CN105844821A - 变压器野外防盗监测装置及其防盗监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了变压器野外防盗监测装置及其防盗监测方法，其中，变压器野外防盗监测装置该变压器野外防盗监测装置包括设置在变压器引线、外部电源连接的检测线缆、控制模块和分别与控制模块连接的碰撞传感器、第一电流采集模块、第一控制开关、第二控制开关、第二电流采集模块、图像采集模块、振动传感器声光报警器和GPRS定位模块，以及设置在变压器壳体上，给整个变压器野外防盗监测装置进行供电的电源模块，对于设置在变压器线圈内不便于与设置在变压器壳体上的电源模块供电，此时可以在变压器线圈内单独设置一个电源模块，以给变压器线圈内的多个部件进行独立供电。
Description
技术领域
本发明涉及变压器防盗装置，具体涉及变压器野外防盗监测装置及其防盗监测方法。
背景技术
变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等，其广泛用于电力***，遍及城乡各地，变压器的线圈由贵重金属铜绕制，由于其安装在野外无人看管，一些不法分子便会将变压器内的线圈进行盗取，给人民群众财产造成损失同时影响人们的日常生活，特别是边远山区，使得人们的生活非常的不方便。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的变压器野外防盗监测装置及其防盗监测方法能够有效地解决安装在野外的变压器的线圈被偷盗的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
第一方面，提供一种变压器野外防盗监测装置，其包括：
碰撞传感器，设置在所述变压器的门板上，且位于所述门板的锁具安装位置的正后方；
第一电流采集模块，设置在外部电源和变压器线圈输入端之间的线缆上，用于采集外部电源和变压器线圈输入端之间的线缆的当前电流；
检测线缆，设置在外部电源和引线之间，其上设置有一个当前电流为零时，用于导通外部电源和引线的第一控制开关；
第二控制开关，设置在变压器输出端与外部线缆之间的线缆上，用于第一控制开关导通时，切断变压器输出端与外部线缆；
第二电流采集模块，设置在变压器输出端与外部线缆之间的线缆上，用于采集变压器输出端的输出电流；
图像采集模块，设置在变压器的壳体上，用于采集变压器所在区域内的视屏图像；
振动传感器，安装在缠绕变压器线圈的套筒上设置的暗箱内，用于采集变压线圈的震动信息；
GPRS定位模块，安装在缠绕变压器线圈的套筒上设置的暗箱内，用于采集变压器线圈的实时地理信息；
控制模块，接收碰撞传感器上传的碰撞力，当碰撞力大于设定值时，启动第一电流采集模块，并时刻对第一电流采集模块上传的当前电流进行判断，当当前电流为零时，控制第一控制开关导通检测线缆，并控制第二控制开关切断变压器输出端与外部线缆之间的线缆；
之后启动第二电流采集模块采集变压器输出端的输出电流，并对输出电流进行判断，当输出电流大于零时，则变压器内的其他部件均未出现故障，变压器线圈被非常规切断，此时，启动图像采集模块采集变压器所在区域内的视屏图像；
当所述视屏图像中存在人物图像时，启动振动传感器采集变压线圈的震动信息；若存在人物图像，且变压器的线圈出现震动现象，控制模块将变压器线圈遭遇拆卸的信息和变压器所在地理位置发送给控制中心，并触发安装在变压器壳体上的声光报警器发出声光报警信息；
之后，控制模块再启动GPRS定位模块时刻采集变压器的实时地理信息，并将所述实时地理信息绘制成移动路径传递给所述控制中心和邻近变压器的值班人员。
第二方面，提供一种变压器野外防盗监测方法，其包括以下步骤：
时刻采集变压器的门板处是否存在外界的碰撞力；
若门板处存在大于设定值的碰撞力时，采集外部电源和变压器线圈输入端之间的线缆的当前电流；
当当前电流为零时，导通外部电源与变压器引线之间的检测线缆，并切断变压器输出端与外部线缆；
采集变压器输出端的输出电流；
当输出电流大于零时，采集变压器所在区域内的视屏图像；
