CN209462612U - 输电线路状态监测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种输电线路状态监测***，包括：采集单元，用于采集输电线路的实时状态信息并输出；信息处理单元，其信号输入端与采集单元的输出端连接，用于接收采集单元输出的实时状态信息，并对实时状态信息进行加密处理并输出；中继基站单元，与信息处理单元无线通信连接，用于接收信息处理单元输出的加密信息进行二次加密处理，并将二次加密处理后的信息和二次加密密钥分别独立上传至远程监控单元；所述远程监控单元，与中继基站单元通信连接，用于接收二次加密后的信息并进行解密处理，并将解密后的实时状态信息进行显示；能够对输电线路所处环境的状态进行全天候监测并能够及时上传，能够有效确保数据的安全性和准确性。

Description

输电线路状态监测***

技术领域

本实用新型涉及一种电力***，尤其涉及一种输电线路状态监测***。

背景技术

输电线路用于将发电厂、变电站的电力传输到远处的用户端，一般采用两种形式，一种为地下电缆，一种为架空线路，对于架空线路来说，由于输电线路直接暴露与环境中，因此，对于输电线路的状态监测是保证电力***稳定运行的关键所在，现有技术中，对于输电线路的状态监测主要采用人工监测的方式，即通过人力对输电线路进行巡检，然后通过巡检工人将数据录入***中，这种方式浪费人力，效率十分低下，更为重要的是，数据的保密性差，而且在数据录入的过程中经常出现偏差，从而使得最终的数据并不能指导电力***的运行，虽然，随着技术的发展，人们也提供了一些监测***，但是，现有的监测***的数据传输过程中仍然存在风险。

因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的方案。

实用新型内容

本实用新型提供的一种输电线路状态监测***，能够对输电线路所处环境的状态进行全天候监测并能够及时上传，而且在上传过程中通过两种渠道对加密数据和密钥进行独立式传输，从而能够有效确保数据的安全性和准确性，进而确保最终得到的数据能够准确知道电力***的运行，整个***几乎无人力参与，从而能够有效节约人力资源，并且避免了人力巡检存在的安全风险。

本实用新型提供的一种输电线路状态监测***，包括：

采集单元，用于采集输电线路的实时状态信息并输出；

信息处理单元，其信号输入端与采集单元的输出端连接，用于接收采集单元输出的实时状态信息，并对实时状态信息进行加密处理并输出；

中继基站单元，与信息处理单元无线通信连接，用于接收信息处理单元输出的加密信息进行二次加密处理，并将二次加密处理后的信息和二次加密密钥分别独立上传至远程监控单元；

所述远程监控单元，与中继基站单元通信连接，用于接收二次加密后的信息并进行解密处理，并将解密后的实时状态信息进行显示；

供电单元，用于从输电线路进行感应取电，并向采集单元的供电端和信息处理单元的供电端输出稳定的直流电。

进一步，所述信息处理单元包括信号放大电路、滤波电路、模数转换电路、图像采集电路、中央处理电路、无线收发模块、GPS授时电路以及GPS定位电路；

所述信号放大电路的输入端与采集单元的电信号输出端连接，所述信号放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与中央处理电路的输入端连接，所述图像采集电路的输入端与采集单元的图像信号输出端连接，所述图像采集电路的输出端与中央处理电路的输入端连接；

所述GPS授时电路的输出端与中央处理电路连接，所述GPS定位电路的输出端与中央处理电路连接，所述中央处理电路通过无线收发模块与中继基站单元通信连接。

进一步，所述无线收发模块采用蓝牙模块、UWB模块或者ZigBee传输模块。

进一步，采集单元包括电压传感器、电流传感器、振动传感器、温度传感器、雨量传感器、湿度传感器、CCD摄像头、风向传感器以及风速传感器；

所述电压传感器、电流传感器、振动传感器、温度传感器、雨量传感器、湿度传感器、风速传感器和风向传感器的输出端与信号放大电路的输入端连接；所述CCD摄像头的输出端与图像采集电路的输入端连接。

进一步，所述中继基站单元包括第一中继处理电路、第二中继处理电路、中继无线收发模块、第一中继远程通信模块、第二中继远程通信模块、第一中继存储器、第二中继存储器以及中继GPS授时电路；

所述第一中继处理电路通过中继无线收发模块与无线收发模块通信连接，所述第一中继处理电路通过第一中继远程通信模块与远程监控单元通信连接，所述第一中继处理电路与第一中继存储器通信连接；

所述第二中继处理电路与第一中继处理电路通过有线通信方式通信连接，所述第二中继处理电路与第二中继存储器通信连接，所述第二中继处理电路与中继GPS授时电路连接，所述第二中继电路通过第二中继远程通信模块与远程监控单元通信连接。

