CN113049911B - 一种太阳能输电电路监测系统及其监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能输电电路监测系统及其监控方法,该系统包括能源模块、监测模块、自检模块、事件报警模块、设备报警模块、控制模块、无线通讯模块和终端模块，所述能源模块分别与监测模块和自检模块连接，监测模块通过事件报警模块与控制模块连接，自检模块通过设备报警模块与控制模块连接，控制模块通过无线通讯模块与终端模块连接；所述监测模块用来实时监测高压输电线路的运行状况，一旦监测到外界的异常事件，则通过事件报警模块发送事件报警信息发送到控制模块。本发明对高压输电线路的运行状况以及设备自身的运行状况实时监测，能够快速查找到异常事件，且设备安装牢固、稳定，提高监测的准确性和对太阳能的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路监测系统，特别是一种太阳能输电电路监测系统及其监控方法。
背景技术
三跨是指输配电线路跨越铁路、一级及以上公路和重要输电通道的区段，针对电网跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道的架空输电线路区段，为了及时发现“三跨”发生倒塔、断线、掉串等事故，防止发生因“三跨”导致较大的公共安全和电网安全事件，一般都会设置视频在线检测方式进行自动监测。现有的输电线路三跨电路监测系统基于摄像传感器的图像监测方法往往由于缺乏完备的入侵图像数据集而难以提高监测准确率，还容易因为设备内部零部件损伤而影响监测的准确性；而且监测系统一般安装在输电线路高塔处，安装位置较高，安装的稳定性一般，在长期使用后，容易受到外界影响而发生倾斜，不仅影响监测的准确性，而且还会影响采用的太阳能电池板对太阳能的利用率；此外，太阳能板长期暴露在外，受到雨雪的侵蚀和飞鸟的冲撞，容易损坏，使用寿命低。
因此，现有的输电线路三跨电路监测系统存在监测准率不高、设备的安装稳定性一般、对太阳能的利用率有待提高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种太阳能输电电路监测系统及其监控方法。本发明对高压输电线路的运行状况以及设备自身的运行状况实时监测，能够快速查找到异常事件，且设备安装牢固、稳定，提高监测的准确性和对太阳能的利用率。
本发明的技术方案：一种太阳能输电电路监测系统，包括能源模块、监测模块、自检模块、事件报警模块、设备报警模块、控制模块、无线通讯模块和终端模块，所述能源模块分别与监测模块和自检模块连接，监测模块通过事件报警模块与控制模块连接，自检模块通过设备报警模块与控制模块连接，控制模块通过无线通讯模块与终端模块连接；所述监测模块用来实时监测高压输电线路的运行状况，一旦监测到外界的异常事件，则通过事件报警模块发送事件报警信息发送到控制模块；所述自检模块用来实时监测设备的运行状态，一旦检测到设备的异常事故，则通过设备报警模块发送设备报警信息发送到控制模块；控制模块通过无线通讯模块将各类信息发送到终端模块。
前述的一种太阳能输电电路监测系统中，所述监测模块包括图像采集单元、图像储存单元、图像识别单元，所述图像采集单元用来采集外界的视频和图片，并对重点位置进行抓拍，图像储存单元用来储存采集到的视频和图片，图像识别单元用来识别当前的图像和储存的图像的差别。
前述的一种太阳能输电电路监测系统中，所述自检模块包括电量管理单元和设备自检单元，所述电量管理单元用来体现当前电池的剩余量、可持续续航时间；所述设备自检单元用来检测设备是否发生故障。
前述的一种太阳能输电电路监测系统中，所述能源模块包括太阳能电池板和蓄电池，所述监测模块采用摄像装置，摄像装置包括外壳体，外壳体上设有安装支架，安装支架包括若干层由横纵交错的支撑杆构成的支撑网架，相邻支撑网架之间设有第一减震垫和第二减震垫，第一减震垫和第二减震垫的表面均呈波浪状，第一减震垫和第二减震垫的表面相嵌合。
