唐斌

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧 530031）

輸電線路防外力破壞預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究

唐斌

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧 530031）

輸電線路中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)外力破壞的情況，從而最終造成電力系統(tǒng)跳閘事故的發(fā)生，而且這種惡性事件在我國(guó)的實(shí)際生活中發(fā)生的越來越頻繁，如何通過輸電線路的防外力破壞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與操作減少輸電線路系統(tǒng)中故障的發(fā)生，成為很多人重點(diǎn)關(guān)注的問題，同樣也成為本文將要論述的話題，該研究中通過設(shè)計(jì)一種輸電線路防外力破壞預(yù)警系統(tǒng)裝置來促進(jìn)輸電線路系統(tǒng)的整體穩(wěn)定運(yùn)行。

輸電線路；防外力破壞；預(yù)警系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，道路以及交通等其它建筑、公共設(shè)施的建設(shè)也如火如荼，勢(shì)必會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成巨大的破壞，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)大部分的輸電線路破壞都是由于電網(wǎng)遭受外力的破壞所致，這些外力破壞不僅會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成巨大的影響，而且還會(huì)給人們的生活帶來諸多不便，但是這些外力影響因素都具有突發(fā)性、干擾性與隨機(jī)性、隱蔽性等多項(xiàng)特點(diǎn)，因此供電部門的日常巡護(hù)工作受到了很大的阻礙，本研究中通過一種輸電線路防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)裝置有效避免了外力對(duì)輸電線路的破壞，維護(hù)了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，通過智能化電力系統(tǒng)的管理，促進(jìn)了電力企業(yè)的不斷發(fā)展。

1 輸電線路防外力破壞預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)整體構(gòu)思

該智能化防外力破壞預(yù)警系統(tǒng)主要的工作原理就是通過現(xiàn)場(chǎng)圖像的采集利用，然后經(jīng)過視頻采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和轉(zhuǎn)換，該自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)可以有效對(duì)線路與輸電線路周圍物體之間的距離進(jìn)行測(cè)量，然后可以分析不同的距離再進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)警功能，這套系統(tǒng)主要是由后臺(tái)端預(yù)警控制平臺(tái)、線上測(cè)距機(jī)以及現(xiàn)場(chǎng)警告控制平臺(tái)三大重要的組成模塊進(jìn)行操作管理，輸電線路中通過安裝線上測(cè)距機(jī)，就完全可以通過超聲波探頭對(duì)輸電線路與目標(biāo)隱患故障節(jié)點(diǎn)之間的有效距離進(jìn)行周期循環(huán)檢測(cè)，如果檢測(cè)距離與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的額定距離存在較大的差距，線上測(cè)距機(jī)就會(huì)將此測(cè)量信息傳輸發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)終端預(yù)警設(shè)備裝置；現(xiàn)場(chǎng)終端預(yù)警系統(tǒng)就會(huì)按照接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和信息處理，發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警指令傳輸給現(xiàn)場(chǎng)控制中心的人員，同時(shí)提醒相關(guān)的管理人員進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案的啟動(dòng)。該系統(tǒng)還安裝有視頻采集系統(tǒng)，針對(duì)外力的靠緊以及行人爬塔等不良破壞行為，系統(tǒng)程序就會(huì)啟動(dòng)預(yù)警功能，對(duì)可疑的破壞人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)警告，系統(tǒng)的后臺(tái)也會(huì)收到智能系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)采集監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)圖像。

2 輸電線路防外力破壞預(yù)警系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

首先不同的設(shè)計(jì)體系是有不同的設(shè)計(jì)指標(biāo)和參數(shù)限制的，本系統(tǒng)的主要數(shù)值指標(biāo)包括超聲波系統(tǒng)的發(fā)生角度、智能預(yù)警系統(tǒng)的使用環(huán)境，還有系統(tǒng)的探測(cè)距離、測(cè)距精度和準(zhǔn)度，系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)值必須滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行的要求，對(duì)于車輛以及其它外力干擾因素的預(yù)警時(shí)間要控制在兩秒鐘以下，環(huán)境條件必須能夠滿足濕度較大以地質(zhì)環(huán)境條件相對(duì)復(fù)雜的情況要求，因此根據(jù)上述指標(biāo)要求，該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮和綜合社會(huì)中相關(guān)的不同外力破壞因素，從而對(duì)該智能預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體的外力破壞危險(xiǎn)源以及具體的破壞內(nèi)容如表1所示，主要是通過這些具體的危險(xiǎn)破壞指標(biāo)分類來對(duì)不同的系統(tǒng)預(yù)警功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。

表1

從上面的分析中可以看出，危險(xiǎn)源等級(jí)在一定程度上可以對(duì)智能化預(yù)警系統(tǒng)造成巨大的干擾，因此為了滿足相關(guān)的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，該案例中對(duì)系統(tǒng)的元器件選擇，采用了STC公司研制的STC89C52型號(hào)的線上測(cè)距機(jī)主控芯片，而采用了Atmel公司的AT89C5ISNDLC型號(hào)的超聲波現(xiàn)場(chǎng)測(cè)距儀KS103，改系統(tǒng)的內(nèi)部芯片集合了USB接口模塊與MP3解碼核，因此線上測(cè)距機(jī)的主要功能就是通過無線信號(hào)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸，而電源模塊為整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件，超聲波測(cè)距可以有效測(cè)量故障節(jié)點(diǎn)與傳輸線路實(shí)地之間的有效距離，為預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)提供了可能；線上測(cè)距機(jī)具有很低的耗能量，并且信息的傳輸效果良好，誤碼率低，對(duì)外界環(huán)境具有很強(qiáng)的抗干擾性，最大的優(yōu)點(diǎn)就是這臺(tái)儀器具有低廉的造價(jià)成本。