进一步，所述第一中继通信模块为4G通信模块，所述第二中继通信模块为电力专网通信模块。

进一步，所述远程监控单元包括第一监控服务器、第一存储服务器、第二监控服务器、第二存储服务器、处理服务器以及触控显示器；

所述第一监控服务器与第一中继处理电路通信连接，所述第二监控服务器与第二中继处理电路通信连接，所述第一存储服务器与第一监控服务器通信连接，所述第二监控服务器与第二存储服务器通信连接，所述数据处理服务器分别与第一监控服务器和第二监控服务器通信连接，所述触控显示器与处理服务器连接。

进一步，所述供电单元包括电流互感器、与电流互感器的二次绕组连接的整流电路、与所述整流电路输出端连接的第一稳压电路以及与第一稳压电路输出端连接的第二稳压电路；所述第一稳压电路输出12V直流电，所述第二稳压电路输出5V直流电。

进一步，所述供电单元还包括备用电源，所述备用电源包括充放电管理电路、锂电池以及检测电路；

所述充放电管理电路的充电输入端与第一稳压电路的输出端连接，所述充放电管理电路的放电端向采集单元和第二稳压电路的输入端供电，所述充放电管理电路与锂电池的正极连接，所述检测电路用于检测第一稳压电路的输出电压并将监测信号输入到充放电管理电路中。

本实用新型的有益效果：通过本实用新型，能够对输电线路所处环境的状态进行全天候监测并能够及时上传，而且在上传过程中通过两种渠道对加密数据和密钥进行独立式传输，从而能够有效确保数据的安全性和准确性，进而确保最终得到的数据能够准确知道电力***的运行，整个***几乎无人力参与，从而能够有效节约人力资源，并且避免了人力巡检存在的安全风险。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型采集单元、信号处理单元、中继基站单元和远程监控单元结构示意图。

图3为本实用新型的供电单元结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型做出进一步详细说明，如图所示：

本实用新型提供的一种输电线路状态监测***，包括：

采集单元，用于采集输电线路的实时状态信息并输出；

信息处理单元，其信号输入端与采集单元的输出端连接，用于接收采集单元输出的实时状态信息，并对实时状态信息进行加密处理并输出；

中继基站单元，与信息处理单元无线通信连接，用于接收信息处理单元输出的加密信息进行二次加密处理，并将二次加密处理后的信息和二次加密密钥分别独立上传至远程监控单元；

所述远程监控单元，与中继基站单元通信连接，用于接收二次加密后的信息并进行解密处理，并将解密后的实时状态信息进行显示；

供电单元，用于从输电线路进行感应取电，并向采集单元的供电端和信息处理单元的供电端输出稳定的直流电；通过上述结构，能够对输电线路所处环境的状态进行全天候监测并能够及时上传，而且在上传过程中通过两种渠道对加密数据和密钥进行独立式传输，从而能够有效确保数据的安全性和准确性，进而确保最终得到的数据能够准确知道电力***的运行，整个***几乎无人力参与，从而能够有效节约人力资源，并且避免了人力巡检存在的安全风险。

本实施例中，所述信息处理单元包括信号放大电路、滤波电路、模数转换电路、图像采集电路、中央处理电路、无线收发模块、GPS授时电路以及GPS定位电路；

所述信号放大电路的输入端与采集单元的电信号输出端连接，所述信号放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与中央处理电路的输入端连接，所述图像采集电路的输入端与采集单元的图像信号输出端连接，所述图像采集电路的输出端与中央处理电路的输入端连接；

所述GPS授时电路的输出端与中央处理电路连接，所述GPS定位电路的输出端与中央处理电路连接，所述中央处理电路通过无线收发模块与中继基站单元通信连接，其中，中央处理电路和图像处理电路采用现有的单片机，比如STM系列单片机、89S51系列单片机、AVR单片机等，本领域技术人员根据实际需要进行选择，信号放大电路采用现有的多通道信号放大电路，GPS授时电路中央处理电路对获取的实时信息进行时间标记，GPS定位电路用于对所采集的实时信息的地理位置进行标记，从而利于工作人员具有针对性的分析数据，其中，中央处理电路采用现有的加密算法，比如DES或者3DES等算法对实时信息进行加密，其加密密钥采用固定密钥，即电力监控中心自行设定，然后分别设置在中央处理电路和第一中继处理电路中。