前述的一种太阳能输电电路监测系统中，所述外壳体的顶部设有定位头，定位头的表面设有定位腔，太阳能电池板通过连接柱安装在定位腔内，定位腔的侧面沿着圆周方向设有若干嵌位槽，连接柱的下端设有若干与嵌位槽对应的卡块，定位头上还设有十字支架，十字支架的端部通过螺母连接有位于连接柱外部的弧形板；所述太阳能电池板的底部设有安装板，太阳能电池板的表面设有网状的隔离板，隔离板的上方设有防护罩。
前述的一种太阳能输电电路监测系统中，所述防护罩包括固定的侧防护板以及活动的顶防护板，侧防护板和顶防护板配合形成密闭的空间，所述顶防护板由两块弧形的半防护板构成，半防护板通过转轴与隔离板转动连接，转轴的一端连接有驱动电机。
前述的一种太阳能输电电路监测系统中，所述半防护板的外表面贴合有清洁片，安装板上位于半防护板的两侧均设有线性模组，线性模组的滚珠丝杆上设有滑块，滑块上固定连接有第一支架，第一支架通过铰接座连接有第二支架，第二支架与清洁片连接，铰接座的转轴上套设有扭簧，扭簧的一端与第一支架连接，扭簧的另一端与第二支架连接。
前述的一种太阳能输电电路监测系统中，所述安装支架上设有电缸，电缸的一端与安装支架铰接，电缸的活塞杆与安装板的底部铰接，安装板与连接柱之间通过万向球座连接。
上述的监测系统的监控方法，包括以下步骤：
S1.打开监测模块，实时监测外部环境，并对重点位置每隔10s进行一次抓拍，每次抓拍后将后一张抓拍的图片与前一张抓拍的图片进行对比识别，若对比出两张照片不一致，则截取两张抓拍图片之间的视频以及事件报警信息发送到监控终端；
S2.打开自检模块，实时监测设备内部工作状态和电量情况，一旦监测到电量不足或者设备发生故障，则将设备报警信息发送到监控终端。
前述的监控方法中，当发生雨雪、大风时，利用终端模块发送防护信息到控制模块，控制模块控制驱动电机带动顶防护板配合与侧防护板拼接，严密保护太阳能电池板；若覆盖在半防护板的积雪过厚时，利用终端模块发送除雪信息，控制模块接收到信息后，启动线性模组，利用滑块带动清洁片对半防护板进行清理，将半防护板上的积雪去除。
与现有技术相比，本发明采用的监控模块采用监控模块和自检模块对高压输电线路的运行状况以及设备自身的运行状况进行全天候、实时监测，在保证设备正常运行下进行监测，避免设备异常而导致监测偏差和失误；
还采用抓拍的方式每隔一段时间对重点监控区域进行拍摄图片，并利用图像识别模式进行对比识别，来判断是否存在异常事件的发生，无需实时拍摄对比，减少工作量；若存在异常事件，则进行报警并截取异常视频，使管理人员第一时间了解监测点的异常视频信息，例如生物体倒塌、机械入侵等事件，能够快速查找出异常视频中的异常事件，提高监测效率；
采用安装支架对摄像装置进行安装，通过多层的支撑网架提高强度，多层的减震垫进行减震，稳定摄像装置的监测工作，拍摄的影像清晰准确，避免了摄像装置自身的位置变化对监测结果造成的不良影响；
太阳能电池板通过安装板与连接柱连接，将连接柱嵌入到定位头内，通过卡块和十字支架对太阳能电池板进行双重固定，有效提高太阳能电池板和摄像装置之间连接强度和稳定性。
设置的防护罩在雨雪天气对太阳能电池板进行防护，从而减小太阳能电池板受到外界环境的影响，提高太阳能电池板的使用寿命，并采用清洁片对防护罩进行清理，保证防护罩的清洁性，避免防护罩上污渍过多影响太阳能的吸收或者防护罩上重物过多而影响其安装稳定性。
因此，本发明对高压输电线路的运行状况以及设备自身的运行状况实时监测，能够快速查找到异常事件，且设备安装牢固、稳定，提高监测的准确性和对太阳能的利用率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是太阳能电池板和摄像装置的连接结构示意图；
图3是安装支架的结构示意图；
图4是定位头的结构示意图；
图5是太阳能电池板的结构示意图；
图6是图5中A处的局部结构放大图。
