(国网新疆电力公司疆南供电公司 新疆喀什 844000)
摘要：针对架空输电线路因外力破坏跳闸及由此造成故障停运率居高不下的问题，对当前架空输电线路外力破坏现状进行了分析，总结了国内架空输电线路防外破现行管理、技术手段的优缺点，针对“防外破”工作下一步研究的重点，提出开发基于互联网的输电线路外破人防物防技防系统及建设电力在线监测设备与移动办公专用网络等建议。
关键词：架空输电线路；防外力破坏系统；应用研究
1预警系统工作原理
本装置由激光探头、雷达控制主机、激光报警控制主机、雷达模块、视觉差异化分析系统、高声响喇叭、警示灯、太阳能电池板、控制器、高性能宽温电池等部件组成，运行维护人员通过手机或计算机完成对后台系统的控制。运行维护人员通过后台系统向控制主机发布工作指令后，施工车辆或其他物体逼近架空线路警戒值时，现场高音喇叭将发警报语音提示。此时，采用高分辨率视频差分分析系统进行自动拍照、视频采集和分析，并通过3G、无线WiFi、光纤等网络在线实时视频图像传输到监控中心。中心接收到预警信号和拍摄照片时，会联动计算机上的视觉图像差异化分析，通过设定好的入侵对象模型，智能判定物体的种类，分析其行为发展轨迹，并将结果发送至值班人员的手机当中，把破坏行为分析数据自动录入智能识别库中，不断进行积累学习，当积累到一定的数据后，利用大数据对破坏行为进行挖掘分析，统计典型特征，协助线路运维人员更加精准的了解多发地带、物体种类、破坏行为等。根据现场实际情况，系统可以在对象越过初始报警值的同时调整多文件报警值，进一步接近高压线路，使管理者能够对对象的高风险行为进行风险评估，并采取应急措施。
2 整体架构
2.1 前端雷达监测采集单元
其内部有对地扇形区域监测雷达、空间三维重力加速度传感器、电池系统、线上取电单元等组成。对地雷达实时采集扇形区域内的各项运动参数，因为现场可能会因为导线舞动和弧垂变化，造成对地垂直距离的测量发生偏移，针对此情况，系统采用三维度重力加速度传感器，计算其发生的偏移角度，计算垂直和水平距离，准确定位物体位置以及高度参数。其供电系统完全采用线上单元取电，由电流互感器采集实时变动电流，通过电流控制系统，平稳电流输入单元电池内，完成储电，由电池完成单元供电。线上单元内加入了导线测温传感器，实时与运动参数一起输入给塔上监测分机，采用短波形式与分机进行交互，完成线上采集汇总输送。
2.2 雷达触警联动现场喊话与警灯
由于雷达装置在现场部署时正对地面，其监控区域属于扇形区域，在两级杆塔之间可以涉及的范围几乎全部涵盖。以现场情况分析，如果监测区域仅限于两级塔之间的垂直范围，造成的结果将是，即使发现异常状况，事故也已经发生，如塔吊机械挂到线路后，雷达触发报警为时已晚。所以基于此类状况，要起到预防作用，必须物体在未到达垂直范围时就要监测并产生喊话和警灯警示。系统在前端设计时采用了三块雷达，三者分工明确，组成监测前中后三个范围，其中前后为斜面监测，三块雷达之间的夹角预示其监控视角，可根据现场实际情况进行自由设置达到最佳监视。当物体移动至前后雷达监视区域时，装置捕获到斜面测量距离，通过斜面与垂直夹角，迅速计算出物体的垂直高度，通过预警判定模型得出即将出现的危险，如果超过安全距离，判定模块会迅速将预警信息发送至集中控制单元，单元将信号快速联动发送至前端喊话与警灯装置，警示装置以声音和灯光震慑现场，起到预防作用，如果入侵物体仍旧坚持通过垂直区域，标志事故已发生。通知给运行专工的报警信息分为两种，一为物体进入预警区域但事故未发生，二为物体突破预警区域事故已发生。
2.3 前端监测分机
与监测中心进行交互，执行上位机系统发送的控制指令，升级算法模型；同时接收采集单元发来的数据，经过分析、处理将数据发送到监测中心服务器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具有多参数预警等功能，实现了现场实时监测数据的采集、就地单元处理、声光结合告警、以及对前端系统控制和管理等功能。
