摘要：当前城市建设、基础设施施工、矿山开挖等大型工地的开建,对现有的高压线路造成了巨大的潜在的安全隐患,因此,研究预防阻止外部破坏因素对电力系统的安全来说是非常关键的.传统的红外检测、视频抓拍无法适应复杂的输电线路破坏的环境.研究采用雷达3D扫描监测,对破坏物体进行准确的定位,并联动摄像机进行定位图像抓拍、语音警告等手段.防止对输电线路的破坏和保障输电线路的运行安全.
前言
近年来，随着城乡基础建设的大力开展，高铁、盖房、修路等大小施工现象每年呈几何倍数增长，常给输电线路的稳定运行带来严重的威胁与安全隐患，同时也对电力系统构成巨大的危害。尤其是部分架空输电线路所处地理位置、环境的特殊，除了会遭受恶劣天气的侵袭外，还要面临着各种施工、违章炸石、违章搭建、偷盗塔材及树木生长过快等因素的威胁，输电线路跳闸、倒塔等外力破坏事故屡屡发生，严重地影响着居民、企业的正常用电，也对其生命财产构成了极大的威胁。因此，提供可靠、持续、优质的电力供应，是现今广大用电客户的基本需求，供电公司为了不违背这初衷，增加了大量人员进行日常线路巡检，以避免电力故障的发生。可由于架空线路分布范围广、沿线地形复杂，单单采用常规巡视手段来防范外力破坏的发生是太过于被动的，根本无法在第一时间可了解到故障现场的实际情况，存在着极大的管理弊端。因此，利用现代技术手段对电力杆塔及输电线路实施远距离智能监控和预警，是目前实现优质的供电服务必备的手段之一。
1、概述
针对输电线路吊车碰线、盗窃等潜在的外力破坏,研究了基于雷达加视频的防外力破坏在线监测系统.根据雷达传感器的工作原理、测速测距方法以及探测角度,设计了后端硬件电路、软件流程以及安装角度;以快速傅里叶变换的经典频谱估计法为核心算法,提高运算速度.该监测系统实现了输电线路周围区域侵入物体存在性的探测以及距离、速度等信息的计算.通过所搭建的实验平台,利用系统测得物体的速度、距离的数据跟实际数据几乎一致,验证了装置的可靠性和实用性.随着电力事业的不断发展，架空输电线路得到了长足发展，越来越多的线路裸露横跨在山丘森林、河流湖泊以及施工重地上空，由于架空线路运行环境特殊常常会受到及端恶劣天气、大型机械设备违章施工以及人为盗切等多种因素的影响，造成线路断线、杆塔倒塌等电力事件。深圳市特力康科技输电线路雷达防外力破坏监测系统（输电线路雷达防外破视频监控系统，输电线路雷达防外破预警装置）可通过全天候雷|达探测以及视频识别监控方式有效制止外力破坏行为，保障电力设施安全。
输电线路雷达防外力破坏监测系统（输电线路雷达防外破视频监控系统，输电线路雷达防外破预警装置）可实时对输电线路外破危险点进行有效监测，及时了解线路的情况。雷达传感器安装在杆塔上，雷达探测区域覆盖线路，下侧边缘与线路下方4～9米处（根据安全距离确定）与线路平行，通过雷达探测器在输电线路线路走廊安全距离以下的区域进行全方位覆盖，对违章施工机械进行分析告警，并联动摄像机抓拍照片及录像上传到监控中心管理平台，并发送短信到相关人员手机上。监控中心通过防外破监控客户端实时浏览观测各监控点的现场情况，维护监控人员通过从现场发送来的视频、图片、外力破坏、防盗等数据进行分析比对，如出现异常的预警信息，即立刻做出相应的应急处理，以确保高压线路的安全运行。
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2、功能特性