附图中的标记为：1、能源模块；11、监测模块；111、图像采集单元；112、图像储存单元；113、图像识别单元；12、自检模块；121、电量管理单元；122、设备自检单元；13、事件报警模块；14、设备报警模块；15、控制模块；16、无线通讯模块；17、终端模块；2、太阳能电池板；21、连接柱；22、卡块；23、安装板；24、隔离板；25、防护罩；26、侧防护板；27、半防护板；28、驱动电机；3、摄像装置；31、外壳体；32、安装支架；321、支撑网架；322、第一减震垫；323、第二减震垫；33、定位头；34、定位腔；35、嵌位槽；351、弹簧；36、十字支架；37、螺母；38、弧形板；381、橡胶垫；4、清洁片；41、线性模组；42、滑块；43、第一支架；44、铰接座；45、第二支架；46、电缸。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例：
如图1-6所示，一种太阳能输电电路监测系统，包括能源模块1、监测模块11、自检模块12、事件报警模块13、设备报警模块14、控制模块15、无线通讯模块16和终端模块17，所述能源模块1分别与监测模块11和自检模块12连接，监测模块11通过事件报警模块13与控制模块15连接，自检模块12通过设备报警模块14与控制模块15连接，控制模块15通过无线通讯模块16与终端模块17连接；所述监测模块11用来实时监测高压输电线路的运行状况，一旦监测到外界的异常事件，则通过事件报警模块13发送事件报警信息发送到控制模块15；所述自检模块12用来实时监测设备的运行状态，一旦检测到设备的异常事故，则通过设备报警模块14发送设备报警信息发送到控制模块15；控制模块15通过无线通讯模块16将各类信息发送到终端模块17，及时提醒监控人员。
所述监测模块11包括图像采集单元111、图像储存单元112、图像识别单元113，所述图像采集单元111用来采集外界的视频和图片，并对重点位置进行抓拍，图像储存单元112用来储存采集到的视频和图片，图像识别单元113用来识别当前的图像和储存的图像的差别。
所述自检模块12包括电量管理单元121和设备自检单元122，所述电量管理单元121用来体现当前电池的剩余量、可持续续航时间；所述设备自检单元122用来检测设备是否发生故障。
所述能源模块1包括太阳能电池板2和蓄电池，所述监测模块11采用摄像装置3，摄像装置3包括外壳体31，外壳体31上设有安装支架32，安装支架32包括若干层由横纵交错的支撑杆构成的支撑网架321，相邻支撑网架321之间设有第一减震垫322和第二减震垫323，第一减震垫322和第二减震垫323的表面均呈波浪状，第一减震垫322和第二减震垫323的表面相嵌合。摄像装置3通过安装支架32进行安装，安装支架32包括若干层的支撑网架321、第一减震垫322和第二减震垫323，利用多层的支撑网架321提高强度，利用多层的减震垫进行减震，使得摄像装置3在高处安装仍能安装稳定，拍摄的影像清晰；且第一减震垫322和第二减震垫323的表面均为波浪状，可以嵌入到与支撑网架321的网格空隙中，提高连接强度，使得安装支架32的整体结构更加稳定、牢固。
所述外壳体31的顶部设有定位头33，定位头33的表面设有定位腔34，太阳能电池板2通过连接柱21安装在定位腔34内，定位腔34的侧面沿着圆周方向设有若干嵌位槽35，连接柱21的下端设有若干与嵌位槽35对应的卡块22，定位头33上还设有十字支架36，十字支架36的端部通过螺母37连接有弧形板38；所述嵌位槽35内设有弹簧351；所述弧形板38的内侧面设有橡胶垫381。太阳能电池板2通过安装板23与连接柱21连接，将连接柱21嵌入到定位头33内，通过卡块22和弧形板38对太阳能电池板2进行双重固定，有效提高连接强度和稳定性，便于拆卸。
所述太阳能电池板2的底部设有安装板23，太阳能电池板2的表面设有网状的隔离板24，隔离板24的上方设有防护罩25。在太阳能电池板2的表面设置的隔离板24，能够有效保护太阳能电池板2，避免外物直接冲撞到太阳能电池板2的表面，破坏太阳能电池板2；设置的防护罩25在雨雪天气进一步对太阳能电池板2进行防护，从而减小太阳能电池板2受到外界环境的影响，提高太阳能电池板2的使用寿命。
