关键词：输电线路；外力破坏；管控平台
引言：输电线路的安全运行是保障整个电网稳定的重要指标。输电线路一般较长、周边地理环境复杂多变。目前常见的电力设施外力破坏主要有违规施工、违规建筑物、树木生长、飘浮物及山火鸟害等形式。近年来，全国的工程施工日益增多，各种公路、铁路、地铁、高架桥等的兴建，不断有大型机械线下施工，再加上违规房屋、矿场、采石场等建筑物，均在线路保护区内悄悄建起，使得外破跳闸的事件频繁发生，致使输电线路被破坏的情况不断增加。
1 输电线路防外力破坏管控平台系统架构
输电线路防外力破坏管控平台需要有外力破坏预警系统，该系统要能够自动检测输电线路和周边物体的距离，检测周边是否存在物体，并根据距离输出不同的报警信号，。该系统由后端预警平台、现场测距机、现场告警终端构成。其中线上测距设备安装在输电线上，超声波探测设备定期检测隐患目标和输电线路之间的相互距离，如若二者距离小于预先设置的安全数值，线上测距设备就将该距离信息通过无线发射设备发送至现场告警终端，然后由该终端对信息进行分析处理，并引发相应的报警内容，如现场报警、语音报警等。同时，现场告警终端将信息通过信息传输模块发送至后端预警平台，警示相关工作人员实施应急方案。
2 输电线路防外力破坏管控平台预警系统设计
输电线路防外力破坏管控平台预警系统设计技术指标为:第一，超声波探测设备发射角度为正负15°可调节;第二，探测距离为0-5m；第三，探测精度控制在4．5cm以内;第四，无线发射模块传输距离为25m以内可调节，采用ISM频段工作;第五，超高车辆非法通行，报警相应时间必须控制在1．5s以内;第六，该系统必须要在较为恶劣的环境下工作。为满足上述设计指标要求，测距设备的主控芯片需要选择Science＆TechnologyConsulting的STC89C52;超声波测距模块选用KS103;现场告警终端选用爱特梅尔公司的AT89C51SNDIC;无线模块需采用nＲF24L01(无线收发模块可在2．4-2．5GHzISM频段工作，具有125个工作信道，在工作中呈现出能耗低、成本低等特点，同时该模块采用增强型SchockBurst模式，能够有效应对数据丢失等问题。);闪存采用SAMSUNG公司的K9F1208UOB。
2.1 现场测距设备
现场测距设备以Science＆TechnologyConsulting的STC89C52作为核心，其中主要包括无线发射、超声波探测、电源等模块，单片机和无线发射模块之间的连接采用SPI作为接口，该核心有着高效率、低功耗、成本低廉的优点。超声波测距能够准确的测量目标和输电线路之间的距离，本文列举的系统中采用KS103超声波测距模块，该模块内部设置有温度补偿电路，在实践中体现出较为良好的测量质量，并且该模块的探测频率为500次/s;使用I2C接口实现和主机设备之间的通信，并且能够自动接收相应主机发送的控制指令。该模块共设置有二十余个可调整修改的I2C地址，工作电压在4．0V左右。该系统使用的指令为0xb0在该指令的作用下，测距模块的测距范围可达5m，并且能够返回mm单位数据，而主机则可直接读取该数据，故响应时间短。
2.2 现场告警终端
现场告警终端采用特定文件作为报警内容，文件储存在闪存中，无线接收模块在接收到现场测距机的测量信息后，调用相关报警信息播放。现场告警终端在运作的过程中通过无线接收模块接收数据内容，若是接收到数据，保存在闪存中并产生中断。报警装置读取闪存数据，然后将其和预先设置的数据标准以及报警等级作对比，再调用相应的报警数据播放。
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2.3 后端预警平台
后端预警平台主要涵盖数据接收模块、处理器、数据显示模块。数据接收模块在接收到现场告警信息后，通过驱动数据显示模块显示相应的数据内容，然后由监测中心下达指令，巡线员接到指令后采取预备的方案实行。输电线路防外力破坏管控平台的构建，必须建立在预警系统构建的基础上，只有监测中心获取了足够且可靠的监测信息，才能够下达合理的防控指令，从而将输电线路破坏问题扼杀在摇篮中。
