一种水电站排水区防汛预警装置的制作方法

1.本实用新型涉及水电站系统的技术领域，具体涉及一种水电站排水区防汛预警装置。


背景技术：

2.水电站排水系统在防洪度汛过程中具有举足轻重的地位，洪水、雨水和废水均可通过排水系统排出。一旦大量雨水或洪水来临，一方面水量过大会导致排水渠水位迅速上升，使雨水漫过排水渠，存在雨水倒灌厂房风险，危及机组正常运行和人身安全；另一方面较大水流裹挟的淤积物会大量淤积至排水系统，造成排水功能失效，存在漫坝风险，危及电站运行设备，影响机组发电。传统的功果桥水电站防汛预警工作采用人工现场巡查，依靠流域监测机构进行预警，部分区域依靠大坝安全监测系统相应监测设备以及独立运行的7号冲沟泥石流监测系统，主要存在以下问题：
3.(1)排水系统遍布坝区、边坡、厂房等区域，点多面广，人工巡检效率低，时间成本大且风险系数高，人工现场值班受天气及环境影响，无法及时获知全部区域准确的汛情；
4.(2)水电站周边冲沟部分区域无监测设施，且部分区域已有的监测设施老化，系统运行不良，无法达到防汛预警目的；
5.(3)电站现场已有的监测预警设施较少，功能单一，区域预警精度不高。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种水电站排水区防汛预警装置，对监测预警设备进行技术改造，制作符合水电站排水区的防汛预警装置，将其布置在排水系统中的各测点上，通过防汛预警系统进行集成，利用全天候大面积远程监控、水位监测、降雨量测量、风速等级判断的手段，采集数据进行分析，利用物理量数据变化，设置预警值，实现报警功能，及时掌握水电站周边防汛责任区域汛情现场汛情信息，为现场巡检、抢险提供第一手可靠资料，提高工作人员的巡检效率，降低汛期人员现场检查的安全风险。
7.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
8.一种水电站排水区防汛预警装置，包括用于支撑的支撑架，设置于所述支撑架上的横杆，设置于所述支撑架顶端的避雷针，设置于所述横杆上的风速仪、水位计和摄像头，设置于所述支撑架旁并用于检测雨量大小的雨量计，设置于所述支撑架上并用于提供电力供应的配电箱，以及设置于所述配电箱内并用于采集所述风速仪、水位计、摄像头和雨量计数据并将采集的数据传输至防汛预警平台的4g通讯模块。
9.进一步地，所述横杆上还设有太阳能电池板，所述支撑架上设有与所述太阳能电池板相连并用于存储电能的蓄电池组。
10.进一步地，所述支撑架包括固定于地面上的基座，设置于所述基座上的支撑杆，以及设置于所述支撑杆上的立杆；其中，所述避雷针设置于所述立杆的顶部，所述横杆设置于所述立杆上。
11.进一步地，所述配电柜上还设有用于指示信息的标识牌。
12.进一步地，所述横杆上还设有用于增强所述4g通讯模块信号强度的天线。
13.进一步地，所述风速仪为rp-3000-fs-n01风速仪。
14.进一步地，所述摄像头ds-2dc6223iw-a型号4k高清夜视红外摄像头。
15.进一步地，雨量计为hd-rs201一体式雨量计。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
17.本实用新型通过设置的风速仪、水位计、摄像头和雨量计等，并通过4g通讯模块进行数据的传送，数据及时传送至防汛预警平台进行数据交换和存储，结合现场视频监控图像数据，利用防汛预警系统平台对数据进行分析，判断电站现场有无汛情预警，及时掌握水电站周边防汛责任区现场汛情动态信息，手段灵活可控，降低人工、时间成本，提高巡检效率，保障人身安全，保证水电站安全稳定运行。
附图说明
18.图1为本实用新型一种水电站排水区防汛预警装置示意图。
19.图2为本实用新型一种水电站排水区防汛预警装置中的支撑架示意图。
20.图3为本实用新型一种水电站排水区防汛预警装置中的防汛设施通讯配电柜示意图。
21.其中，附图标记对应的名称为：
22.1-支撑架，2-横杆，3-避雷针，4-风速仪，5-水位计，6-摄像头，7-雨量计，8-配电箱，9-4g通讯模块，10-太阳能电池板，11-蓄电池组，12-基座，13-支撑杆，14-立杆，15-标识牌，16-天线。
具体实施方式
23.下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
24.如图1所示：水电站排水区防汛预警装置，主要有支撑架1、配电箱8、风速仪4、水位计5、天线16、避雷针3、太阳能电池板10、摄像头6、蓄电池组11、雨量计7、4g通讯模块9等组成；当配电箱8采用现场外接供电时，其太阳能电池板和蓄电池组也可以不用。
25.本实施例中，利用太阳能电池板发电带动测试点的设备运行，采集设备数据，进行远程监控，通过4g通讯模块9传输至防汛预警系统平台，工作人员利用系统分析数据得出结果，并与现场视频对比验证，判断现场有无汛情预警以及是否出警。