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)還需要借助現(xiàn)場(chǎng)告警終端裝置設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)線上測(cè)距儀的信息進(jìn)行有效分析，然后根據(jù)不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)通過線上視頻的解碼播放，進(jìn)行緊急預(yù)案的制定，主要的工作運(yùn)行原理就是現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警終端接收來自現(xiàn)場(chǎng)測(cè)距儀的信息，將各大模塊的信息化設(shè)置進(jìn)行初始化，然后通過無線接收模塊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)故障數(shù)據(jù)信息的接收，系統(tǒng)會(huì)將這些有用的數(shù)據(jù)信息自動(dòng)存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)元件中，然后斷開數(shù)據(jù)連接，報(bào)警自動(dòng)裝置會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)信息處理的結(jié)果讀取信息，再將這些讀取的信息與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析對(duì)比，隨后得出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)，展開危險(xiǎn)處理。

與此一同作用的還有后端的預(yù)警控制裝置，這一系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)的接收模塊和顯示模塊，數(shù)據(jù)接收模塊會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)警信息通過GPRS系統(tǒng)進(jìn)行接收，然后直接驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)顯示模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并將結(jié)果指令傳輸至監(jiān)測(cè)中心，下達(dá)最終的數(shù)據(jù)指令，同時(shí)啟動(dòng)科學(xué)的緊急處理預(yù)案，具體操作運(yùn)行流程如圖1所示。

圖1

3 輸電線路防外力破壞預(yù)警系統(tǒng)的具體應(yīng)用案例分析

目前該系統(tǒng)已經(jīng)在某些地區(qū)的電力系統(tǒng)中投入使用，從具體的實(shí)踐效果來看，測(cè)試性能整體運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、正常，該系統(tǒng)的實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)輸電線路周邊環(huán)境的大型構(gòu)筑物以及人為施工、惡劣氣候變化等不同形式、不同等級(jí)的干擾破壞因素進(jìn)行分析和在線監(jiān)測(cè)，通過及時(shí)的預(yù)警功能有效降低了外界環(huán)境的破壞，例如輸電系統(tǒng)中有可疑人員進(jìn)行破壞與攀爬時(shí)，該系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)聲光警報(bào)儀對(duì)其進(jìn)行警告，并通過現(xiàn)場(chǎng)信息接收與傳輸模塊將監(jiān)控到的信息圖像發(fā)送至上級(jí)監(jiān)管部門，在此過程中，線上測(cè)距機(jī)起到了非常重要的作用，當(dāng)外力破壞因素與輸電線路之間的距離不足3m時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)警告終端就會(huì)發(fā)出預(yù)警命令，后臺(tái)控制顯示終端畫面中就會(huì)顯示現(xiàn)場(chǎng)的破壞圖像，當(dāng)線上測(cè)距機(jī)的測(cè)量距離超過3m時(shí)，后端的自動(dòng)控制端就會(huì)接到輸電線路安全的指令，因此全程形成了多終端、多形式、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的管理監(jiān)測(cè)體系，該試驗(yàn)結(jié)果最終顯示一切測(cè)試指標(biāo)數(shù)據(jù)正常。

4 結(jié)束語

隨著我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展，輸電線路路徑越來越長(zhǎng)，不僅周邊的地形地質(zhì)相當(dāng)惡劣，而且受到巨大區(qū)域跨度的影響，氣候條件以及巡視周期都會(huì)對(duì)輸電線路系統(tǒng)造成很大的干擾，從近些年來的實(shí)踐情況看，對(duì)電力輸電線路造成的外力破壞影響因素有很多，主要是包括一些漂浮物、違章施工建設(shè)、高桿植物以及鳥害、山火等多種表現(xiàn)形式。本文結(jié)合了理論實(shí)踐與案例實(shí)地分析，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)在線監(jiān)聽與傳輸，從而大大降低了外力破壞對(duì)輸電線路造成的巨大影響。該研究探索了智能的視頻監(jiān)控設(shè)備安裝到輸電線路中的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，不僅能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)的電力運(yùn)行情況進(jìn)行分析和監(jiān)控，還可以對(duì)周邊的信息破壞圖像進(jìn)行智能識(shí)別，為管理人員現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)管與應(yīng)急預(yù)案的制定和啟動(dòng)奠定了良好的基礎(chǔ)。

[1]李洪兵，王燦，陳世勇，廖玉祥，馮文江.輸電線路防外力破壞預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)控技術(shù)，2015，06：142～145.

[2]張燁，黃新波，陳小雄，周柯宏，張菲.輸電線路防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)研究[J].高壓電器，2015，08：54～61.

[3]卓高智.輸電線路防外力破壞的原因及措施分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012（01）.

TM75

A

1004-7344（2016）04-0084-02

2016-1-20

唐斌（1989-），男，助理工程師，本科，主要從事輸電線路運(yùn)行維護(hù)工作。