專利名稱：智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，屬于智能電器技術(shù)領(lǐng)域，
背景技術(shù)：
隨著我國輸電電壓和電網(wǎng)容量的不斷提高，絕緣問題日趨嚴(yán)重。絕緣子在惡劣的 環(huán)境和輸電線重力的牽拉下，特別是冬季出現(xiàn)覆冰時，很容易出現(xiàn)裂紋甚至破裂。而且環(huán)境 污染導(dǎo)致絕緣子附著鹽和灰塵越來越多，導(dǎo)致污閃事故時有發(fā)生，給電網(wǎng)造成了很大的損 失。傳統(tǒng)的絕緣子檢修方式以定期檢修和清掃為主，不能起到預(yù)警的作用。絕緣子在線監(jiān) 測系統(tǒng)能夠全天候地在線監(jiān)測絕緣子的狀態(tài)信息，能夠為絕緣子的絕緣狀態(tài)提供依據(jù)并且 可以及時傳輸?shù)綑z修人員和監(jiān)測中心，起到預(yù)警的作用。 目前使用的絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是以監(jiān)測絕緣子的泄漏電流為主，如專利 CN90205395. 7 "污穢泄漏電流自動監(jiān)測儀"、CN93207372. 7 "線路污穢泄漏電流自動監(jiān)測報 警器"和CN01115300. 8 "—種變電站污閃在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法"，但由于泄漏電流很微弱， 監(jiān)測裝置的靈敏度往往達(dá)不到，而且信息還不足以判斷絕緣子絕緣破壞的原因。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其中的可編程邏輯器件 CPLD控制圖像傳感器CCD對絕緣子圖像信息的采集，再由DSP進(jìn)行數(shù)字圖像的預(yù)處理和特 征提取，植入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別算法判斷絕緣子是處于正常運行狀態(tài)、預(yù)警狀態(tài)還是故障 報修狀態(tài)。本實用新型具有高可靠、智能化、傳輸信號抗干擾的特點。 本實用新型的技術(shù)方案是一種智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其特征在于包括 圖像采集模塊、圖像處理與識別模塊、通信模塊和供電模塊，圖像采集模塊、圖像處理與識 別模塊和通信模塊依次連接，供電模塊分別電連接前三個模塊；通信模塊又包括有線模塊 和無線模塊，供電模塊包括高壓側(cè)取電和太陽能供電雙后備電源裝置。 如上所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其特征在于圖像采集模塊由圖像傳感 器CCD、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和可編程邏輯器件CPLD組成；圖像傳感器CCD分別連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯 片和可編程邏輯器件CPLD，圖像處理與識別模塊的DSP高速處理器也分別連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯 片和可編程邏輯器件CPLD。 如上所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其特征在于可編程邏輯器件CPLD采用 ALTERA公司的MAX7000系列芯片。 如上所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其特征在于DSP高速處理器采用 TMS320C6000系列。 如上所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其特征在于通信模塊的有線模塊是光 纖通訊，無線模塊由無線單元TC35I和MCU組成，TC35I和MCU間直接相連。 本實用新型的有益效果是本實用新型通過對目前的絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)的不足 進(jìn)行改進(jìn)，采用基于絕緣子圖像信息來監(jiān)測絕緣子的絕緣狀態(tài)，更加直觀和可靠，不受靈敏
3度的制約，而且可以判斷絕緣子絕緣破壞的原因。通信模塊中信息傳輸是先通過光纖傳輸 到地面，然后再由GPRS進(jìn)行無線傳輸，結(jié)合了有線和無線的方式，克服了信號易受干擾的 難題。本實用新型通過對各模塊單元進(jìn)行插板式結(jié)構(gòu)設(shè)計，使裝置的體積達(dá)到最小化；采用 嚴(yán)格的電磁兼容設(shè)計思路，確保裝置的高可靠性；采用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和快速運算DSP 處理器確保裝置的高速率；使用高壓側(cè)取電和太陽能供電雙后備電源的模式，以太陽能供 電為主，在陰雨天氣和晚上切換為高壓側(cè)取電，確保了監(jiān)測裝置供電的高可靠性。

圖1為本實用新型實施例裝置的示意圖； 圖2為圖1中圖像采集模塊工作原理示意圖； 圖3為圖1中圖像處理與識別模塊工作原理示意圖； 圖4為圖1中通信模塊的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進(jìn)一步的說明。 圖1中標(biāo)記的說明1-圖像采集模塊、2_圖像處理與識別模塊、3-通信模塊，4-供 電模塊。 圖2中標(biāo)記的說明5-圖像傳感器CCD，6-模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，7-可編程邏輯器件 CPLD，8-DSP高速處理器。 圖1為本實用新型實施例裝置的示意圖，智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置包括圖像采 集模塊1、圖像處理與識別模塊2、通信模塊3和供電模塊4，圖像采集模塊1、圖像處理與識 別模塊2和通信模塊3依次連接，供電模塊4分別電連接前三個模塊；通信模塊3又包括有 線模塊和無線模塊，供電模塊4包括高壓側(cè)取電和太陽能供電雙后備電源裝置。各模塊單 元進(jìn)行插板式結(jié)構(gòu)設(shè)計。 