输电线路防外破电子围栏预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种电力预警系统，尤其涉及一种输电线路防外破电子围栏预警系统。


背景技术：

2.当前，输电线路外力破坏正威胁着电网安全，逐渐成为电网企业面临的严峻课题。根据统计，外力破坏引发的电网事故呈现逐年增长趋势，不但给电网企业造成重大经济损失，还严重影响着人民群众的生产生活，严重威胁电网安全。
3.现有技术中，对于输电线路的外力破坏的防护主要以下方式，一种是巡检，即由工作人员沿着输电线路巡视，这种方式浪费人力，而且存在严重的漏洞，另一种方式设立标志牌，但是，这种效果仍然交底，当然，在上述措施下，还相应地进行教育宣传，但是，输电线路仍然出现被破坏的现象。
4.因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种输电线路防外破电子围栏预警系统，能够对输电线路周围的是否存在入侵进行准确监测并及时预警，并能够实时获取相应的图像信息并上传，在有效降低输电线路被破坏的同时，还能起到高压警示的作用，防止触电发生，并且利于事后追溯。
6.本实用新型提供的一种输电线路防外破电子围栏预警系统，包括多个电子围栏单元，每个电子围栏单元与电缆杆塔一一对应；
7.每n个电子围栏单元中设定一个中继单元；
8.所述电子围栏单元包括入侵传感器、旋转式驱动机构、控制单元以及图像获取单元；
9.所述旋转式驱动机构包括安装壳体、驱动电机以及减速机构；
10.所述安装壳体为筒状结构，所述安装壳体的下端端部为台阶面结构，所述安装壳体的下端设置有圆形结构的安装板，所述安装板的横截面为t形结构，所述安装板设置于台阶面结构上且安装板与台阶面结构之间设置有转动轴承，所述安装板的上表面固定设置有驱动轴，所述驱动轴的动力输入端与减速机构传动连接，所述驱动电机与减速机构的动力输入端传动连接，所述驱动电机的控制输入端与控制单元的控制输出端连接；
11.所述入侵传感器为两个且固定设置于安装板的下表面，所述入侵传感器的检测方向与安装板的下表面成设定夹角；
12.所述入侵传感器的输出端与控制单元的检测输入端连接，所述图像获取单元的输出端连接于控制单元，非中级单元的控制单元与中继单元的控制单元通信连接，中继单元中还设置有远程通信模块，中继单元的控制单元通过远程通信模块与远程单元通信连接。
13.进一步，所述控制单元包括gps定位电路、gps授时电路、微控制器、语音警示器、电
机驱动电路以及近程通信模块；
14.gps定位电路、gps授时电路均与微控制器通信连接，所述微控制器的控制输出端与电机驱动电路的控制输入端连接，所述电机驱动电路的控制输出端与驱动电机的输入端连接，所述入侵传感器和图像获取单元的输出端均与微控制器连接，非中继单元的微控制器通过近程通信模块与中继单元的微控制器通信连接，所述语音警示器的输入端连接于微控制器的输出端。
15.进一步，所述入侵传感器为红外探测器。
16.进一步，所述图像获取单元包括ccd摄像头和补光控制单元；
17.所述ccd摄像头的输出端与微控制器连接，所述补光控制单元包括光强度传感器、led补光灯以及led驱动电路；
18.所述光强度传感器的输出端连接于微控制器的输入端，led驱动电路的控制输入端连接于微控制器的控制输出端，led驱动电路的输出端与led补光灯的输入端连接。
19.进一步，所述电子围栏单元还包括供电单元；所述供电单元包括电流互感器、整流电路、滤波电路、过流过压保护电路、锂电池、电池管理电路、稳压模块以及供电控制电路；