2.4 辅助巡线APP与管控平台的对接工作
巡检系统数据存储方式主要有以下两种：一种是将数据直接存储在巡检终端APP上，数据需要做同步；另一种是直接存储在管控平台上，便于数据查看分析；数据同步包括数据上传和数据下载两个部分，这两个部分可以同时进行，无须分开操作。为了节约硬件空间，可以对数据进行智能化优化，智能识别去除不必要的数据信息。采用基于网络方式进行数据同步。当巡线终端连接上WIFI局域网或是开启通信网络时，自动连接主站服务程序，完成用户识别，上传和下载巡检数据，记录非授权用户，并拒绝访问。
2.5 辅助巡线APP及时回传线路缺陷隐患信息
输电线路缺陷隐患包括线路外部隐患缺陷、附加设施缺陷和本体缺陷三类。本体缺陷指组成线路本体的绝缘子、导地线、杆塔、金具、接地装置等本身设备的缺陷。附属设施缺陷指后来附加在线路本体上的各类警告牌、标志牌及各种监测设备出现缺陷。外部隐患缺陷指输电线路外部环境的变化对线路的安全运行构成某种潜在性威胁的情况，如在线路保护区内新建房屋、种植树木、堆积杂物、挖土、线下大型机械施工作业等对线路造成的影响。结合武汉市线路运行实际情况，将线路外破隐患数据分为缺陷隐患、大修技改、外破隐患、500KV通道维护共四类。在巡视过程中，巡线员对缺陷隐患、大修技改、外破隐患、500KV通道维护的记录进行在线查询。在已有的线路缺陷隐患数据中添加包含巡检记录数据，添加的数据可及时传回至服务器。也可以给线路添加新的缺陷隐患记录，并对新增的隐患点按危急程度进行分级分类，从而实现对线路缺陷隐患的集中管控。
2.6 利用GIS和GPS定位技术，建立“日常巡线管控平台”
采用GPS和DR航位算法，与电子地图结合起来，实时获取电子地图所在位置的GPS信息并验证，将符合要求的GPS信息提取出来进行坐标转换，然后在地图上定位显示。巡线人员到达现场进行线路杆塔巡视，通过APP可以在电子地图上实时查看自己所在位置及周围环境，附近的线路杆塔信息。利用电子地图的实时定位，巡线人员可能快速、精确地找到巡视线路杆塔。通过服务器架设，部署数据，采集程序，构建区域“日程巡线管控平台”。
3 输电线路防外力破坏管控平台预警系统应用实例
为验证输电线路防外力破坏管控平台预警系统的实际功能，选取某输电线路进行测试。该110kV输电线路跨越公路，输电线路下方交通流量较大，时有超高车辆在输电线路下方非法通行，存在极为严重的安全隐患。经过实践测试，输电线路防外力破坏管控平台预警系统在监测的过程中，目标物和线上检测机距离小于预设值时，现场告警终端直接现场报警，后端预警平台正常显示测试点状态，在大于预设值的情况，未发送报警信号，测试结果符合技术要求。
结束语
综上所述，针对目前输电稳定性要求日益提高，吊车、超高车辆在输电线路旁违规通行的情况，本文主要探讨了一种基于超声波测量技术的输电线路防外力破坏管控平台。该系统可有效实现对输电线路的预警保护，有利于预先防控计划的实施。本文仅对输电线路防外力破坏管控平台的构建进行了简要探讨，更为深入的问题还需要广大从业者深入分析。
参考文献:
［1］巢亚锋，徐志强，段建家，等．架空输电线路防外力破坏智能管控系统设计［J］．湖南电力，2017(05):22-26+32．
［2］李忠魁，程生安，赵明，等．基于高压输电线路的防外力破坏预警技术研究［J］．软件，2017(04):150-153．
论文作者:杨建光
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年13期
论文发表时间:2019/11/8
标签：线路论文; 外力论文; 数据论文; 模块论文; 终端论文; 隐患论文; 平台论文; 《当代电力文化》2019年13期论文;