[实用新型]用于输电线防护的三维成像装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及输电线路安全监测领域，具体地，涉及用于输电线防护的三维成像装置。

背景技术

随着国民经济的快速发展和城市规模的不断扩大，输电线路越来越密集，运行环境日趋复杂；众多输电线路横跨公路、铁路、桥梁、河流、湖泊以及穿越高山、建筑群等，输电线路的安全越来越受到各种违章施工、违章建筑、违章树木、漂浮物以及鸟害等的严重威胁。

全国各地输电线路受外力破坏事故时有发生，如：施工工地现场正处在输电线路下方或附近，施工器具(主要是吊车、挖掘机、混凝土搅拌车等高大施工机械)在操作过程中，其高挑突出部分有时会进入输电线路的安全限距内致使线路对其放电，甚至碰挂到输电线路导致跳闸、停电事故。又如输电线路在跨越公路时，由于车辆超高，输电线路缺乏警示标志，导致输电线路受到破坏；还有一些输电线路在跨越江河时，一些大型轮船，挖沙船等设备在涨潮时又未载货物的情况下从输电线路下方通过，其超高部分造成输电线路的破坏等。还有一些线路跨越建筑或林区，树木的生长和风力的作用导致线路对树木的绝缘距离不够而发生放电。

根据调研，目前已有一些输电线路防外力破坏装置在电力系统中进行了试用，依据其安装位置分为两种：一种是固定于铁塔上，以激光测距或者微波测距为基本原理，采用太阳能电池板和蓄电池供电；另一种安装于高压导线上，以超声波测距为基础，采用感应取电方式直接从导线中获得供电电源。220kV输电线路的档距一般超过200米，同塔双回线路的两回导线之间的宽度大于15米，而导线最低点的离地距离可能小于10米；对于安装于铁塔上的防外力破坏装置，其测距传感器也安装于铁塔上，其要测量距离200米处0.5米的高度差，要求其垂直扫描角度精确达到0.2度。微波测距天线的波束难以做到0.5度以内，而且体积巨大；杆塔的摇摆和振动会影响激光扫描系统的工作，使其也难以保证0.2度的垂直扫描精度；并且，小规模激光测距系统(价值低于10万)受气候影响很大，在雾霾和阴天等天气情况下，其能保证的测距距离不大于100米。同时，由于杆塔之间的档距很大，线路最低点对地距离相对很小，杆塔周边的树木等对这类装置的测量形成干扰，很容易导致误报警。直接安装于输电导线上的防外力破坏球体装置一般采用超声波测距技术，受限于超声波测距距离的限制，其能够保护的导线区域很有限。

传统的输电线路监控装置如视频监控设备等只能安装在输电线路铁塔上，体积庞大，安装复杂；其采用太阳能和蓄电池的供电方式。由于太阳能板的安装角度不理想、现场污秽、连续阴雨天以及蓄电池的寿命等导致这种设备的可靠性差，大大缩短了设备的使用寿命。同时，该类设备没有测量功能，无法对靠近输电导线的物体进行定位，从而很难进行有效的识别和准确报警，无法有效保护输电线路。

综上所述，输电线路安全防护装置以激光三维测距为和感应取电为基础，直接安装于需要保护的导线上，通过激光快速三维扫描测距，实现以安装点为球心的半球体区域覆盖；根据半球内每一点的位置设置不同的报警距离值，实现对导线下方长方形区域的保护预警。其工作不受杆塔倾斜、振动、摇摆和杆塔附近树木等的影响。装置通过感应方式获取工作电源，使其也不受连续阴天的影响。相比于安装在杆塔的采用大面积太阳能电池板等的系统，本装置体积小巧，现场安装简单，可长期可靠运行。

因此本实用新型提出一种利用激光测距、超声波测距两种方式的组合，能够迅速测得输电线周围物体与输电线的距离，并且通过与摄像头所拍摄的照片的合成实现输电线路周围物体的快速三维成像，从而能够对输电线路进行全面的监测。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于输电线防护的三维成像装置。

根据本实用新型提供的用于输电线防护的三维成像装置，其特征在于，包括：外壳、激光测距模块、摄像头、步进电机，所述步进电机驱动激光测距模块和摄像头朝设定的方向转动，其中，所述激光测距模块所获得的距离信息与摄像头所拍摄的照片合成后能够得到标识物体到输电线距离的三维图像。

优选地，所述激光测距模块包括：激光接收装置、激光发射装置；步进电机驱动所述摄像头、激光接收装置、激光发射装置在垂直向下的0～90度范围内偏转。

优选地，还包括超声波测距模块，所述超声波测距模块中的超声波传感器能够测量输电线下方与地面垂直的圆锥交度内物体到输电线的距离。

优选地，所述激光测距模块的激光扫描区域为一个近似的半球体。