20.所述电流互感器为穿心式电流互感器并设置于输电线路，电流互感器的输出端连接于整流电路的输入端，整流电路的输出端连接于滤波电路的输出端，滤波电路的输出端连接于过压过流保护电路的输入端，过压过流保护电路的输出端连接于稳压模块的输入端；锂电池的正极连接于供电控制电路的输入端，供电控制电路的输出端连接于稳压模块的输入端，供电控制电路的控制端连接于过流过压保护电路的输出端，稳压模块向电子围栏单元的用电器件供电，电池管理电路的充电输入端连接于过压过流保护电路的输出端，电池管理电路的充电输出端连接于锂电池的正极。
21.本发明的有益效果：通过本发明，能够对输电线路周围的是否存在入侵进行准确监测并及时预警，并能够实时获取相应的图像信息并上传，在有效降低输电线路被破坏的同时，还能起到高压警示的作用，防止触电发生，并且利于事后追溯。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
23.图1为本实用新型的结构示意图。
24.图2为本实用新型的旋转驱动机构结构示意图。
25.图3为本实用新型的过压过流保护电路原理图。
26.图4为本实用新型的供电控制电路原理图。
27.图5为供电单元结构示意图。
具体实施方式
28.以下结合说明书附图对本实用新型进行进一步详细说明：
29.本实用新型提供的一种输电线路防外破电子围栏预警系统，包括多个电子围栏单元，每个电子围栏单元与电缆杆塔一一对应；即是说：每个杆塔上都设置一个电子围栏单元；
30.每n个电子围栏单元中设定一个中继单元；比如说：总共有12个电子围栏单元，那
么，每相邻4个为一组，并将其中一个电子围栏单元设定为中继单元，12个电子围栏单元中就具有3个中继单元；
31.所述电子围栏单元包括入侵传感器8、旋转式驱动机构、控制单元以及图像获取单元；
32.所述旋转式驱动机构包括安装壳体2、驱动电机6以及减速机构7；其中，驱动电机为现有的微型直流电机，减速机构为现有的减速器；当然，安装壳体还设置有盖板1；
33.所述安装壳体2为筒状结构，所述安装壳体的下端端部为台阶面结构5，所述安装壳体的下端设置有圆形结构的安装板9，所述安装板的横截面为t形结构，所述安装板9设置于台阶面结构上且安装板与台阶面结构之间设置有转动轴承4，所述安装板的上表面固定设置有驱动轴3，所述驱动轴的动力输入端与减速机构7传动连接，所述驱动电机6与减速机构的动力输入端传动连接，所述驱动电机的控制输入端与控制单元的控制输出端连接；
34.所述入侵传感器8为两个且固定设置于安装板9的下表面，所述入侵传感器的检测方向与安装板的下表面成设定夹角；旋转式驱动机构在旋转过程中使得入侵传感器具有扫描范围，相邻两个电子围栏单元之间的扫描范围部分重叠，其中，设定夹角的具体值根据相邻两个电子围栏单元之间距离确定，确保入侵传感器的扫描范围具有重叠区域即可，当然，为了保障检测的准确性，每个电子围栏单元可以设定3个或者4个入侵传感器；其中，入侵传感器采用现有的红外人体探测器实现；
35.所述入侵传感器的输出端与控制单元的检测输入端连接，所述图像获取单元的输出端连接于控制单元，非中级单元的控制单元与中继单元的控制单元通信连接，中继单元中还设置有远程通信模块，中继单元的控制单元通过远程通信模块与远程单元通信连接，在通过上述机构，旋转式驱动机构在旋转过程中使得入侵传感器具有扫描范围，相邻两个电子围栏单元之间的扫描范围部分重叠，能够对输电线路周围的是否存在入侵进行准确监测并及时预警，并能够实时获取相应的图像信息并上传，在有效降低输电线路被破坏的同时，还能起到高压警示的作用，防止触电发生，并且利于事后追溯。
36.其中，远程单元包括现有的监控主机、触控显示器以及声光报警器等设备，此为现有技术，在此不进行赘述。
37.本实施例中，所述控制单元包括gps定位电路、gps授时电路、微控制器、语音警示器、电机驱动电路以及近程通信模块；其中，微控制器采用现有的单片机；
