本發(fā)明涉及高壓輸電運維檢修領域，具體涉及一種輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)及預警方法。

背景技術：

目前電力行業(yè)隨著電力需求的增加，輸電線路分布區(qū)域廣、傳輸距離長，與此同時，高壓輸電線路下方各種車輛越來越多，特別是施工吊車等超高車輛在高壓輸電線路下作業(yè)或經(jīng)過高壓輸電線路下方，既危及作業(yè)人員人身安全，也可能引起輸電線路跳閘，導致停電事故，給供電企業(yè)造成經(jīng)濟損失，威脅電網(wǎng)安全運行和人身安全。

通常了解的激光是需要相對兩點接受和發(fā)射的，對射兩段需要配置電源，對射激光功率較大，安裝繁瑣，如果激光受到阻擋則判定有入侵物進入，此方法檢測防區(qū)狹隘，兩點之間只能判定一條線，漏報幾率大，而且無法判斷輸電線路下方入侵物距離輸電線路的高度方向的垂直距離，對外力入侵破壞點的捕獲不夠精確。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)及預警方法，能對外力入侵破壞點精確捕獲并實現(xiàn)大角度全方位立體空間的警戒。

為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術方案是：一種輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)，包括：

激光單元，包括單相激光發(fā)射器和單相激光檢測傳感器，所述單相激光發(fā)射器包括發(fā)射可見光的可見光激光器和發(fā)射不可見光的不可見光激光器，所述可見光上加載有調制的標準檢測頻率的標準基波，入侵物進入輸電線路形成的電場中產(chǎn)生高頻波，所述不可見光捕捉所述高頻波并回傳給單相激光檢測傳感器，所述單相激光檢測傳感器接收所述標準基波和高頻波；

處理器單元2，所述處理器單元接收所述單相激光檢測傳感器發(fā)送的標準基波和高頻波頻率信號，并將所述標準基波和高頻波的頻率信號進行比對運算，計算出所述入侵物距離輸電線路的距離。

在上述技術方案的基礎上，所述處理器單元與所述單相激光發(fā)射器相連。

在上述技術方案的基礎上，所述激光預警系統(tǒng)還包括報警模塊單元、喇叭和無線視頻單元，所述報警模塊單元設有第一天線，所述第一天線發(fā)送啟動信號至無線視頻單元，且所述報警模塊單元連接所述喇叭。

在上述技術方案的基礎上，所述無線視頻單元包括通信模塊和攝像頭，所述攝像頭連接所述通信模塊，所述通信模塊連接所述處理器單元，所述通信模塊設有用于發(fā)射視頻信號的發(fā)射天線和接收所述啟動信號的接收天線。

在上述技術方案的基礎上，一種輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)的預警方法，包括如下步驟：

所述單相激光發(fā)射器發(fā)射可見光和不可見光，在所述可見光上加載調制的標準檢測頻率的標準基波，入侵物進入輸電線路形成的電場中產(chǎn)生高頻波，所述不可見光捕捉所述高頻波并回傳給單相激光檢測傳感器，所述單相激光檢測傳感器接收所述高頻波和所述標準基波，所述處理器單元對所述高頻波的頻率和標準基波的頻率進行比對運算，通過比對運算確定所述入侵物距離所述輸電線路的距離。

在上述技術方案的基礎上，在所述比對運算中，所述高頻波的頻率與所述標準基波的頻率相差越大，則所述入侵物距離輸電線路越近；所述高頻波的頻率與所述標準基波的頻率相差越小，則所述入侵物距離輸電線路越遠。

在上述技術方案的基礎上，所述高頻波通過所述不可見光來傳遞。

在上述技術方案的基礎上，在進行所述對比運算之前，所述處理器單元對高頻波進行選頻和穩(wěn)頻處理。

在上述技術方案的基礎上，所述激光預警系統(tǒng)設定安全距離值Y₁、Y₂，其中Y₁＞Y₂，當所述入侵物距離輸電線路距離大于Y₁時，所述激光預警系統(tǒng)不進行預警；當所述入侵物距離輸電線路距離小于Y₁，且大于時Y₂時，所述激光預警系統(tǒng)進行二級預警；當所述入侵物距離輸電線路距離小于Y₂時，所述激光預警系統(tǒng)進行一級預警。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

(1)本發(fā)明的輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)及預警方法能通過單相激光檢測傳感器檢測輸電線路附近大角度全方位的立體空間。

(2)本發(fā)明的輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)及預警方法通過處理器單元對高頻波的頻率和標準基波的頻率進行比值運算，判定入侵物離輸電線路的距離。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)的原理圖；

圖2為本發(fā)明實施例中輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)的結構圖；

圖3為本發(fā)明實施例中入侵物侵入輸電線路附近的示意圖。

圖中：1-激光單元，11-單相激光發(fā)射器，111-可見光激光器，112-不可見光激光器，113-高頻波，114-可見光，115-不可見光，12-單相激光檢測傳感器，2-處理器單元，3-無線視頻單元，31-通信模塊，32-攝像頭，33-接收天線，34-發(fā)射天線，4-報警模塊單元，41-第一天線，5-喇叭，6-入侵物，7-電源，8-輸電線路。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