26.风速仪3可选用rp-3000-fs-n01风速仪，信号输出方式为rs485或232，传感器样式为三杯式，启动风速为0.4～0.8m/s，分辨率为0.1m/s，有效风速测量范围为0～60m/s，工作温度范围在-40℃～80℃，通过连接座与横杆2连接，作用是计算风速，判断风速等级。
27.水位计5为超声波水位仪，可选用mki-rp水位计，信号输出方式为rs485或232，样式为悬臂支架安装，量程在5～50m，精度在
±
3mm，分辨率为1mm，通过悬臂支架与横杆2连接固定，作用是记录水位，计算流速。
28.天线16为室外4g增益天线，天线长度为3m，天线线头高度为20cm，驻波比小于1.8，接头型号为sma公针，作用是增强传输信号和接收信号。
29.避雷针3为不锈钢绝缘体避雷针，能有效避雷防雷，保护电力设备免受雷电伤害，响应时间为25微秒，限流阻值不大于3ω，接地电阻不大于10ω，抗风强度不大于40m/s，主要由接地针、接地铜线、绝缘体、2m长的头针组成，作用是保护设备不受雷击，延长设备寿命。
30.太阳能电池板10为mwd-40a板，设备样式为悬臂支架平板式，发电功率为300w，峰值电压为36v，峰值电流为8a，工作温度在-20℃～50℃，通过圆管与横杆焊接，输入电源线路与配套蓄电池组11连接。蓄电池组11容量为50ah～200ah，电池原材料为铅酸免维护型，配置埋地防腐防潮电池盒，配套套管等，输出电压为12v，通过圆管与横杆13焊接，作用是将太阳能转化为电能，为设备供电。
31.摄像头6为ds-2dc6223iw-a型号4k高清夜视红外摄像头，信号传输方式为rs485、4g、wifi，样式为悬臂球机式，红外夜视距离为100m，光学变焦20倍，远程传输分辨率为不低于400万像素，工作温度为-20℃～50℃，供电电压dc12-24v，通过直角悬臂架与横杆13连接固定，作用是进行24小时现场监控。
32.雨量计7为hd-rs201一体式雨量计，样式为桶式一体机，信号输出方式为rs485或232，承雨口径为φ200.60mm，刃口锐角为40
°
～45
°
，雨强范围为0.01mm～4mm/min(允许通过最大雨强8mm/min)，发讯方式为双触点通断信号输出，尺寸重量为2.5kg，环境适应温度为0～50℃，相对湿度要求小于95％，通过圆形基座与地面固定连接，作用是计算降雨量。
33.如图2所示：支撑架1主要由长度为1m的圆形横杆2、长度为3m的圆形立杆14、圆形支撑杆13、及20cm*2cm的圆形固定基座12焊接组装而成。
34.如图3所示：配电箱8主要由雨量计的通讯数据线、视频数据网线、信号线、标识牌15、4g通讯模块9、插座、通讯模块电源线、插座电源线、摄像头6的电源线、风速仪4的通讯数据线、水位计5的通讯数据线等部件组装而成，通过方管与立杆14焊接固定。
35.标识牌18为10cm*15cm的不锈钢标识牌，厚度为3mm，作用是记载测点位置、注意事项等信息。
36.4g通讯模块9主要由接线端子、网络接口配件、电源线接口配件、电路板、物联网卡、rs485信号接收器等零件组成，作用是供电、传输数据、采集和接收数据，接收网络指令。
37.摄像头6的电源线与插座相连通电，摄像头6的视频数据网线一端与摄像头6连接，一端与4g通讯模块9连接，摄像头6的图像信息通过网口连接4g通讯模块9发送至网络视频服务器，利用防汛预警系统平台进行全天24小时实时监控，发现排水系统堵塞或失效，及时派人到现场处理。
38.4g通讯模块9通过电源线与插座相连通电，开始正常运行。一方面4g通讯模块9的电线端口连接天线16的信号线，使得天线正常运行，接收网络信号并发送指令。另一方面4g通讯模块9的rs485端口连接雨量计7的通讯数据线、风速仪4的通讯数据线、水位计5的通讯数据线，使得风速仪4、水位计5、雨量计7正常运行定时采集风速、排水渠的水位、降雨量，利用天线将数据传输至公共网络，然后进一步传输至防汛预警监测系统中进行存储和计算，得出降雨量等级、排水渠的水深、流速、风力等级。一旦系统发出预警，负责人立刻通过视频监控远程检查防汛情况，查询水情数据，结合物理量参数，分析判断现场防汛区域有无险情，如有危险及时安排现场防汛值班人员检查，并告知危险区域和注意事项。巡检人员及时进行现场故障排查，遇到问题及时反馈并处理，确保汛期截排水系统正常运行，确保厂房不
发生雨水、洪水倒灌事件，保证机组正常发电。
39.防汛预警装置重复上述作业，即可连续不断的进行全天候防汛区域预警及监测工作。一方面在极端天气的情况下随时随地通过防汛预警监测系统远程查看现场防汛情况，结合监测设备数据判断有无险情，迅速掌握现场第一手汛情动态信息，另一方面该防汛预警装置的投运极大地降低了人工、时间成本，提高巡检效率，保障人身安全，确保了机组的安全稳定运行，具备较大的经济效益和安全效益。
40.上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。