(国网甘肃省电力公司嘉峪关供电公司 735000)
摘要:由于电网建设规模的不断扩大，架空输电线路覆盖的范围越来越广，外力破坏对输电线路造成的危害逐渐突显出来。架空输电线路防外力破坏预警系统主要是对外力破坏进行探测、监测和预警，以加强对电网架空输电线路的保护。基于此，本文主要对架空输电线路外力破坏现状进行探讨，并对防外力破坏智能预警系统的应用进行分析和介绍。
关键词:架空输电线路；防外力破坏；现状；智能预警；
近年来，由于嘉峪关、酒泉地区社会经济的快速发展，输电线路建设规模较十年前大幅增加。随着电网覆盖范围的进一步扩大，输电线路的运行与各类工业园区发展、道路修筑、城镇一体化等城市建设间的矛盾日益突出,线路运维管理工作难度越来越大。
1.架空输电线路的运行特点
架空输电线路承担着远距离输送电能的功能，其设备全部处于户外，大部分输电线路长达几十甚至上百公里，途经农田地、戈壁滩、村庄等多种不同的环境，且在输电线路通道附近经常会有施工作业、大型施工机械通行、彩钢房搭建等活动，给输电线路的安全运行带来极大的威胁。由于输电线路跨度大、分布广，线路运维人员受到地理环境、交通情况等多种因素的制约，无法实时对输电线路进行巡视管控，也无法在输电线路发生外力破坏的情况下及时发现并第一时间赶到现场，输电线路外力破坏的防治工作存在一定的延迟性。因此，对防外力破坏智能预警系统应用于架空输电线路中进行研究具有一定的现实意义。
2.输电线路故障跳闸情况分析
近几年，输电线路由于外力破坏而引起的线路跳闸逐年上升，更影响到电网的稳定运行，给电力用户和供电企业造成很大的经济损失。根据嘉峪关、酒泉地区2012年至2014年间已发生的架空输电线路故障数据（见表1）统计来看，架空输电线路故障跳闸大致可分为四类：第一类是设备本体缺陷引起的故障；第二类是外力破坏引起的线路故障，包括机械施工、树木种植等活动；第三类是自然因素引起的故障，如大风、雷击等；第四类是其他原因引起的故障。
表1 2012-2014年嘉峪关、酒泉地区输电线路跳闸基本情况
从架空输电线路所受破坏类型来看，可将其分成人为因素与自然因素。其中人为因素包括机械施工、修建、火灾、异物等因素，自然因素主要是由大风、雷雨天气、洪涝灾害等造成的。通过统计数据来看，外力破坏在线路故障原因中占有很大的比重。
架空输电线路杆塔大部分都位于户外，线路长度长、杆塔分布广，架空输电线路防护通道内及周边经常会出现各种违章违规施工现象，比如挖沙取土、开荒、房屋修筑等现象。架空输电线路常因施工机械碰线、车辆碰撞杆塔及导线、施工人员所使用工具材料靠近导线放电等问题而发生故障，造成电力供应中断，甚至引发人身伤亡事件。大部分施工外破主要的特点是：一是施工人员的安全意识差，现场使用的施工机械及操作人员属于不同单位,施工人员流动性大,且施工管理单位为赶工期,未认真开展安全培训工作,安全教育不到位；有些施工负责人自身的电力安全知识水平不高,将高压线误认为是绝缘导线,误认为只有直接接触才发生触电;存在盲目指挥、违章施工现象等。二是大型机械施工对线路的安全距离不够，随着制造业的发展,现有大型机械的功率不断增大,施工机械的尺寸也随之增加，部分商砼车的高度可达20m-30m,施工机械的高度已经远远超出导线对地的安全距离值。三是与施工单位联系不畅通,部分施工单位在未与线路运维单位取得联系前,就提前进入施工现场开工建设;部分单位甚至偷偷避开线路运维管理单位的监管，一些施工单位倒班24小时作业,夜间施工导致在监控上存在盲点。同时线路运维人员无法实时对线路每基杆塔进行巡视检查，因此难以对外破施工等情况及时发现。输电线路防护区内施工机械碰线，多数外力破坏都属于短期类，传统的监控装置和巡检工作难以查询到破坏证据。随着架空输电线路铺设范围的逐渐扩大，外力破坏出现频率逐渐升高，对电网运行质量产生的负面影响也越来越大。