本實用新型實施例智能式絕緣子在線監(jiān)測的方法是采用基于絕緣子圖像信息來 監(jiān)測絕緣子的絕緣狀態(tài)；圖像采集模塊1采集絕緣子圖像信息，然后將信息送入圖像處理 與識別模塊2判斷絕緣子的狀態(tài)，最后由通信模塊3及時發(fā)送到檢修人員和監(jiān)控中心，實現(xiàn) 絕緣子的在線監(jiān)測。供電模塊4使用高壓側(cè)取電和太陽能供電雙后備電源的模式，以太陽 能供電為主，在陰雨天氣和晚上切換為高壓側(cè)取電。信息傳輸采用有線和無線相結(jié)合的方 式，信號先通過光纖傳輸?shù)降孛?，然后通過GPRS無線傳輸。 圖2為圖1中圖像采集模塊的示意圖，主要由固態(tài)圖像傳感器CCD5、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯 片6和可編程邏輯器件CPLD7組成。由可編程邏輯器件CPLD7產(chǎn)生圖像傳感器CCD5的時 序驅(qū)動信號，并控制鏡頭的旋轉(zhuǎn)，拍攝同一桿塔的所有絕緣子圖像；圖像傳感器CCD5產(chǎn)生 圖像信息的電信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片6轉(zhuǎn)換后，由可編程邏輯器件CPLD7控制DSP高速處 理器8的外部存儲器讀入圖像數(shù)據(jù)。 可編程邏輯器件CPLD7采用ALTERA公司的MAX7000系列芯片，主要實現(xiàn)各模塊的 邏輯與時序控制，包括對圖像傳感器CCD5的初始編程、實現(xiàn)幀同步與行同步、系統(tǒng)中斷控 制和控制DSP外部存儲器讀取圖像傳感器CCD5圖像信息等。 圖3為圖1中圖像處理與識別模塊工作原理示意圖，以TMS320C6000系列DSP高速處理器8為核心進(jìn)行圖像的處理與識別工作，包括對圖像的預(yù)處理、圖像特征的提取，植 入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別算法自動識別絕緣子的圖像信息，包括判斷絕緣子的是否有裂紋，是 否破裂或者覆冰和附著物等情況。 圖4為圖1中通信模塊的示意圖，采用有線和無線傳輸相結(jié)合的方式。本實用新 型的有線模塊是光纖通訊，DSP高速處理器8輸出的電信號轉(zhuǎn)化為光信號后即可進(jìn)行光纖 傳輸，在終端設(shè)置接收器，將光信號還原為電信號。本實用新型的無線模塊由采用無線單元 TC35I和MCU組成，TC35I和MCU間直接相連，在MCU中通過AT指令集對TC35I的通信方式 和接收終端號碼進(jìn)行設(shè)定。無線通信模塊與處理器模塊通過RS485或RS232總線連接，實 現(xiàn)數(shù)據(jù)流的高速發(fā)送和接收。先通過光纖通訊傳輸?shù)降孛婧螅龠M(jìn)行無線傳輸，有效規(guī)避了 強(qiáng)電磁環(huán)境對信號的干擾。因為高壓線周圍的強(qiáng)電磁環(huán)境對信號傳輸?shù)母蓴_極大，先通過 光纖傳輸?shù)降孛婵梢云鸬娇垢蓴_的作用；而利用無線通信很好地解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)和復(fù)雜環(huán) 境地區(qū)不易鋪設(shè)通信電纜的問題。通過無線模塊將絕緣子信息及時傳送到檢修人員和監(jiān)測 中心，起到及時預(yù)警的作用。 本實用新型可以在線實時監(jiān)測，及時給出預(yù)警信息，可以減少檢修次數(shù)和檢修成 本，同時極大地避免了絕緣子故障帶來的危害。
權(quán)利要求一種智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其特征在于包括圖像采集模塊、圖像處理與識別模塊、通信模塊和供電模塊，圖像采集模塊、圖像處理與識別模塊和通信模塊依次連接，供電模塊分別電連接前三個模塊；通信模塊又包括有線模塊和無線模塊，供電模塊包括高壓側(cè)取電和太陽能供電雙后備電源裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其特征在于圖像采集模塊由 圖像傳感器CCD、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和可編程邏輯器件CPLD組成；圖像傳感器CCD分別連接模 數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和可編程邏輯器件CPLD，圖像處理與識別模塊的DSP高速處理器也分別連接模 數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和可編程邏輯器件CPLD。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其特征在于可編程邏輯器件 CPLD采用ALTERA公司的MAX7000系列芯片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其特征在于DSP高速處理器采 用TMS320C6000系列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其特征在于通信模塊的有線 模塊是光纖通訊，無線模塊由無線單元TC35I和MCU組成，TC35I和MCU間直接相連。
專利摘要一種智能式絕緣子在線監(jiān)測裝置，其特征在于包括圖像采集模塊、圖像處理與識別模塊、通信模塊和供電模塊，圖像采集模塊、圖像處理與識別模塊和通信模塊依次連接，供電模塊分別電連接前三個模塊；通信模塊又包括有線模塊和無線模塊，供電模塊包括高壓側(cè)取電和太陽能供電雙后備電源裝置。本實用新型通過對目前的絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)的不足進(jìn)行改進(jìn)，采用基于絕緣子圖像信息來監(jiān)測絕緣子的絕緣狀態(tài)，更加直觀和可靠，不受靈敏度的制約，而且可以判斷絕緣子絕緣破壞的原因。
文檔編號G08C17/02GK201463886SQ200920087529
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者但小容, 劉飛, 張冰, 李輝, 杜忠東, 柳歡歡, 王曉琪, 趙軍, 陳軒恕 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司