所述防护罩25包括固定的侧防护板26以及活动的顶防护板，侧防护板26和顶防护板配合形成密闭的空间，所述顶防护板由两块弧形的半防护板27构成，半防护板27通过转轴与隔离板24转动连接，转轴的一端连接有驱动电机28。驱动电机28通过支架与安装板23连接。通过驱动电机28带动半防护板27转动，从而根据实际需求将防护罩25打开和合拢，操作方便，还可以在两个半防护板27的边沿处设置密封条，提高防护罩25合拢时的密封性。
所述半防护板27的外表面贴合有清洁片4，安装板23上位于半防护板27的两侧均设有线性模组41，线性模组41的滚珠丝杆上设有滑块42，滑块42上固定连接有第一支架43，第一支架43通过铰接座44连接有第二支架45，第二支架45与清洁片4连接，铰接座44的转轴上套设有扭簧，扭簧的一端与第一支架43连接，扭簧的另一端与第二支架45连接。当半防护板27上的污渍、积雪较多时，利用线性模组41带动清洁片4在半防护板27的表面移动进行清理，由于第一支架43和第二支架45铰接，使得半防护板27转动时，清洁片4也随之转动，不会造成干涉，且由于扭簧的设置，使得清洁片4始终与半防护板27的表面贴合，对半防护板27清理效果好，且不管是合拢还是打开状态下，均可以进行清理。
所述安装支架32上设有电缸46，电缸46的一端与安装支架32铰接，电缸46的活塞杆与安装板23的底部铰接，安装板23与连接柱21之间通过万向球座连接。通过电缸46从底部推动安装支架32，可以改变太阳能电池板2的面对位置，使得太阳能电池板2能够随着太阳的光照方向而发生改变面对方向，从而最大程度利用太阳能，提高太阳能利用率。
上述监控系统的监控方法，包括以下步骤：
S1.打开监测模块11，实时监测外部环境，并对重点位置每隔10s进行一次抓拍，每次抓拍后将后一张抓拍的图片与前一张抓拍的图片进行对比识别，若对比出两张照片不一致，则截取两张抓拍图片之间的视频以及事件报警信息发送到监控终端；
S2.打开自检模块12，实时监测设备内部工作状态和电量情况，一旦监测到电量不足或者设备发生故障，则将设备报警信息发送到监控终端。
监控时，通过每隔一端时间进行抓拍，减少实时拍摄的工作量和储存量，并将重点位置发现的异常事件的视频重点截留标记，查找更加具有针对性，使得监控人员能够快速发现异常事件，提高监测效率；当发生雨雪、大风时，利用终端模块17发送防护信息到控制模块15，控制模块15控制驱动电机28带动顶防护板配合与侧防护板26拼接，严密保护太阳能电池板2；若覆盖在半防护板27的积雪过厚时，利用终端模块17发送除雪信息，控制模块15接收到信息后，启动线性模组41，利用滑块42带动清洁片4对半防护板27进行清理，将半防护板27上的积雪去除，避免积雪过重而影响其安装稳定性。
Claims (8)
1.一种太阳能输电电路监测系统，其特征在于：包括能源模块(1)、监测模块(11)、自检模块(12)、事件报警模块(13)、设备报警模块(14)、控制模块(15)、无线通讯模块(16)和终端模块(17)，所述能源模块(1)分别与监测模块(11)和自检模块(12)连接，监测模块(11)通过事件报警模块(13)与控制模块(15)连接，自检模块(12)通过设备报警模块(14)与控制模块(15)连接，控制模块(15)通过无线通讯模块(16)与终端模块(17)连接；所述监测模块(11)用来实时监测高压输电线路的运行状况，一旦监测到外界的异常事件，则通过事件报警模块(13)发送事件报警信息发送到控制模块(15)；所述自检模块(12)用来实时监测设备的运行状态，一旦检测到设备的异常事故，则通过设备报警模块(14)发送设备报警信息发送到控制模块(15)；控制模块(15)通过无线通讯模块(16)将各类信息发送到终端模块(17)；