3输电线路防外破研究趋势
3.1建设统一的“防外破管控平台”
目前，国内架空输电线路防“外破”主要依靠人员现场蹲守的、相对落后的粗放型管理方法，耗费大量人力物力但效果甚微。而国内外采用的“外破”技防装置，基本上只能局部解决施工外破的监测及事件发生后的被动报警，实用性不强。缺乏系统地、全面地、有效地解决基础规范管理、内外联控联保、人员宣传培训、隐患监测预警、事故提前预防、事件及时处置、信息数据共享等问题的防范系统。
建设统一的防外力破坏智能管控平台，将各类防外破在线监测设备接入该平台进行统一管理和运行，同时，通过系统将防外破管理工作流程化，不仅可以有效提高防外破在线监测设备的综合利用率，还可以将“人的影响因素”降到最低，全面提高防外破工作的管理水平。因此，“基于互联网的输电线路外破人防物防技防系统”将是架空输电线路防外力破坏下一步研究的重点。
该系统应具备现场信息交互、后台数据管理、移动终端数据收发等功能，包含基础数据管理、防护人员管理、外破隐患监测、外破隐患预警、施工外破管控、山火外破管控、树竹外破管控、外破事件处置等模块，覆盖省级电网公司公司、市级运检单位、设备主人三级系统，可实现培训、管控、联控、监控、处置的在线化，通过系统与APP手机客户端双向互动提高防外破工作效率和精细化管理程度。
3.2建设电力在线设备专用无线网络
防外破在线监控装置首先要解决的就是通信问题，采用ADSL有线网络虽然通信稳定，但对设备的安装位置有限制，而外破管控地点随机性太强，因此限制了此种通信方式的使用;采用3G/4G无线网络通信可以满足设备安装地点随机性的要求，但公司信息管控和通信费用高昂等问题，使得此种通信方式的可行性和经济性也不高。因此，建设电力在线设备专用无线网络必将成为架空输电线路防外力破坏技防措施下一步研究的关键点。电力在线设备专用无线网络具有以下优势:电网铁塔为无线设备的架设提供了平台，普通公共无线网络存在盲区的山区、边远地区，只要有输电线路，就可以覆盖电力无线专网;电力无线专网是一个局域网，用户可以自行对数据加密，无需担心采用公共网络带来信息外泄的问题，同时还节省了给在线监测终端设备加装加密芯片所增加的费用;电力无线专网为所有在线监测终端设备提供了信息传输通道，只需一次投资和每年安排一定运行维护费用，节省了在线监测装置每年需支出的大量通信费。
3.3统一防外破在线设备硬件接口和数据格式
统一防外破在线设备硬件接口和数据格式，并实现关键设备模块化也是下一步研究的重点之一。建立统一的防外破在线设备硬件接口和数据格式，使得不同厂家之间的设备能够相互兼容;同时，对防外破在线监测设备进行模块化、标准化定义，不仅可以简化设备的安装程序，推动设备各模块以换代修的应用，简化设备的维修过程，还可以通过增加模块对设备功能进行扩展升级，提高已有设备的性能。
结语
本文采用标准化通讯协议与系统结构，引用先进传感技术的最新成果，为日后线路防外力破坏的工作提供了有力辅助，为提升架空输电线路防外力破坏工作提供了新思路。对地监测雷达可以有效测量出经过监视区域物体的高度和移动速度，以此来判定外力入侵的物体类型，实时监测装置处于持续工作状态，其弥补了传统视频类防外力破坏系统周期性采集的监测盲点同时也弥补了视频监控系统夜间防外力破坏分析的不足。
参考文献:
[1]杨力,朱海波,黄静.输电线路防外力破坏激光预警系统的研制[J].电子技术与软件工程,2017(7):168-170.
[2]李东阳,高阳,吴伟晴,于杰承.架空输电线路防外力破坏系统的应用研究[J].山东工业技术,2017(4):176.
论文作者:玛依努尔•努尔买买提
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/14
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