其中，所述无线收发模块采用蓝牙模块、UWB模块或者ZigBee传输模块，实际使用中可以根据传输距离、运行成本等进行选择。

本实施例中，采集单元包括电压传感器、电流传感器、振动传感器、温度传感器、雨量传感器、湿度传感器、CCD摄像头、风向传感器以及风速传感器；

所述电压传感器、电流传感器、振动传感器、温度传感器、雨量传感器、湿度传感器、风速传感器和风向传感器的输出端与信号放大电路的输入端连接；所述CCD摄像头的输出端与图像采集电路的输入端连接，通过上述结构，能够对输电线路的自身状态以及环境状态进行全面监测，从而利于得到全面而准确的数据，方便指导电力运营决策。

本实施例中，所述中继基站单元包括第一中继处理电路、第二中继处理电路、中继无线收发模块、第一中继远程通信模块、第二中继远程通信模块、第一中继存储器、第二中继存储器以及中继GPS授时电路；

所述第一中继处理电路通过中继无线收发模块与无线收发模块通信连接，所述第一中继处理电路通过第一中继远程通信模块与远程监控单元通信连接，所述第一中继处理电路与第一中继存储器通信连接；

所述第二中继处理电路与第一中继处理电路通过有线通信方式通信连接，所述第二中继处理电路与第二中继存储器通信连接，所述第二中继处理电路与中继GPS授时电路连接，所述第二中继电路通过第二中继远程通信模块与远程监控单元通信连接，其中，所述第一中继通信模块为4G通信模块，所述第二中继通信模块为电力专网通信模块，中继第一处理电路和中继第二处理电路均采用现有的单片机实现，比如STM系列单片机、89S51系列单片机、AVR单片机等；其中，第二中继处理电路根据中继GPS授时电路提供的参考时间，按照设定的时间间隔生成随机密钥，该随机密钥一方面发送给第一中继处理电路，另一方面，通过电力专网通信模块发送至第二监控服务器；第二中继处理电路将中央处理电路加密的实时状态信息、时间信息以及位置信息进行解密，然后再采用第一中继处理电路随机生成的密钥并结合现有的加密算法进行二次加密，然后通过4G通信模块传输至第一监控服务器中，通过上述结构，使得加密的数据和密钥通过不同的设备和渠道独立传输，从而能够有效保证数据的安全性以及准确性；其中，第一中继存储器用于存储第一中继处理电路加密后的数据以及接收的一次加密数据，第二中继存储器用于存储第二中继处理电路生成的随机序列。

本实施例中，所述远程监控单元包括第一监控服务器、第一存储服务器、第二监控服务器、第二存储服务器、处理服务器以及触控显示器；

所述第一监控服务器与第一中继处理电路通信连接，所述第二监控服务器与第二中继处理电路通信连接，所述第一存储服务器与第一监控服务器通信连接，所述第二监控服务器与第二存储服务器通信连接，所述数据处理服务器分别与第一监控服务器和第二监控服务器通信连接，所述触控显示器与处理服务器连接，通过上述结构，二次加密密钥和二次加密数据有两个不同的监控服务器接收并存储，当处理服务器调用时，通过调用两个服务器的数据然后再解密后，通过触控显示器显示出来，用于工作人员进行分析，通过上述结构，在数据存储方面也保证了数据的安全性。

本实施例中，所述供电单元包括电流互感器、与电流互感器的二次绕组连接的整流电路、与所述整流电路输出端连接的第一稳压电路以及与第一稳压电路输出端连接的第二稳压电路；所述第一稳压电路输出12V直流电，所述第二稳压电路输出5V直流电；所述供电单元还包括备用电源，所述备用电源包括充放电管理电路、锂电池以及检测电路；

所述充放电管理电路的充电输入端与第一稳压电路的输出端连接，所述充放电管理电路的放电端向采集单元和第二稳压电路的输入端供电，所述充放电管理电路与锂电池的正极连接，所述检测电路用于检测第一稳压电路的输出电压并将监测信号输入到充放电管理电路中，其中，电流互感器用于从输电线路上获取电能，整流电路采用全桥式整流电路，第一稳压电路采用LM7812稳压芯片，第二稳压电路采用LM7805稳压芯片，通过上述结构，能够输出两种不同的直流电，分别为12V和5V，这是由于一般来说，传感器的工作电压和CCD摄像头采用12V，当然，有的传感器也采用9V或者5V，而单片机一般采用5V供电，因此，在上述结构下，能够有效保证供电电路的适用范围，而且，采用上述方式供电，避免了传统单独采用太阳能、蓄电池而存在的稳定性差的问题，而且，即使输电线路出现故障断电，即第一稳压电路就没有输出，检测电路检测后，充放电管理电路控制锂电池放电，供给各用电设备使用，仍然能够保证采集单元以及信号处理单元在一定时间内即使反馈数据，并且，充放电管理电路还与中央处理电路通信连接，当输电线路出现断电故障时通过中央处理电路上传断电信息，其中，充放电管理电路采用现有的锂电池管理电路，检测电路采用现有的分压检测电路，均属于现有技术，在此不加以赘述。

