一可充电蓄电池充电；第二太阳能供电电源包括第二太阳能电池板、第二充电模块和第二可充电蓄电池，第二太阳能电池板与第二充电模块电连接，第二充电模块与第二可充电蓄电池电连接，第二充电模块为第二可充电蓄电池充电。第三电源模块包括电流互感取能电源模块和可充电锂电池，电流互感取能电源模块为可充电锂电池充电。在输电导线上每间隔100米至200米安装一台声光报警分机。使用该分布式输电线路防外力破坏在线监测系统进行输电线路防外力破坏的监测方法，包括：视频监控主机、视频监控分机同时获取同一时间的输电通道画面，视频监控分机将带有时间信息的画面通过第二无线传输模块发送给视频监控主机，视频监控主机利用坐标系变化以及输电线路既有位置信息拟合方程，建立新的坐标系，从而得到运动目标到杆塔的最小距离和运动目标到输电导线的最小距离；视频监控主机预先设定判定运动目标对杆塔是否造成威胁的最小距离阈值，当运动目标到杆塔的最小距离小于设定最小距离阈值时，则视频监控主机通过第一无线传输模块将触发报警指令发送给视频监控分机，视频监控分机通过第二无线传输模块对距离运动目标最近的两个声光报警分机下达启动声光报警指令，声光报警分机进行声光报警；视频监控主机预先设定判定运动目标对输电导线造成威胁程度等级的最低距离阈值和最高距离阈值；当运动目标到输电导线的最小距离不小于最高距离阈值时，视频监控主机将预警信息通过GPRS通信模块上传至数据中心站，数据中心站将接收到的预警信息以短信的形式发给现场及电力部门相关负责人，同时将预警信息推送至监控终端；当运动目标到输电导线的最小距离大于或等于最低距离阈值且小于最高距离阈值时，则视频监控主机通过第一无线传输模块将触发报警指令发送给视频监控分机，视频监控分机通过第二无线传输模块对距离运动目标最近的两个声光报警分机下达光报警指令，声光报警分机进行光报警，视频监控主机将现有预警信息通过GPRS通信模块上传至数据中心站，数据中心站将接收到的预警信息以短信的形式发给现场及电力部门相关负责人，同时将预警信息推送至监控终端；当运动目标到输电导线的最小距离小于最低距离阈值时，则视频监控主机通过第一无线传输模块将触发报警指令发送给视频监控分机，视频监控分机通过第二无线传输模块对距离运动目标最近的两个声光报警分机下达声光报警指令，声光报警分机进行声光报警，视频监控主机将现有预警信息通过GPRS通信模块上传至数据中心站，数据中心站将接收到的预警信息以短信的形式发给现场及电力部门相关负责人，同时将预警信息推送至监控终端；附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是输电线路防外力破坏在线监测系统结构框图图2是输电线路防外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式输电线路防外力破坏在线监测系统，包括视频监控主机、视频监控分机、声光报警分机、数据中心站和监控终端，所述视频监控主机与所述视频监控分机分别安装于输电线路杆塔横担两端，所述声光报警分机安装于输电导线上，其特征在于，所述视频监控主机包括第一摄像头、第一视频处理模块、第一电源模块、GPRS通信模块和第一无线传输模块；所述第一视频处理模块包括用于提取监控区域中运动目标位置信息的第一微处理器和用于记录时间信息的第一时钟芯片；所述第一摄像头与所述第一视频处理模块电连接，所述第一视频处理模块分别与所述GPRS通信模块和所述第一无线传输模块电连接，所述第一电源模块分别与所述第一摄像头、所述第一视频处理模块、所述GPRS通信模块和所述第一无线传输模块电连接并为其提供电源；所述视频监控分机包括第二摄像头、第二视频处理模块、第二电源模块和第二无线传输模块；所述第二视频处理模块包括用于提取监控区域中运动目标位置信息的第二微处理器和用于记录时间信息的第二时钟芯片；所述第二摄像头与所述第二视频处理模块电连接，所述第二视频处理模块与所述第二无线传输模块电连接，所述第二电源模块分别与所述第二摄像头、所述第二视频处理模块和所述第二无线传输模块电连接并为其提供电源；所述声光报警分机包括声光报警模块、声光报警控制器、第三电源模块和第三无线传输模块；所述声光报警模块与所述声光报警控制器电连接，所述声光报警控制器与