[发明专利]一种输电线路故障可视化监控系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路在线监测相关技术领域，特别是涉及一种输电线路故障可视化监控系统及方法，主要应用于输电线路故障的监控、诊断和预警。

背景技术

输电线路长期暴露在野外中，极易遭受雷电、污秽、动植物、风吹舞动、山火、覆冰等各种自然因素以及机械施工、杆塔盗窃等外力破坏的影响，另外，线路长期运行，设备受到持续的机械张力、电气闪络和材料老化等问题，绝缘子、金具、导线均可能出现损伤，可能发生绝缘子自爆、裂缝和污秽等缺陷，如果不及时检测出并更换，可能导致线路跳闸等故障。输电线路发生故障后，运维检修部门需快速找到故障点并及时恢复，减少经济损失。

为了提高故障排查速度，电力系统一般配有故障定位系统，目前主要的故障定位技术包括基于阻抗法的故障录波、站内行波定位、线路分布式行波定位等。运维检修人员基于故障定位系统的分析结果，然后去现场相应杆塔及附近杆塔进行人工巡查。但是由于定位结果存在偏差、现场环境恶劣、部分故障发生后痕迹不明显，往往导致故障点难以发现和确定；而故障可能对设备造成损伤，如果不及时发现并处理，可能导致更为严重的线路故障。

现有的监控系统往往采用24小时不间断工作，持续进行拍摄，其功耗较高，采用太阳能供电时常因阴雨天气导致系统失电而无法正常工作，此外，由于其拍摄缺乏目的性，上传的大量数据为重复性数据，不便于输电线路智能化管理。

发明内容

针对目前输电线路故障点巡查困难甚至无法发现，通道可视化拍摄缺乏针对性的问题，提出一种输电线路故障可视化监控系统及方法，通过采用功率较低的传感器实时监测输电线路状态，一旦满足触发条件，则启动对应的摄像头进行视频拍摄，记录故障现场情况或调取输电线路故障时刻前后一定时间段内视频信息，并将故障视频上传到中心站，同时发送故障信息至相关负责人，包括故障点及故障类型，使相关人员第一时间掌握现场故障情况。

输电线路故障可视化监控系统，包括前端采集装置、中心站和监控终端；前端采集装置与中心站连接，前端采集装置将现场数据通过无线传输方式上传至中心站；中心站与监控终端连接，中心站对接收到的现场数据进行处理与诊断并将诊断结果发送给监控终端；

前端采集装置包括故障触发模块、视频监控模块和电源模块；故障触发模块包括传感器模块和微处理器模块，传感器模块采集装置安装点监测范围内的故障特征量，微处理器模块与传感器模块连接，微处理器模块对传感器模块输出的信号进行数据处理并判定是否触发故障触发模块；故障触发模块控制视频监控模块是否进行捕捉和记录输电线路故障的发展过程，故障触发模块与视频监控模块连接，电源模块分别与故障触发模块及视频监控模块连接，电源模块为故障触发模块及视频监控模块供电。

上述电源模块包括感应取电电源模块，和/或太阳能取电电源模块；感应取电电源模块包括感应取能单元、冲击保护电路、整流滤波电路、过压保护电路、充电电路和储能电池；感应取能单元包括套装在输电导线上的可开闭式环形铁芯，绕置于环形铁芯上的二次线圈，感应取能单元与冲击保护电路连接，冲击保护电路与整流滤波电路连接，整流滤波电路与过压保护电路连接，过压保护电路与充电电路连接，充电电路与储能电池连接；太阳能取电电源模块包括太阳能电池板、充电模块和锂电池，太阳能电池板与充电模块连接，充电模块与锂电池连接。

上述前端采集装置包括GPRS无线通信模块，GPRS无线通信模块与中心站连接，前端采集装置通过GPRS无线通信模块将现场数据上传至中心站。

上述视频监控模块包括至少一个摄像头，视频监控模块记录输电线路走廊、输电杆塔顶部和绝缘子视频信息。

上述传感器模块包括工频电流传感器，和/或工频电压传感器，工频电流传感器采集输电线路架空导线或地线的工频电流，工频电压传感器采集输电线路架空导线或地线的工频电压。

上述前端采集装置安装在输电线路架空导线上，传感器模块包括工频电流传感器，和/或工频电压传感器，工频电流传感器采集输电线路架空导线的工频电流，工频电压传感器采集输电线路架空导线的工频电压；故障触发模块与视频监控模块电连接，电源模块为感应取电电源模块。

上述前端采集装置安装在输电线路杆塔上，传感器模块包括工频电流传感器，和/或工频电压传感器，工频电流传感器采集输电线路地线的工频电流，工频电压传感器采集输电线路地线的工频电压；故障触发模块与视频监控模块电连接，电源模块为太阳能取电电源模块。