需要说明的是：上述中记载了一些方法及原理性的内容，这些内容仅仅是便于本领域技术人员对本申请的技术方案的理解，并非是对方法和原理本身的改进。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种输电线路状态监测***，其特征在于：包括：

采集单元，用于采集输电线路的实时状态信息并输出；

信息处理单元，其信号输入端与采集单元的输出端连接，用于接收采集单元输出的实时状态信息，并对实时状态信息进行加密处理并输出；

中继基站单元，与信息处理单元无线通信连接，用于接收信息处理单元输出的加密信息进行二次加密处理，并将二次加密处理后的信息和二次加密密钥分别独立上传至远程监控单元；

所述远程监控单元，与中继基站单元通信连接，用于接收二次加密后的信息并进行解密处理，并将解密后的实时状态信息进行显示；

供电单元，用于从输电线路进行感应取电，并向采集单元的供电端和信息处理单元的供电端输出稳定的直流电。

2.根据权利要求1所述输电线路状态监测***，其特征在于：所述信息处理单元包括信号放大电路、滤波电路、模数转换电路、图像采集电路、中央处理电路、无线收发模块、GPS授时电路以及GPS定位电路；

所述信号放大电路的输入端与采集单元的电信号输出端连接，所述信号放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与中央处理电路的输入端连接，所述图像采集电路的输入端与采集单元的图像信号输出端连接，所述图像采集电路的输出端与中央处理电路的输入端连接；

所述GPS授时电路的输出端与中央处理电路连接，所述GPS定位电路的输出端与中央处理电路连接，所述中央处理电路通过无线收发模块与中继基站单元通信连接。

3.根据权利要求2所述输电线路状态监测***，其特征在于：所述无线收发模块采用蓝牙模块、UWB模块或者ZigBee传输模块。

4.根据权利要求2所述输电线路状态监测***，其特征在于：采集单元包括电压传感器、电流传感器、振动传感器、温度传感器、雨量传感器、湿度传感器、CCD摄像头、风向传感器以及风速传感器；

所述电压传感器、电流传感器、振动传感器、温度传感器、雨量传感器、湿度传感器、风速传感器和风向传感器的输出端与信号放大电路的输入端连接；所述CCD摄像头的输出端与图像采集电路的输入端连接。

5.根据权利要求1所述输电线路状态监测***，其特征在于：所述中继基站单元包括第一中继处理电路、第二中继处理电路、中继无线收发模块、第一中继远程通信模块、第二中继远程通信模块、第一中继存储器、第二中继存储器以及中继GPS授时电路；

所述第一中继处理电路通过中继无线收发模块与无线收发模块通信连接，所述第一中继处理电路通过第一中继远程通信模块与远程监控单元通信连接，所述第一中继处理电路与第一中继存储器通信连接；

所述第二中继处理电路与第一中继处理电路通过有线通信方式通信连接，所述第二中继处理电路与第二中继存储器通信连接，所述第二中继处理电路与中继GPS授时电路连接，所述第二中继电路通过第二中继远程通信模块与远程监控单元通信连接。

6.根据权利要求5所述输电线路状态监测***，其特征在于：所述第一中继通信模块为4G通信模块，所述第二中继通信模块为电力专网通信模块。

7.根据权利要求1所述输电线路状态监测***，其特征在于：所述远程监控单元包括第一监控服务器、第一存储服务器、第二监控服务器、第二存储服务器、处理服务器以及触控显示器；

所述第一监控服务器与第一中继处理电路通信连接，所述第二监控服务器与第二中继处理电路通信连接，所述第一存储服务器与第一监控服务器通信连接，所述第二监控服务器与第二存储服务器通信连接，所述处理服务器分别与第一监控服务器和第二监控服务器通信连接，所述触控显示器与处理服务器连接。

8.根据权利要求1所述输电线路状态监测***，其特征在于：所述供电单元包括电流互感器、与电流互感器的二次绕组连接的整流电路、与所述整流电路输出端连接的第一稳压电路以及与第一稳压电路输出端连接的第二稳压电路；所述第一稳压电路输出12V直流电，所述第二稳压电路输出5V直流电。

9.根据权利要求8所述输电线路状态监测***，其特征在于：所述供电单元还包括备用电源，所述备用电源包括充放电管理电路、锂电池以及检测电路；

所述充放电管理电路的充电输入端与第一稳压电路的输出端连接，所述充放电管理电路的放电端向采集单元和第二稳压电路的输入端供电，所述充放电管理电路与锂电池的正极连接，所述检测电路用于检测第一稳压电路的输出电压并将监测信号输入到充放电管理电路中。