摘要：随着城市化进程的不断深入，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。
关键词：输电线路；防外力破坏；雷达视频监控；应用
引言
输电线路防外力破坏工作非常重要，传统的防范措施在目前看来具有非常大的局限性，随着供电可靠性要求不断提高，加大技术投入，采取技术手段进行防护很关键，因此，本文探讨了雷达视频监控在其中的应用，仅供参考。
1输电线路外力破坏与防护
1.1输电线路外力破坏
当外物入侵保护区，如砍伐树木由于操作不当导致树木挂线或是侵入线路安全距离。又如违章施工、车辆冲撞也可能造成外力破坏，还有如在线路附近放风筝、焚烧秸秆、倾倒有害化学物质等都可能造成外力破坏。轻则导致电网跳闸，重则直接导致电网停运，随着经济社会的发展，市政路桥、建筑工程等建设施工增多，给输电线路带来极大的安全隐患，输电线路遭遇外力破坏的情况增逐年上升趋势，防护工作非常严峻。
1.2输电线路防外力破坏
《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（2012修订版）中，输电线路事故要遵循GB50545、GB50233、DL/T741、DL/T5440、国家电网生［2010］774号文件等相关的标准政策。在防外力破坏方面，要求设计和基建阶段必须要采取必要的防外力破坏措施，验收时应检查措施是否落实到位。跨森林、防护林、绿化带等需要根据树种的自然生长高度采用高跨设计。运维阶段要求建立完善的群众护线制度，加强巡视和宣传，在高危区域设立警示牌或采取其他措施，及时清理线路通道内的树障、堆积物等，设防撞墩，涂刷醒目警示标志等。随着技术的进步，输电线路防外力破坏的措施，目前主要采用人力巡视和技术监控相结合的手段进行预防控制。例如800kV特高压直流工程某段线路长度203km，并涉及到500kV及以上输电网12000km的线路总长。为了确保工程施工期间电网安全稳定运行，国网在此期间累计出动运检人员5369人次，车辆691台次，线路巡视176次，重要地段杆塔、交叉跨越线使用23台无人机不间断巡视。每日红外测温、保电夜巡，确保了电网安全稳定运行。再如2016年，国网某电力公司下属供电公司在安陆太白110kV太05开关大修技改中避免了一次电网四级事故，由于当地电网结构相对薄弱，在大修技改中要求执行四级风险预警，公司采取驻站运维模式，组织人员特巡在线路上不断巡视，并在多处危险点设专人24小时看护，采取这种方式成功阻止了一起由于交通事故导致外力破坏的事故，整起突发事件持续24小时，换来安陆63万人稳定用电。从这两个案例可以看出，人力看护模式，非常消耗时间和人力资源，工作人员压力大，容易出现失误，效率并不高。随着输电线路防外力破坏的形势发生变化，在相应技术支撑下，开发出主动红外线微波雷达监测，视频监控系统，通过给电力杆塔安装“电子眼”进行24h全天候监控，大大降低了人力成本、时间成本，并提高了防护效率。例如湖北孝感供电公司在220kV孝熊线76号塔上安装高清监控语音警示设备，运检人员可以拿手机查看杆塔附近的高清画面，如果发现有不安全施工行为，可隔空喊话，防外力破坏的效果较为理想。但要看到，单纯的视频监控监控范围小，摄像头的取景范围限制了监控范围，而且要一直保证工作状态，功耗将会非常高，而且容易被飞鸟等小动物影响，发生误报。
2传统输电线路防外力破坏技术
2.1智能视频分析
输电线路智能视频监控是一个典型的计算机视觉系统，其原理和内核是图像处理与识别技术，包括目标的检测、目标的特征提取、目标的跟踪等几个阶段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中目标检测和特征提取需要一定的先验知识，根据应用进行不同的设计。
2.2环境监测与视频联动
输电线路环境监测与视频分析的技术思想是运用红外对射、红外双鉴、激光对射等监测环境入侵技术和计算机视觉与图像联动的方法。输电线路环境监测与视频技术是一个较传统的监测防范技术，其原理是环境监测技术、视频联动技术、图像处理与识别技术，包括环境监测触发、目标的检测、目标的特征提取、目标的抓拍等。
3雷达视频监控技术的应用及优势
3.1系统工作原理
系统有若干个独立的基站节点构成，每一个基站节点完成对方位±100°，对车辆作用距离不小于500m的探测。每一个基站节点独立完成覆盖区域内的自主搜索探测，在每部雷达架设安装时，需要将雷达系统的电轴与视频采集云台的光轴进行标校，确保两套系统的方位角基本一致，误差应控制在±1°。基站在工作时，任意一号雷达分机自主完成±100°范围的连续转动。搜索区域内的车辆，经过处理解算，获得目标距离和方位信息，通过232串口将搜索探测区域内所有目标信息传送给视频采集云台使用，也可以按照用户要求按照距离或重点区域分优先级有选择的传送。二号雷达分机与一号雷达分机工作方式相同，与一号雷达分机配合形成360°范围的覆盖。
3.2雷达视频监控技术的优势
（1）雷达扫描分析监控范围无死角。雷达扫描分析是采用雷达监控技术手段。可根据设定的安全范围，所监测的范围为塔基地面及上空的全景的范围，完全满足监控输电线路对各个空间环境及突发性监控的要求。（2）雷达视频分析设备联动启动，功耗低。雷达视频监控系统中，雷达扫描部分采用二次电压变换和稳压滤波处理，外部提供＋5V／1A电源，该部分整体功耗不超过4W。而在雷达扫描中，无破坏入侵物时，视频监控系统中的云台设备处于休眠状态，视频球机处于关机状态。此时该部分整体功耗约0．5W。由此该系统的整体功耗不超过4．5W。雷达视频监控系统与传统智能视频系统设备功耗比较整整缩减了60％以上，在入侵物体结束后，也大大地降低了整体设备功耗。（3）雷达视频分析设备准确率高、无误报。雷达视频分析是采用雷达扫描、雷达定位、3D数据智能分析、视频联动技术，在未知物的入侵监控范围时，雷达视频监控系统能准确定位和判断入侵物体的位置和推断物体的类型，从而避免了误报。智能视频分析设备红外对射、红外双鉴、激光对射误告警等问题，做到雷达视频分析设备准确率高、无误报。
结语
雷达视频分析是采用雷达扫描、雷达定位、3D数据智能分析、视频联动技术，在国防军事上已经成熟运用。其全方位的实时监控性能非常适合向电力安全、民用监控等进行推广和运用。解决了传统输电线路防外力破坏设备的技术瓶颈和缺陷，大大提高了输电线路防外力破坏的安全性、实时性和稳定性。
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论文作者:青松,李兴亚,邵超磊,张永刚,热西丁•拜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
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