高压线激光防外力破坏监测预警系统(对射式)

    随着生活和生产的需要，高压线附近建房、钻井、开采、铺路、架桥的现象已屡见不鲜，由于高压线属悬空、裸露的架设方式，其自身缺乏一套有效的保护及预警措施。针对这些问题，我公司开发的一套高压线激光防外力破坏监测预警系统，起到防止外力破坏高压电力电缆的作用。系统可实现现场语音报警、灯光报警、智能短信报警等多种报警方式。

一、实现原理
    利用激光超高检测器，在两个高压线铁塔之间产生激光警戒线，一端发出激光束，另一端接收激光束，当两座高压线铁塔之间没有任何障碍物遮挡，激光接收端能正常接收到发射端发过来的激光信号，系统正常，报警控制器处于实时监视状态，现场声光报警器处于待机状态；当两座高压线铁塔之间有物体遮挡或通过，激光接收端不能正常接收到发射端发过来的激光信号，系统判断有物体遮挡或通过激光安全防护区，报警控制器则立即向设定好的手机号码发出报警短信息并启动现场的声光报警器发出报警，实现防护功能。

二、系统组成
    系统包含激光超高检测器、智能短信报警控制器、太阳能单晶硅电池板、太阳能电池板控制器(即电源控制器)、蓄电池、蓄电池地埋箱、现场语言报警提示器、主机箱等。系统通过太阳能电池板取电，它是将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，节能环保。

三、主要产品介绍
     （一）激光超高检测器
    激光超高检测器选用本公司激光对射系列产品中的一款双光束产品，型号为XD-B500。该款产品两层对射式结构设计，长*宽*高具体尺寸为60*80*252mm，铝合金材质外壳，表面烤漆处理，室外长期使用确保不易变形不易老化，外壳防护等级IP67；底盘长*宽*高尺寸为110*130*6mm，采用6mm厚度的钢板做底盘确保长期安装不被螺丝拉弯拉变形。该款产品以两道激光波长为650nm的可见光为警戒线，调试方便简单，基本不需要其他辅助设备即可完成调光工作。本款产品体积小巧，两道光束间距小，光斑集中不易发生偏光现象，维护简单；铁塔高空安装不易晃动，运行稳定。实物如下图所示：
 

    激光超高检测器由激光发射机和激光接收机两部分组成。激光发射机由激光发射器、调制激励电源及相应的方向调整装置组成；激光接收机由激光接收器、光电信号处理器以及相应的支撑机构组成。
    a）、工作原理
    在线塔设置激光发射机，将其发射出的定向激光束直接射向另一座线塔与之对应的接收机；接收机通过光电器件将接收到的光信号转换成开关量信号，并经单片机处理。当确认信号正常时，报警指示灯全部熄灭，报警信号关闭，保持监视状态；而当光束被遮断时，则信号失常，指示灯点亮，同时输出报警信号，从而实现对激光光路所经过的全路程的探测。
    b）、技术指标

    （二）智能短信报警控制器
    智能短信报警控制器采集激光超高检测器的检测信号，并判断现场是否正常，在激光检测区域内若出现信号被遮挡的情况，控制器会依据内部配置好的功能选项输出对应的报警信号或向用户发送报警短信息，以提示现场异常，达到防护目的。其中，报警短信内容用户可自由编辑。
    a）、性能简介
    工业级智能短信报警控制器是一款嵌入式远程报警和监控终端。 本款报警控制器专门针对需要无人值守和远程控制要求的监控现场而设计，可实现短信或 GPRS 远程报警、远程控制、远程查询等功能，广泛应用于机房报警、基站监控、工业自动化控制、环境监测、供水等领域。 
    ◆ 应用范围：
        • PLC 远程电脑组态软件监控，手机短信报警，短信控制，短信查询，手机网页监控。
        • 组态软件和触摸屏的短信报警，短信控制，短信查询。
        • 作为带短信功能的小型可编程控制器（ PLC）单独使用，同时实现控制逻辑和报警功能。
        • 机房，冷库温湿度，烟雾，漏水，玻璃破碎，门禁等无线监控和短信报警。
        • 远程监测水塔、高位水池液位，水库、水塔、水池液位报警至管理员手机。
        • 路灯，景观灯，城市亮化的无线智能控制。
    ◆ 具有以下特性：
        • 极强的抗干扰能力和稳定性， 可直接安装在含大功率电气设备的电柜中。
        • 具有 8 路通用输入,可配置成数字输入，或者模拟输入(4~20mA/0~10V/测温输入)
        • 具备 4 路隔离继电器输出。
        • 2 个光电隔离 RS485 串口， 即可作为主机， 又可作为从机，能连接多种设备。支持 MODBUS、西门子 PPI、 西门子MPI、欧姆龙、三菱、台达等常见 PLC 通讯协议。
        •系统变量、 设备特殊寄存器、 指示灯和数码管显示具有强大的诊断能力。
        • 具有全中文操作支持，接收和发送中文信息。
        • 简洁、安全的短信命令，自动屏蔽骚扰信息。
        • 使用 USB 口下载工程，方便高效。
    （三）太阳能单晶硅电池板
    太阳能电池有阳光就可以发电，真正的绿色环保能源独立供电，其卓越的弱光效应，即使光照不强也可以达到正常电压输出；钢化玻璃压层，保证最大机械强度；边框采用铝合金材料，坚固抗风雪。因无需预埋架高输电线路，广泛应用于各种照明电器上，非常适用于乡村、野外、海岛、高速公路等偏僻地方的电子电器和照明上。
    （四）太阳能电池板控制器
    本控制器通过电脑芯片对蓄电池的端电压、放电电流、环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样，通过专用控制模型计算，实现符合蓄电池特性的放电率、温度补偿修正的高效、高准确率控制。
控制器具有短路、过载、独特的防反接保护；以上保护均不
损坏任何部件，不烧保险；采用了串联式PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM高3%-6%，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿；蓄电池充满、过放自动关断、恢复等全功能保护措施；详细的充电指示、蓄电池状态、负载及各种故障指示。所有控制全部采用工业级芯片，能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制，定时控制精确。利用Flash存储器记录各工作控制点，使控制点数字化，消除了能使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素。
    （五）蓄电池
    本系统中所用到的是免维护硅能胶体蓄电池，硅能胶体蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进，其性能优于阀控密封铅酸蓄电池，硅能胶体蓄电池具有使用性能稳定，可靠性高，使用寿命长，对环境温度的适应能力（高、低温）强，承受长时间放电能力、循环放电能力、深度放电及大电流放电能力强，有过充电及过放电自我保护等优点。
    胶体电池采用凝胶状电解质，内部无游离液体存在，在同等体积下电解质容量大，热容量大，热消散能力强，能避免一般蓄电池易产生热失控现象；电解质浓度低，对极板的腐蚀作用弱；浓度均匀，不存在电解液分层现象。使用耐腐蚀性好的特殊铅钙合金制成的板栅，把自放电控制在最小，室温25℃下储存，半年之内不用补充电。