分析所述视屏图像，当所述视屏图像中存在人物图像，且变压器的线圈出现震动现象；
将变压器线圈遭遇拆卸的信息和变压器所在地理位置发送给控制中心，并触发声光报警信息；
采集变压器线圈实时地理信息，并将所述实时地理信息绘制成移动路径传递给所述控制中心和邻近变压器的值班人员。
本发明的有益效果为：当门板受到的碰撞力大于设定值，表明变压器门板可能被非法开启，此时采集外部电源和变压器线圈输入端之间的线缆的当前电流，若是当前电流正常，表明门板可能是受到野外动物的碰撞，不对变压器构成威胁；
若是当前电流为零，则变压器线圈可能存在被盗的可能，但也不排除变压器其他部件出现故障导致，此时导通外部电源与变压器引线之间的检测线缆，并切断变压器输出端与外部线缆，当变压器输出端的输出电流大于零，表明变压器的其他部件都能正常运行，此时可以通过采集的图像来确定变压器附近是否有人员出现；
若是有人员出现，且变压器线圈出现过震动现象，则说明变压器线圈被非法人员拆卸，此时表明变压器不能正常工作是人为，并不是其他部件故障，且变压器线圈出现被盗的可能性，此时立即通知邻近该变压器的值班人员和控制中心并发出报警信息威慑不法分子；
若是不法分子在报警信息的威慑下仍继续盗走变压器线圈，就将变压器线圈实时地理信息绘制成移动路径传递给所述控制中心和邻近变压器的值班人员，这样值班人员和控制中心的人员可以根据该信息做出相应的应对处理。
附图说明
图1为变压器野外防盗监测装置的原理框图。
图2为变压器野外防盗监测方法一个实施例的流程图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
参考图1，图1示出了变压器野外防盗监测装置的原理框图。如图1所示，该变压器野外防盗监测装置包括连接变压器引线和外部电源的检测线缆、控制模块和分别与控制模块连接的碰撞传感器、第一电流采集模块、第一控制开关、第二控制开关、第二电流采集模块、图像采集模块、振动传感器、声光报警器和GPRS定位模块，以及设置在变压器壳体上，给整个变压器野外防盗监测装置进行供电的电源模块，对于设置在变压器线圈内不便于与设置在变压器壳体上的电源模块供电，此时可以在变压器线圈内单独设置一个电源模块，以给变压器线圈内的多个部件进行独立供电。
其中的碰撞传感器设置在所述变压器的门板上，且位于所述门板的锁具安装位置的正后方；由于变压器线圈是安装在变压器壳体内的，不法分子想获得变压器中昂贵的铜线圈，首先需要撬动打开变压器的门板，在此过程变压器门板只有受到较大外界碰撞力冲击时，才能开启门板；故本方案在进行变压器防盗监测时，首先对变压器门板受到的碰撞力进行采集。
第一电流采集模块设置在外部电源和变压器线圈输入端之间的线缆上，用于采集外部电源和变压器线圈输入端之间的线缆的当前电流。检测线缆设置在外部电源和引线之间，其上设置有一个当前电流为零时，用于导通外部电源和引线的第一控制开关。
第二控制开关，设置在变压器输出端与外部线缆之间的线缆上，用于第一控制开关导通时，切断变压器输出端与外部线缆。第二电流采集模块，设置在变压器输出端与外部线缆之间的线缆上，用于采集变压器输出端的输出电流。
图像采集模块，设置在变压器的壳体上，用于采集变压器所在区域内的视屏图像；振动传感器，安装在缠绕变压器线圈的套筒上设置的暗箱内，用于采集变压线圈的震动信息；GPRS定位模块，安装在缠绕变压器线圈的套筒上设置的暗箱内，用于采集变压器线圈的实时地理信息。
采用本防盗监测装置进行防盗监测时，控制模块接收碰撞传感器上传的碰撞力，由于门板受到碰撞时，有可能是野外的动物无意间碰撞到变压器门板产生的碰撞力，出现这种碰撞力时，并不会对变压器造成任何威胁。
于是控制模块需要判断门板所受到的碰撞力的大小，当这个力大于设定值时，此时表明变压器门板有可能被非法开启，此时控制模块启动第一电流采集模块，并时刻对第一电流采集模块上传的当前电流进行判断，若是当前电流正常，表明门板可能确实受到野外动物较大的碰撞，不对变压器构成威胁。