所述能源模块(1)包括太阳能电池板(2)和蓄电池，所述太阳能电池板(2)的底部设有安装板(23)，太阳能电池板(2)的表面设有网状的隔离板(24)，隔离板(24)的上方设有防护罩(25)，所述防护罩(25)包括固定的侧防护板(26)以及活动的顶防护板，侧防护板(26)和顶防护板配合形成密闭的空间，所述顶防护板由两块弧形的半防护板(27)构成，半防护板(27)通过转轴与隔离板(24)转动连接，转轴的一端连接有驱动电机(28)；所述半防护板(27)的外表面贴合有清洁片(4)，安装板(23)上位于半防护板(27)的两侧均设有线性模组(41)，线性模组(41)的滚珠丝杆上设有滑块(42)，滑块(42)上固定连接有第一支架(43)，第一支架(43)通过铰接座(44)连接有第二支架(45)，第二支架(45)与清洁片(4)连接，铰接座(44)的转轴上套设有扭簧，扭簧的一端与第一支架(43)连接，扭簧的另一端与第二支架(45)连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能输电电路监测系统，其特征在于：所述监测模块(11)包括图像采集单元(111)、图像储存单元(112)、图像识别单元(113)，所述图像采集单元(111)用来采集外界的视频和图片，并对重点位置进行抓拍，图像储存单元(112)用来储存采集到的视频和图片，图像识别单元(113)用来识别当前的图像和储存的图像的差别。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能输电电路监测系统，其特征在于：所述自检模块(12)包括电量管理单元(121)和设备自检单元(122)，所述电量管理单元(121)用来体现当前电池的剩余量、可持续续航时间；所述设备自检单元(122)用来检测设备是否发生故障。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能输电电路监测系统，其特征在于：所述监测模块(11)采用摄像装置(3)，摄像装置(3)包括外壳体(31)，外壳体(31)上设有安装支架(32)，安装支架(32)包括若干层由横纵交错的支撑杆构成的支撑网架(321)，相邻支撑网架(321)之间设有第一减震垫(322)和第二减震垫(323)，第一减震垫(322)和第二减震垫(323)的表面均呈波浪状，第一减震垫(322)和第二减震垫(323)的表面相嵌合。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能输电电路监测系统，其特征在于：所述外壳体(31)的顶部设有定位头(33)，定位头(33)的表面设有定位腔(34)，太阳能电池板(2)通过连接柱(21)安装在定位腔(34)内，定位腔(34)的侧面沿着圆周方向设有若干嵌位槽(35)，连接柱(21)的下端设有若干与嵌位槽(35)对应的卡块(22)，定位头(33)上还设有十字支架(36)，十字支架(36)的端部通过螺母(37)连接有位于连接柱(21)外部的弧形板(38)。
6.根据权利要求4所述的一种太阳能输电电路监测系统，其特征在于：所述安装支架(32)上设有电缸(46)，电缸(46)的一端与安装支架(32)铰接，电缸(46)的活塞杆与安装板(23)的底部铰接，安装板(23)与连接柱(21)之间通过万向球座连接。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的监测系统的监控方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.打开监测模块(11)，实时监测外部环境，并对重点位置每隔10s进行一次抓拍，每次抓拍后将后一张抓拍的图片与前一张抓拍的图片进行对比识别，若对比出两张照片不一致，则截取两张抓拍图片之间的视频以及事件报警信息发送到监控终端；
S2.打开自检模块(12)，实时监测设备内部工作状态和电量情况，一旦监测到电量不足或者设备发生故障，则将设备报警信息发送到监控终端。
8.根据权利要求7所述的监控方法，其特征在于：当发生雨雪、大风时，利用终端模块(17)发送防护信息到控制模块(15)，控制模块(15)控制驱动电机(28)带动顶防护板配合与侧防护板(26)拼接，严密保护太阳能电池板(2)；若覆盖在半防护板(27)的积雪过厚时，利用终端模块(17)发送除雪信息，控制模块(15)接收到信息后，启动线性模组(41)，利用滑块(42)带动清洁片(4)对半防护板(27)进行清理，将半防护板(27)上的积雪去除。
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