參見圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)，包括：

激光單元1，包括單相激光發(fā)射器11和單相激光檢測傳感器12，單相激光發(fā)射器11包括發(fā)射可見光114的可見光激光器111和發(fā)射不可見光115的不可見光激光器112，可見光114上加載有調制的標準檢測頻率的標準基波，入侵物6進入輸電線路形成的電場中產(chǎn)生高頻波113，不可見光115捕捉高頻波113并回傳給單相激光檢測傳感器12，單相激光檢測傳感器12接收標準基波和高頻波113；

處理器單元2，處理器單元2接收單相激光檢測傳感器12發(fā)送的標準基波和高頻波113頻率信號，并將標準基波和高頻波113頻率信號進行比對運算，計算出入侵物6距離輸電線路8的距離。

處理器單元2與單相激光發(fā)射器11相連。

激光預警系統(tǒng)還包括報警模塊單元4、喇叭5和無線視頻單元3，報警模塊單元4設有第一天線41，第一天線41發(fā)送啟動信號至無線視頻單元3，且報警模塊單元4連接喇叭5。

無線視頻單元3包括通信模塊31和攝像頭32，攝像頭32連接通信模塊31，通信模塊31連接處理器單元2，通信模塊31設有用于發(fā)射視頻信號的發(fā)射天線34和接收啟動信號的接收天線33，通信模塊31用于啟動信號和視頻信號的處理，攝像頭32拍攝視頻信號并傳送給通信模塊31，通信模塊31通過發(fā)射天線34發(fā)送給報警終端，監(jiān)控人員看到報警終端上的視頻后作出相應預防行動。

處理器單元2如果判斷有入侵物進入警戒范圍，處理器單元2控制報警模塊單元4發(fā)出警報，同時報警模塊單元4通過第一天線41發(fā)射啟動信號，無線視頻單元3的接收天線33接收啟動信號，無線視頻單元3的發(fā)射天線34發(fā)射無線視頻信號給用戶移動端進行視頻監(jiān)控。

如圖2為本發(fā)明一種輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)的實物結構圖，無線視頻單元3設置在激光預警系統(tǒng)的最上端，前面設有攝像頭32，下面設置處理器單元2，緊接著下面設置喇叭5，喇叭5下面設置激光單元1，激光單元1下面設置報警模塊單元4，激光預警系統(tǒng)的最下端設置電源7。

如圖3所示，本發(fā)明還提供一種輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)的預警方法，包括如下步驟：激光單元1中的單相激光發(fā)射器11發(fā)射可見光114和不可見光115，在可見光114上加載調制的標準檢測頻率的標準基波，入侵物6進入輸電線路形成的電場中產(chǎn)生高頻波113，不可見光115捕捉所述高頻波113并回傳給單相激光檢測傳感器12，高頻波113通過不可見光115來傳遞，單相激光檢測傳感器12接收高頻波113和標準基波，處理器單元2先通過選頻和穩(wěn)頻來處理高頻波113的頻率，接著處理器單元2對處理過的高頻波113的頻率和標準基波的頻率進行比對運算，來確定入侵物6距離輸電線路8的距離，當入侵物6距離輸電線路8超過警戒值，處理器單元2發(fā)送警報信號給報警模塊單元4，報警模塊單元4發(fā)送啟動信號給通信模塊31，通信模塊31控制攝像頭32拍攝視頻，攝像頭32把視頻信號傳送給通信模塊31，通信模塊31通過發(fā)射天線34發(fā)送給報警終端，監(jiān)控人員看到報警終端上的視頻后作出相應預防行動。

經(jīng)過高頻波113的頻率與標準基波的頻率的對比運算，高頻波113的頻率與標準基波的頻率相差越大，則入侵物6距離輸電線路8越近；高頻波113的頻率與標準基波的頻率相差越小，則入侵物6距離輸電線路8越遠。

激光預警系統(tǒng)設定安全距離值Y₁、Y₂，其中Y₁＞Y₂，當入侵物6距離輸電線路8距離大于Y₁時，激光預警系統(tǒng)不進行預警；當入侵物6距離輸電線路8距離小于Y₁，且大于時Y₂時，激光預警系統(tǒng)進行二級預警；當入侵物6距離輸電線路8距離小于Y₂時，激光預警系統(tǒng)進行一級預警，安全距離值Y₁、Y₂根據(jù)輸電線路附近的環(huán)境地形和輸電線路的電壓決定。

系統(tǒng)涉及到多個學科領域，其主要支撐技術包括激光通訊技術、數(shù)字調制解調技術、激光、場強檢測報警技術、無線通訊技術以及相關的軟硬件技術。

本發(fā)明的輸電線路防外力破壞的激光預警系統(tǒng)及預警方法能通過單相激光檢測傳感器檢測輸電線路附近大角度全方位的立體空間；而且通過處理器單元對高頻波的頻率和標準基波的頻率進行比值運算，判定入侵物離輸電線路的距離；另外激光預警系統(tǒng)對入侵物離輸電線路的距離進行三級預警，并提供遠程通信。

激光預警系統(tǒng)不受惡劣自然環(huán)境影響，例如雨霧、霧霾、沙塵暴等惡劣天氣，也不受夜間或光線不足所限制。只要輸電線路有電，激光預警系統(tǒng)就能自動判斷入侵物。常規(guī)防外力破壞產(chǎn)品是以視頻照片為判斷報警的參考依據(jù)，照片不清晰報警就有誤報和漏報。

本發(fā)明不局限于上述實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍之內。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業(yè)技術人員公知的現(xiàn)有技術。