若是当前电流为零，则变压器线圈可能存在被盗的风险，但也不排除变压器其他部件出现故障导致，此时，控制模块启动控制第一控制开关导通检测线缆，并控制第二控制开关切断变压器输出端与外部线缆之间的线缆；当变压器输出端的输出电流也为零，则表明变压器内部的众多部件中的某个部件出现了故障。
其中，第二控制开关设置的主要目的是在确保变压器线圈是否被盗时，避免变压器将交流电输出，造成其所在供电路径后端的其他设备受电流冲击出现故障。
若变压器输出端的输出电流大于零，则变压器内的其他部件均未出现故障，变压器线圈被非常规切断，此时，启动图像采集模块采集变压器所在区域内的视屏图像。
当所述视屏图像中存在人物图像时，启动振动传感器采集变压线圈的震动信息；若存在人物图像，且变压器的线圈出现震动现象，则说明变压器线圈被非法人员拆卸，此时表明变压器不能正常工作是人为，并不是其他部件故障，且变压器线圈出现被盗的可能性；
此时，控制模块将变压器线圈遭遇拆卸的信息和变压器所在地理位置发送给控制中心和邻近变压器的值班人员，并触发安装在变压器壳体上的声光报警器发出声光报警信息，通过声光报警信息威慑不法分子，若是不法分子在报警信息的威慑下仍继续盗走变压器线圈。
之后，控制模块再启动GPRS定位模块时刻采集变压器的实时地理信息，并将所述实时地理信息绘制成移动路径传递给所述控制中心和邻近变压器的值班人员，这样值班人员和控制中心的人员可以根据该信息做出相应的应对处理。
在本发明的一个实施例中，该变压器野外防盗监测装置还包括与控制模块通过无线进行通信、且安装套筒上设置的暗箱内的速度传感器；当声光报警器发出声光报警后，所述速度传感器用于时刻采集变压器线圈的当前移动速度；控制模块接收并判断当前移动速度，当当前移动速度小于速度设置阀值时，将变压器所在地理位置发送给邻近变压器的值班人员；当当前移动速度大于等于设置值时，进入采集变压器线圈实时地理信息步骤。
设置的速度传感器后，可以通过变压器线圈的实时移动速度去判定，是让附近的值班人员立即去阻止不法分子，还是之后再根据变压器线圈的移动路径对不法分子进行追击。
在实施时，变压器野外防盗监测装置还包括设置在所述变压器的壳体上，与控制模块连接的热红外人体传感器，其用于时刻探测距离变压器设定距离范围的监测区域内是否有人员进入，并将该信息发送给控制模块，当控制模块确定有人员进入监测区域内，且人员与变压器之间的距离逐渐缩短，则进入时刻采集变压器的门板处是否存在外界的碰撞力步骤。
热红外人体传感器设置之后，可以只对有人员出入时，门板受到的碰撞力进行采集，这样可以不需要花费采集大量与防盗监测不相关的碰撞力数据。
在本发明的一个实施例中，变压器野外防盗监测装置还可以包括安装在变压器油箱内、与控制模块连接的液位传感器，其在所述视屏图像中存在人物图像时，启动用于时刻采集变压器油箱中油液的液位信息并将其上传给控制模块；
当控制模块判定在设定时间段内，油箱中油液液位变化值大于设定阀值时，将变压器油液被偷盗信息和变压器所在地理位置发送给控制中心，并触发声光报警信息。
液位传感器设置之后，可以采用该变压器野外防盗监测装置可以同时实现对变压器中均比较昂贵的线圈和油液的监测。
参考图2，图2示出了变压器野外防盗监测方法一个实施例200的流程图；如图2所示，该方法包括步骤201至步骤208。
在步骤201中，时刻采集变压器的门板处是否存在外界的碰撞力；
在步骤202中，若门板处存在大于设定值的碰撞力时，采集外部电源和变压器线圈输入端之间的线缆的当前电流；此处由于变压器线圈是安装在变压器壳体内的，不法分子想获得变压器中昂贵的铜线圈，首先需要撬动打开变压器的门板，在此过程变压器门板只有受到较大外界碰撞力冲击时，才能开启门板；故本方案在进行变压器防盗监测时，首先对变压器门板受到的碰撞力进行采集。
在步骤203中，当当前电流为零时，导通外部电源与变压器引线之间的检测线缆，并切断变压器输出端与外部线缆；切断变压器输出端与外部线缆的主要目的是在确保变压器线圈是否被盗时，避免变压器之间将交流电输出，造成其所在供电路径后端的其他设备受电流冲击出现故障。
在步骤204中，采集变压器输出端的输出电流。
