摘要：架空输电线路是电力传输的重要设备，是电力系统稳定运行的重要保证。架空输电线路防外破的多激光雷达阵列监控方法是针对我国架空输电线点多、线长、面广等特殊环境条件而设置的智能监控设备，一旦发生故障，第一时间警告外力破坏实施者，及时通知维修人员阻止外力对主网主系统造成严重影响。
关键词：激光技术；输电线路防外破；激光预警
引言
先今全球气候变化莫测，架空输电线路常年暴露在外遭受高温、冻雨等许多恶劣天气的破坏，还会受到施工、违法违章等人为活动的破坏。近年来，高铁、高架桥和城市建设对输电线的破坏事件屡次发生，趋势逐渐上升，线路不能安全正常的运行，这对人民的正常生活构成了严重的威胁，给维修人员带来了更严峻的考验，为了缓解这一矛盾，正常供应人民用电，激光技术的架空输电线路防外破预警技术的应用势在必行。
一、用电需求现状分析
1、外力破坏
目前，外力破坏产生主要是施工违规，大型的机械在施工过程中侵入了电力保护区，不在安全距离以外，碰到电线造成线路接地，变电跳闸，发生停电事故；汽车撞到杆塔、施工企业盲目施工；树木太高而触碰导线；违法燃放烟花爆竹；空中漂移物等也是造成外力破坏的原因。
2、对防外破的多激光雷达阵列架空输预警技术的需求
针对架空输电线，多激光雷达预警将可以实现以下功能：
（1）建立起一套完整的监测报警系统，其中包括前端设备、后台软件和接入公司生产监控系统。
（2）实现手机APP的监控功能。
（3）能够将距高压线下方5米，距离1000米以内的范围设定为报警区，一旦有物体进入报警区域，系统就会立刻报警。实现现场语音报警，在现场通过扬声器对违规人员进行语音警示；并通过网络实现指挥中心报警：指挥中心的后台会推送出报警图片或视频以警示；指挥中心通过短信通知：以发送短信的方式通知相关管理人员；另外还可实现手机APP终端报警：工作人员可以通过手机软件，对线路运行情况的多种报警方式进行实时监控。
（4）系统具有稳定的识别功能，误报率低。
（5）在有效的监控范围内，可任意设定监控区域。
（6）在线路破坏隐患较小的区域安装监控摄像，用于远程巡检。
根据监察环境的变化，设备还具备安装方便、拆卸简单，容易维护，可靠系数较高的优势，不同的安装装置和不同的方法供不同的环境所需要。
二、激光雷达智能探测技术的原理及特点
1.激光雷达智能探测系统原理
激光雷达智能探测技术是通过高速扫描重现二维场景，运用了“光速—时间”的原理，通过激光发射来使设备接收到反射信号，再通过测算物体光波反射回的时间差，计算出物体的精确距离及位置，激光雷达的测量在高速运转过程中不断反复，从而得到多组不同视角下的数据，并不断更新，以此实现对二维场景的重现，场景内有任何物体发生位置或角度的变化，都会被探测器记录下来并进行定位。
2.激光雷达智能探测系统的特点
（1）隐蔽性较高。通过高频激光进行非接触式的扫描、监控和定位，建立成一张无形的网，任何障碍物都无法绕行，从而使防护系统更加隐蔽；
（2）判断精度高。对一个三维的扇形区域进行实时监测，系统检测的半径可控制在1000米之内，再根据测量目标物所处的角度和与原点的距离来对物体进行准确的定位。
（3）扫描频率高。对一个区域扫描的频率可达10次/秒，能够发现以各种速度进行运动的物体。通过高精度激光扫描及精确定位，能够控制夜视仪抓拍物体，从而保障检测区域的安全；
（4）可持续监测。探测器可对一个范围进行不间断的高速扫描，持续对进入监测区域的物体进行跟踪；
（5）布防快速灵活。系统配置了灵活的调试工具，通过网络任意规划扫描的报警区，将系统扫描出的危害性物体划出报警区；报警时间也能够进行灵活设置，如在探测到目标后5s、3s或0s进行报警；也可按级别进行报警设定，如探测到目标立即喊话或上传图片、5s后目标若仍在，即发送报警短信。
（6）在各种复杂环境下，工作即是按照工业设计在-10℃—50℃温度范围内可靠的运行，能适应如雾霾、雨、冰雹、黑夜等自然环境，实现全天候式监测；并且不受电磁干扰、不受外部影响。
三、激光雷达智能探测系统
此探测系统一般使用于架空输电线路的多激光雷达智能探测系统，其中主要包括光学镜头系统、激光发射与接收系统和数据处理系统，不同的系统各司其职，然后采用一个转镜在空间对激光光束方向和接收视场方向同时进行二维扫描，配合多激光束可实现三维空间扫描，根据精度和速度的要求，也可设计成由更多反射面构成的圆柱体，每一个面镀反射膜，每一个面和每一个中心轴的夹角，都可以进行单独的设计。
激光雷达防护子系统包括五部分：激光雷达探测器、智能分析控制器、PTZ夜视仪、智能语音警告器、太阳能供电。
其次是无线传输子系统，分为两个部分。第一部分是将现场数据、照片或视频通过网络传输到运检指挥中心或者移动作业终端，以短信的形式发送到手机上；第二部分是对本地调试和录像读取可通过网络技术来进行远程配置。
还有中心平台子系统，它包含五个部分。
（1）指挥中心必须设有固定IP宽带，以便激光雷达防护子系统的报警数据及时发送；
（2）指挥中心必须配备至少2台服务器作为承载平台程序的载体；
（3）指挥中心接收到现场激光雷达防护子系统的报警后，中心平台软件需提供报警信息转发；
（4）指挥中心终端可通过CS客户端进行报警情况查询，也可通过BS客户端进行查询；对于有管理权限的管理员，可通过CS客户端对前端设备进行远程控制和远程重启。
（5）运维人员为了确保系统的正常运行，在运行中实施监视措施，定期巡视检查，加强设备管理，了解设备状况，发现问题及时解决。目前，运维监控管理不仅局限于电脑运维了，手机运维已经能够运用了，其优点是轻巧、便利，能够随身携带，在手机上有运维平台，实现了任何地点的全方位监控，当然，对于复杂问题，还是用电脑比较合适。
结束语
通过以上对激光技术的架空输电线路防外破预警技术以及智能预警系统方面的论述，我认为巡视人员可以积极采取更加有效率和效果的工作策略，以补救工作人员的不足的缺陷，这样可以更好的控制电线路的安全运作。减少工作中不必要的基金投入，既能是是电线路运作成本有效的降低，也提高了工作水平，为人民提供了更加优质的服务。
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论文作者:杨起1,常健1,高坤1,王佳林2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
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