2.分析防外力破坏系统应用
综合架空输电线路外力破坏分析，对输电线路加装防外力破坏预警系统是很有必要的。尤其是输电线路覆盖范围逐渐广泛的当下，传统的线路监控措施已经无法达到电网安全运行的要求。本文主要是提出一种基于激光报警装置的防外力破坏智能预警系统，从预警装置、信号传输装置和视频装置等方面进行防外力破坏系统应用探讨。
2.1 防外力破坏智能预警系统组成
目前激光预警得到广泛应用，激光预警在室外预警方面也有了很大的发展。激光预警装置通常由扫描天线、激光探头、控制主机、报警器等组成。我们所提出的防外力破坏智能预警系统是以激光预警装置为核心、以太阳能电池板，系统主机，视频装置（含智能一体摄像机），信号传输装置、监控中心等为辅助功能设备组成的一款防外力破坏预警系统，其中太阳能电池板、激光预警装置、智能一体摄像机、信号传输前端等装置安装于易发生外力破坏区域的杆塔上，由太阳能电池板为户外设备提供工作电源，由激光预警装置、摄像机对现场进行观测和数据收集，并通过信号传输装置传送至控制中心及信息接收终端上，并由控制中心经过分析，将预警信息以短信、图片或视频的方式传送至个人手机、微信终端或监控器上，以达到预警的目的。
2.2防外力破坏智能预警系统主要功能介绍
防外力破坏预警系统可以全天候运行，当监控点激光预警装置、摄像机监测到有非法人员，大型作业车辆靠近架空输电线路或其他可能影响到线路安全运行的异常情况时，系统自动通过报警器播放警示音，于此同时系统主机把视频装置及预警装置采集到的现场情况通过无线网络传输至服务器上或者个人手机微信上，供输电线路运维管理人员实时查看，第一时间了解现场状况并利用后台系统发布指令，由现场报警器进行语音提示，以防大型导电性物质接近或触碰到架空输电线路，引起线路短路。
对于架空输电线路运行期间可能存在的外力破坏现象，可以通过视频装置采集现场实时图片和视频资料，通过在线网络进行数据传输到监控中心。当监控中心收集到数据资料后，对可能存在的破坏行为进行智能分析。然后将分析结果传输给值班人员，最终将数据输送到智能识别库。当智能识别库中积累了一定数量的破坏行为数据后，便能够通过大数据进行数据统计分析，提高运维人员的破坏行为识别能力。将预警装置应用于架空输电线路外力破坏防御中，能够对线路破坏现场进行监控，通过智能化的系统装置进行报警值调整。一旦架空输电线路出现外力破坏行为，系统便可以对破坏对象进行评估分析，有利于运维人员采取相应的应急措施。同时，摄像机还能对监测范围内的架空输电线路本体进行观测，及时发现设备本体缺陷，为设备的检修提供数据支持。
3.结语
架空输电线路防外力破坏工作是一项长期持久的、复杂多变的工作。在现今输电线路防护区域内施工建设项目越来越多的情况下，人力现场蹲点监护施工行为的方式已无法满足架空输电线路的运行要求，同时传统的监控装置对施工现场缺乏灵活预警功能，对外力破坏的预警效果也逐渐降低。架空输电线路防外力破坏智能预警系统不仅解决了不能及时发现违章施工作业中大型施工机械的外力破坏问题，也提高了防外力破坏现场信息收集传输及预警能力，大幅降低因外力破坏引起的停电事故，减少由此带来的经济损失，同时也降低了输电线路运维人员的工作压力，提高了对室外输电线路的监控能力，保障了线路的安全运行。
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论文作者:张培毅,谭芳雄
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：线路论文; 外力论文; 装置论文; 智能论文; 预警系统论文; 嘉峪关论文; 杆塔论文; 《电力设备》2017年第34期论文;