在步骤205中，当输出电流大于零时，表明变压器的其他部件都能正常运行，此时可以通过采集的图像来确定变压器附近是否有人员出现；之后，采集变压器所在区域内的视屏图像。
在步骤106中，分析所述视屏图像，当所述视屏图像中存在人物图像，且变压器的线圈出现震动现象；此时，则说明变压器线圈被非法人员拆卸，此时表明变压器不能正常工作是人为，并不是其他部件故障，且变压器线圈出现被盗的可能性，需要对非法人员采取相应的措施进行制止。
在步骤207中，将变压器线圈遭遇拆卸的信息和变压器所在地理位置发送给控制中心和邻近变压器的值班人员，并触发声光报警信息，通过发声光报警信息威慑不法分子。
若是不法分子在报警信息的威慑下仍继续盗走变压器线圈，在步骤208中，就需要进一步采集变压器线圈实时地理信息，并将所述实时地理信息绘制成移动路径传递给所述控制中心和邻近变压器的值班人员。
在本发明的一个实施例中，该变压器野外防盗监测方法在触发声光报警信息后，进一步包括：采集变压器线圈的当前移动速度；当当前移动速度小于速度设置阀值时，将变压器所在地理位置发送给邻近变压器的值班人员；当当前移动速度大于等于速度设置阀值时，进入采集变压器线圈实时地理信息步骤。
采用该步骤后，防盗监测装置的控制模块可以通过变压器线圈的实时移动速度去判定，是让附近的值班人员立即去阻止不法分子，还是之后再根据变压器线圈的移动路径对不法分子进行追击。
由于一个身体健康的成年人正常行走速度在1.75m/s-2m/s之间，平均跑动速度为走动速度的3-5倍，为确定值班人员能否追击上不法分子，此处的速度设置阀值设置为小于等于6m/s。
实施时，变压器野外防盗监测方法还可以包括时刻探测距离变压器设定距离范围的监测区域内是否有人员进入；若有人员进入，且人员与变压器之间的距离逐渐缩短，则进入时刻采集变压器的门板处是否存在外界的碰撞力步骤。该步骤与上面防盗监测装置提到的热红外人体传感器达到的效果是一样的，此处就不再赘述。
当所述视屏图像中存在人物图像时，采集所述变压器油箱中油液的液位信息；当在设定时间段内，油箱中油液液位变化值大于设定阀值时，将变压器油液被偷盗信息和变压器所在地理位置发送给控制中心，并触发声光报警信息。
其中的设定阀值大于等于设定时间段内变压器消耗油液的三倍，由于变压器在进行正常工作时，每一个固定时间段油液的消耗基本是一个固定值，那么控制模块可以记录该固定值，在进行油液判断时，采用该固定值去计算设定时间段内本应该消耗的油液。
综上所述，通过该变压器野外防盗监测装置及其防盗监测方法能够准确地对在野外的变压器的线圈是否出现被偷盗的情况进行监测。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.变压器野外防盗监测装置，其特征在于，包括：
碰撞传感器，设置在所述变压器的门板上，且位于所述门板的锁具安装位置的正后方；
第一电流采集模块，设置在外部电源和变压器线圈输入端之间的线缆上，用于采集外部电源和变压器线圈输入端之间的线缆的当前电流；
检测线缆，设置在外部电源和引线之间，其上设置有一个当前电流为零时，用于导通外部电源和引线的第一控制开关；
第二控制开关，设置在变压器输出端与外部线缆之间的线缆上，用于第一控制开关导通时，切断变压器输出端与外部线缆；
第二电流采集模块，设置在变压器输出端与外部线缆之间的线缆上，用于采集变压器输出端的输出电流；
图像采集模块，设置在变压器的壳体上，用于采集变压器所在区域内的视屏图像；
振动传感器，安装在缠绕变压器线圈的套筒上设置的暗箱内，用于采集变压线圈的震动信息；
GPRS定位模块，安装在缠绕变压器线圈的套筒上设置的暗箱内，用于采集变压器线圈的实时地理信息；
控制模块，接收碰撞传感器上传的碰撞力，当碰撞力大于设定值时，启动第一电流采集模块，并时刻对第一电流采集模块上传的当前电流进行判断，当当前电流为零时，控制第一控制开关导通检测线缆，并控制第二控制开关切断变压器输出端与外部线缆之间的线缆；
之后启动第二电流采集模块采集变压器输出端的输出电流，并对输出电流进行判断，当输出电流大于零时，则变压器内的其他部件均未出现故障，变压器线圈被非常规切断，此时，启动图像采集模块采集变压器所在区域内的视屏图像；