所述第三无线传输模块电连接，所述第三电源模块分别与所述声光报警模块、所述声光报警控制器和所述第三无线传输模块电连接并为其提供电源；所述视频监控主机与所述声光报警分机通过所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块连接，所述视频监控分机与所述声光报警分机通过所述第二无线传输模块和所述第三无线传输模块连接，所述视频监控主机与所述数据中心站通过所述GPRS通信模块连接，所述数据中心站与所述监控终端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种分布式输电线路防外力破坏在线监测系统，包括视频监控主机、视频监控分机、声光报警分机、数据中心站和监控终端，所述视频监控主机与所述视频监控分机分别安装于输电线路杆塔横担两端，所述声光报警分机安装于输电导线上，其特征在于，所述视频监控主机包括第一摄像头、第一视频处理模块、第一电源模块、GPRS通信模块和第一无线传输模块；所述第一视频处理模块包括用于提取监控区域中运动目标位置信息的第一微处理器和用于记录时间信息的第一时钟芯片；所述第一摄像头与所述第一视频处理模块电连接，所述第一视频处理模块分别与所述GPRS通信模块和所述第一无线传输模块电连接，所述第一电源模块分别与所述第一摄像头、所述第一视频处理模块、所述GPRS通信模块和所述第一无线传输模块电连接并为其提供电源；所述视频监控分机包括第二摄像头、第二视频处理模块、第二电源模块和第二无线传输模块；所述第二视频处理模块包括用于提取监控区域中运动目标位置信息的第二微处理器和用于记录时间信息的第二时钟芯片；所述第二摄像头与所述第二视频处理模块电连接，所述第二视频处理模块与所述第二无线传输模块电连接，所述第二电源模块分别与所述第二摄像头、所述第二视频处理模块和所述第二无线传输模块电连接并为其提供电源；所述声光报警分机包括声光报警模块、声光报警控制器、第三电源模块和第三无线传输模块；所述声光报警模块与所述声光报警控制器电连接，所述声光报警控制器与所述第三无线传输模块电连接，所述第三电源模块分别与所述声光报警模块、所述声光报警控制器和所述第三无线传输模块电连接并为其提供电源；所述视频监控主机与所述声光报警分机通过所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块连接，所述视频监控分机与所述声光报警分机通过所述第二无线传输模块和所述第三无线传输模块连接，所述视频监控主机与所述数据中心站通过所述GPRS通信模块连接，所述数据中心站与所述监控终端连接。2.根据权利要求1所述的分布式输电线路防外力破坏在线监测系统，其特征在于，所述视频监控主机与所述视频监控分机根据第一时钟芯片、第二时钟芯片获取时间同步信息。3.根据权利要求1所述的分布式输电线路防外力破坏在线监测系统，其特征在于，所述第一无线传输模块、第二无线传输模块和第三无线传输模块均采用工作频段为433兆赫兹的微功率无线传输模块。4.根据权利要求1所述的分布式输电线路防外力破坏在线监测系统，其特征在于，所述第一电源模块包括第一太阳能供电电源，和/或第一地线耦合取能电源；所述第二电源模块包括第二太阳能供电电源，和/或第二地线耦合取能电源。5.根据权利要求4所述的分布式输电线路防外力破坏在线监测系统，其特征在于，所述第一太阳能供电电源包括第一太阳能电池板、第一充电模块和第一可充电蓄电池，所述第一太阳能电池板与所述第一充电模块电连接，所述第一充电模块与所述第一可充电蓄电池电连接，所述第一充电模块为所述第一可充电蓄电池充电；所述第二太阳能供电电源包括第二太阳能电池板、第二充电模块和第二可充电蓄电池，所述第二太阳能电池板与所述第二充电模块电连接，所述第二充电模块与所述第二可充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：高若昕，黄双得，徐家勇，李文，陈辅辉，胡昌斌，吴让新，周自更，王胜伟，赵小萌，许保瑜，蒙之恒，梁介众，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司昆明供电局，
类型：发明
国别省市：云南,53