摘要：当前，我国正在不断地加强智能电网的建设，我国的电网建设已呈现出规模大、智能化和信息化的特征。输电线路是电网运行的生命线，线路的安全运行也是智能电网发展的关键因素。通过结合智能电网的建设目标，采用先进的传感器技术、通讯技术以及计算机技术，实现全天实时监控，掌握重点区域线路运行状况，保证工作人员及时预知输电线路即将发生危险并及时制止危险发生，已成为电力管理部门丞待解决的问题。本论文研究的系统是可以直接在电线塔干上的，可以实时监测到输电线路运行环境以及是否遭到侵害的监测系统，本论文的研究对实现状态的监测以及防止线路遭到破坏具有很重要的意义。
关键词：输电线路；防外力破坏；预警系统
引言
电网承载着国民经济的发展，电力设备的安全运行影响着社会经济的发展以及社会的和谐稳定。电力线路是电力设备的重要组成部分，承担着电网安全运行的一部分，但是由于地理环境以及环境的复杂多样，使输电线路不仅易遭受环境等恶劣天气的影响，还容易遭受外力破坏而导致停电事故。在近些年以来，由于大型机械等施工运行而导致的输电线路遭受破坏情况屡屡发生，为线路的检修维护工作增加了极大的工作难度，已经成为了现阶段影响输电线路安全的主要因素。而目前为止，在我国大部分地区的输电线路防护工作只能依靠传统的人工巡检的方式，不仅浪费人力物力，还容易监测不及时等隐患。随着电网的不断建设，其规模的增长速度与要求的运维人员配备只建成的矛盾日益增加，说明了传统的人工巡检方式不能满足现有的安全需求。因外力破坏隐患具有隐患点多、分布散和违章作业的发生时间随机等特点，仅凭人力无法对外力破坏隐患点进行有效的监测，导致各单位在外力破坏上已采取了许多措施，但仍发生外力破坏事故。本论文通过研究先进的输电线路防外力破坏技术以及通信技术，搭建了架空输电线路防外力破坏的预警系统，实现对外力破坏隐患点进行实时、远程监测，及时掌握隐患点的施工情况，当影响输电线路安全运行时，远程发出预警信息并通过短信及时告知线路运维人员，以便及时制止外力破坏行为。
1外力破坏类型
随着时代的发展，输电线路不断地建设到全国乃至世界各个领域。但是，输电线路大多处于复杂的地理环境当中，容易遭受恶劣的天气影响，同时，人类的活动也容易对其造成损害。近年来，由于施工建设，输电线路受到破坏，导致线路停电的事故发生概率有所上升，不得不引起人们的关注与重视。目前，输电线路易遭受外力破坏类型包括机械碰线、异物短路、线路覆冰、雷击以及其他类型破坏如山火等。
2输电线路防外力破坏监测技术
2.1视频监测技术
摄像头处于工作状态时极易受到外界光线变化等干扰，影响输电线路运行状况的监测质量，故有必要研究出一种合适的模型方法对现场情况进行监测。目前，常见的视频监测技术包括光流法、背景差分法、帧间差分法和高斯建模法等，其中光流法虽能准确检测出目标的存在，但计算过程相对复杂，无法实现输电线路运行的实时监测；帧间差分法主要通过预算视频图侦来获取运动目标信息，该方法能够很好的适应线路运行环境，但所提取的信息完整性不足；背景差分法可以保障信息提取的完整性，但极易受到环境因素的干扰。而高斯建模法是较为完备的，对环境有较好的适应性，且能够提取目标的完整信息，比较适用于输电线路防外力破坏预警系统的设计与应用中。
2.2雷达监测技术
雷达监测技术的运用原理是通过无线电对目标体当前所处的位置、运动速度、运动形态等进行明确。在探测目标体的过程中，探测器首先会发射相应的电磁信号，电磁信号经转换功能后传送到天线，电磁信号经天线传输后会在空气中以波束的形式继续传播，且其传播路线是定向的，若在传播过程中遇到目标体则会产生回波，此时雷达体现会及时捕捉到回波，经处理器中心经过计算和分析后，即可得出目标的完整信息。
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2.3远程无线通信方案选择
2.3.1 GSM 技术
GSM 技术又称全球移动通信系统，是目前应用最广的移动电话标准。GSM 技术支持语音、文字、视频的传输，本文采用 GSM 技术，在监控到输电线路被侵害的同时，向工作人员的手机发送彩信。
2.3.2 3G 技术
3G 技术也就是第三代移动通信技术，它是一种蜂窝移动技术，可以支持高速度的数据传输。通过 3G 技术可以传输带有声音、图片等信息至监控平台，同时，数据传输的速度也比较快，一般可以到几百 kb 以上。3G 技术目前存在 3 种标准，即 CDMA2000标准、TD-SCDMA 标准和 WCDMA 标准。
2.3.3GPRS 技术
GPRS 也就是通用分组无线服务技术，它是一种移动数据业务，属于第二代移动通信业务。GPRS 技术是以封包的方式传输，计费以所传输数据的单位计算，具有传输速度快，覆盖范围广，接入方便等优点。由于本文需要的信息传输模块需要满足在野外环境中运行的特点和要求。
3输电线路防外力破坏预警系统硬、软件设计
3.1硬件设计
输电线路防外力破坏系统的硬件设计可以实时监控输电线路的重点区域和重点线路，提醒线路维护人员输电线路周边存在的外力隐患，以确保输电线路的安全运行。输电线路防外力破坏预警系统硬件设计应具有以下几点功能：①能对区域内物体入侵进行实时监测；②现场告警和远程预警是系统的主要功能，且二者是可以同时进行的，前者主要用于提醒现场人员注意安全；后者便于现场人员根据预警情况采取相应的处理措施；③输电线路所环境中会存在一定的电磁干扰，若在大风、暴雨等恶劣天气下施工，系统应具备抵御外界干扰的能力；④系统运行后台可以显示输电线路的位置信息，具备现场情况实时监控和现场数据实时存储等功能。
3.2软件设计
输电线路防外力破坏预警系统的软件设计包括以下几个方面内容：①远程视频模块设计。高斯建模法的运用具有改善图片质量、提高系统处理器运行速度等租用，同时还在远程视频模块设计中引入了各种数学方法和变化手段，实现对图片的灰度修正、图像平滑、图像边缘增强等处理；②雷达模块设计。雷达监测时，系统会自动开启延时警告装置，若监测到外物入侵的时间≥5s，则系统会自动开启视频拍照功能，并将其传输至终端，便于工作人员处理；③电源与预警模块。预警模块主要以文字形式将目标的判别类型、移动速度及高度等直接呈现出来。
4现场应用测试
为了确保前端设备的正常使用，应严格按照安装规范对视频、雷达、电源及报警系统等进行安装，确保系统应用测试工作的顺利展开。
工作人员模拟外物入侵，在监测区域内，对不同距离进行测试，测试结果如表 1 所示。
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结束语
通过现场应用测试实际来看，输电线路防外力破坏预警系统，可以避免输电线路运行时受到外力破坏的影响和干扰，有利于提高输电线路运行管理的智能化水平。基于输电线路在国民经济发展中的地位，还应在未来发展中进一步完善输电线路防外力破坏预警系统，包括丰富功能设计、为野外环境测试提供数据支持和线上测距装置的全方位、多角度探测，以进一步增强系统的有效性和准确性。
参考文献:
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[2]谭越，张恕远.图像处理在输电线路防外力破坏监控中的应用[J].自动化仪表，2016，37（10）：43-45.
尤宇航身份证号码：13082119901217XXXX
论文作者:尤宇航
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
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