当所述视屏图像中存在人物图像时，启动振动传感器采集变压线圈的震动信息；若存在人物图像，且变压器的线圈出现震动现象，控制模块将变压器线圈遭遇拆卸的信息和变压器所在地理位置发送给控制中心和邻近变压器的值班人员，并触发安装在变压器壳体上的声光报警器发出声光报警信息；
之后，控制模块再启动GPRS定位模块时刻采集变压器的实时地理信息，并将所述实时地理信息绘制成移动路径传递给所述控制中心和邻近变压器的值班人员。
2.根据权利要求1所述的变压器野外防盗监测装置，其特征在于，还包括与控制模块通过无线进行通信、且安装在套筒上设置的暗箱内的速度传感器；当声光报警器发出声光报警后，所述速度传感器用于时刻采集变压器线圈的当前移动速度；控制模块接收并判断当前移动速度，当当前移动速度小于速度设置阀值时，将变压器所在地理位置发送给邻近变压器的值班人员；当当前移动速度大于等于设置值时，进入采集变压器线圈实时地理信息步骤。
3.根据权利要求2所述的变压器野外防盗监测装置，其特征在于，还包括设置在所述变压器的壳体上，与控制模块连接的热红外人体传感器，其用于时刻探测距离变压器设定距离范围的监测区域内是否有人员进入，并将该信息发送给控制模块，当控制模块确定有人员进入监测区域内，且人员与变压器之间的距离逐渐缩短，则进入时刻采集变压器的门板处是否存在外界的碰撞力步骤。
4.根据权利要求1-3任一所述的变压器野外防盗监测装置，其特征在于，还包括安装在变压器油箱内、与控制模块连接的液位传感器，其在所述视屏图像中存在人物图像时，启动用于时刻采集变压器油箱中油液的液位信息并将其上传给控制模块；
当控制模块判定在设定时间段内，油箱中油液液位变化值大于设定阀值时，将变压器油液被偷盗信息和变压器所在地理位置发送给控制中心，并触发声光报警信息。
5.一种权利要求1-4任一所述的变压器野外防盗监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
时刻采集变压器的门板处是否存在外界的碰撞力；
若门板处存在大于设定值的碰撞力时，采集外部电源和变压器线圈输入端之间的线缆的当前电流；
当当前电流为零时，导通外部电源与变压器引线之间的检测线缆，并切断变压器输出端与外部线缆；
采集变压器输出端的输出电流；
当输出电流大于零时，采集变压器所在区域内的视屏图像；
分析所述视屏图像，当所述视屏图像中存在人物图像，且变压器的线圈出现震动现象；
将变压器线圈遭遇拆卸的信息和变压器所在地理位置发送给控制中心和邻近变压器的值班人员，并触发声光报警信息；
采集变压器线圈实时地理信息，并将所述实时地理信息绘制成移动路径传递给所述控制中心和邻近变压器的值班人员。
6.根据权利要求5所述的变压器野外防盗监测方法，其特征在于，触发声光报警信息后，进一步包括：
采集变压器线圈的当前移动速度；
当当前移动速度小于速度设置阀值时，将变压器所在地理位置发送给邻近变压器的值班人员；
当当前移动速度大于等于速度设置阀值时，进入采集变压器线圈实时地理信息步骤。
7.根据权利要求6所述的变压器野外防盗监测方法，其特征在于，还包括：
时刻探测距离变压器设定距离范围的监测区域内是否有人员进入；
若有人员进入，且人员与变压器之间的距离逐渐缩短，则进入时刻采集变压器的门板处是否存在外界的碰撞力步骤。
8.根据权利要求5-7任一所述的变压器野外防盗监测方法，其特征在于，当所述视屏图像中存在人物图像时，采集所述变压器油箱中油液的液位信息；
当在设定时间段内，油箱中油液液位变化值大于设定阀值时，将变压器油液被偷盗信息和变压器所在地理位置发送给控制中心，并触发声光报警信息。
9.根据权利要求8所述的变压器野外防盗监测方法，其特征在于，所述设定阀值大于等于设定时间段内变压器消耗油液的三倍。
10.根据权利要求6或7所述的变压器野外防盗监测方法，其特征在于，所述速度设置阀值为小于等于6m/s。
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