38.gps定位电路、gps授时电路均与微控制器通信连接，所述微控制器的控制输出端与电机驱动电路的控制输入端连接，所述电机驱动电路的控制输出端与驱动电机的输入端连接，所述入侵传感器和图像获取单元的输出端均与微控制器连接，非中继单元的微控制器通过近程通信模块与中继单元的微控制器通信连接，所述语音警示器的输入端连接于微控制器的输出端，当某一个电子围栏单元扫描范围内发现人体，则微控制器通过语音警示器进行预警告警，并且同时控制图像获取单元进入工作状态中，采集图像信息，微控制器并同时向远程单元发送告警信息，告警信息包括当前的图像信息以及gps定位电路所获取的位置信息，gps授时电路确保各个微控制器能够准确进行预警以及准确工作，电机驱动电路采用现有的驱动电路机构，近程通信模块采用现有的蓝牙、zigbee、或者uwb等模块实现，远程通信模块采用现有的5g或者2.4g电力无线专网模块实现。
39.本实施例中，所述图像获取单元包括ccd摄像头和补光控制单元；
40.所述ccd摄像头的输出端与微控制器连接，所述补光控制单元包括光强度传感器、led补光灯以及led驱动电路；
41.所述光强度传感器的输出端连接于微控制器的输入端，led驱动电路的控制输入端连接于微控制器的控制输出端，led驱动电路的输出端与led补光灯的输入端连接，其中，光强度传感器检测环境光强度，当环境光强度小于设定阈值时且发现由人体进入到入侵传感器的扫描范围内，则微控制器控制led灯工作，从而让ccd摄像头获得清晰的图像信息。
42.本实施例中，所述电子围栏单元还包括供电单元；所述供电单元包括电流互感器、整流电路、滤波电路、过流过压保护电路、锂电池、电池管理电路、稳压模块以及供电控制电路；
43.所述电流互感器为穿心式电流互感器并设置于输电线路，电流互感器的输出端连接于整流电路的输入端，整流电路的输出端连接于滤波电路的输出端，滤波电路的输出端连接于过压过流保护电路的输入端，过压过流保护电路的输出端连接于稳压模块的输入端；锂电池的正极连接于供电控制电路的输入端，供电控制电路的输出端连接于稳压模块的输入端，供电控制电路的控制端连接于过流过压保护电路的输出端，稳压模块向电子围栏单元的用电器件供电，电池管理电路的充电输入端连接于过压过流保护电路的输出端，电池管理电路的充电输出端连接于锂电池的正极，通过上述结构，能够使得整个电子围栏单元具有稳定的供电，确保整个系统工作的稳定性，其中，整流电路为现有的全桥式整流电路，过压过流保护电路如图3所示：
44.压敏电阻r1用于钳压，防止过大的电流，比如雷电流等造成破坏，当电流互感器输出的电流或者电压正常时，nmos管q1导通，向后续供电，三极管q2是截止的，当出现过压时(由于电阻r5和电阻r2、r3的作用，出现过流时，通过电阻r2和电阻r3的反馈也是过压)，稳压管d1导通，从而使得三极管q2导通，nmos管q1截止，从而断电。
45.所述供电控制电路图如图4所示：
46.pmos管q3的源极连接于锂电池的正极，当过压过流保护电路具有输出时，此时，p型三极管q4的基极电压大于发射极电压，三极管q4截止，pmos管q3截止，锂电池不供电，当过压过流保护电路无输出时，此时，三极管q4的基极电压小于发射极电压且电压差值大于导通电压，三极管q4反向偏置并导通，从而pmos管q3导通，使得锂电池进行供电。
47.稳压模块采用现有的稳压电路组成，根据实际的用电器件进行选择，比如红外人体探测器的工作电压为12v，微控制器的工作电压为5v，驱动电机的工作电压为12v，那么稳压模块就采用12v稳压电路lm7812以及5v稳压电路lm7805组成，为各用电器件供电，这些都是现有技术，电池管理电路采用现有的锂电池管理芯片，比如现有的12v电池管理芯片cn3768。
48.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。