两种可选配置：针对线路安全间距的防护，同时针对线路与铁塔的安全防护，对铁塔的防护，可以代替红外报警传感器，大大减少了误告；蕾达探测到有外力入侵破坏时，立即联动视频监控装置录像上传至监控中心平台，同时向相关人员发短信告警提示紧急处理；系统具备体积小、重量轻、拆装简便的特点；供电电源采用太阳能及高性能聚合物锂电池的方式；具有本地真人语音警示功能，也可以通过电脑麦克风直接向现场进行喊话；输电线路雷达防外力破坏监测系统（输电线路雷达防外破视频监控系统，输电线路雷达防外破预警装置）具备远程受控视频信号采集、处理和传输功能；具备远程受控变焦、聚焦调整设置功能；具备对前端设备电源的远程控制功能；具备远程设置图片采集时间间隔的功能；具备远程修改、设置设备IP地址功能；采用无线3G/4G通信；设备具备防雷击保护功能；支持手机客户端浏览。
3、技术参数
嵌入式设计，内置视频压缩编解码单元和无线通讯单元；4路视频输入，可接球机和枪机；支持动态或固定IP地址方式，支持域名解析，多种触发启动模式；蕾达天线输入：高灵敏度，集成RF/IF放大器；AC/DC两种输出；蕾达探测角度：7°X 25°；太阳能板材质：A类晶片；工作温度： -40℃～+70℃；探测距离：对车辆识别距离 >150m。
4、 输电线路简介及外力破坏的类型
4.1 输电线路简介
架空输电线路的部件主要由8部分组成：导线和避雷线、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、拉线及接地装置等。导线在杆塔上的排列方式：对单回路线路可采用上字形、三角形或水平排列，对双回路线路可采用伞形、倒伞形、干字形或六角形排列。
4.2 外力破坏的类型
输电线路分布广泛，跨越江河、湖泊、山林、公路、铁路、居民区、军事区域或其它建筑物，或与燃气、石油管道、通信、供水、排水等其它公共设施相邻铺设，常常会发生外力破坏的故障。纵观外力破坏事故发生的情况，造成该类事故频繁发生的因素主要有以下几点：盗窃线路及电缆、野蛮施工挖断电缆、私搭乱建、挖坏电缆后私自掩埋、驾车撞断电杆、挂断拉线等。而在电力设施遭外力破坏的事故中，野蛮施工挖断电缆、工程机械及大型车辆碰撞成为最主要的形式。
5、 输电线路外力破坏的监测技术
红外探测装置：是依据红外探头探测到人体发射红外线的原理进行工作的，探头上的红外感应源，能够收集外界的红外辐射，当红外辐射温度发生变化时，红外感应源就会向外释放电荷，监测装置监测到就会把信号传播出去。声控探测系统：是利用安装在防护区域的声控探头收集声音信号实现监控报警的。这两种装置都存在易受外界因素干扰的缺点，时常发生误报现象，严重时还会出现短路失灵，因此现在已逐步被淘汰。基于微波感应式的配电线路防盗在线监测系统：是利用微波感应原理，探测输电线路周10m之内的移动物体并获取信号，从而到达对现场监控的效果。 加速度传感器：收集杆塔被偷盗时受到的敲打和割据信号，因为一般认为破坏或偷盗电力设施时常常会产生很大的振动和噪声。再通过滤波器和信号处理技术去除杂音。雷达探测器：是根据多普勒理论而开发出的监测系统，它具有灵敏度高、探测范围广的特点雷达探测器一般安装在铁塔上。
6、总结
架空输电线路担任着传输和分配电能的重要作用，是电力系统重要组成部分之一，它的安全关系着电网系统安全稳定运行。我司输电线路雷达防外力破坏监测系统（输电线路雷达防外破视频监控系统，输电线路雷达防外破预警装置）可24小时全天候对输电线路走廊环境状况进行监测，可有效提高电力设施科技水平及电网系统防控水平，大幅度降低因外力破坏、被盗引起的停电事故率，减少由此带来的经济损失。
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论文作者:朱思瑶,董航
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：线路论文; 外力论文; 杆塔论文; 装置论文; 在线论文; 监测系统论文; 视频论文; 《电力设备》2017年第6期论文;