張四維，趙彥杰，翟超超，王雨陽

（南京供電公司運(yùn)維檢修部，江蘇 南京 210000）

0 引 言

隨著城市電網(wǎng)的快速發(fā)展，電纜線路日益密集。在城市建設(shè)、地鐵施工以及道路改造等施工環(huán)節(jié)中，對(duì)電纜線路造成破壞的事故發(fā)生概率越來越高，不但影響電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和安全性，而且會(huì)危及人們的財(cái)產(chǎn)安全。長久以來，我國電纜線路巡檢主要依靠巡檢人員定期定時(shí)進(jìn)行人工巡檢。由于受氣候條件、環(huán)境因素、人員素質(zhì)和責(zé)任心等多方面因素制約，巡檢質(zhì)量和到位率無法保證。同時(shí)，對(duì)反映電纜線路運(yùn)行狀態(tài)、缺陷等信息得不到及時(shí)反饋，電纜線路隱患不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，遭受外力破壞時(shí)得不到及時(shí)修復(fù)，從而引發(fā)大面積的停電故障。另外，利用傳統(tǒng)的巡檢管理方法難以有效監(jiān)督巡檢人員，而巡檢不到位而引發(fā)的電纜線路事故屢見不鮮。為了保證電纜線路安全可靠運(yùn)行，減少遭受外力破壞的概率，改革傳統(tǒng)落后巡檢方式的呼聲越來越高。因此，需要有一套科學(xué)、可靠的智能預(yù)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控電纜線路，防止和降低電纜線路遭受外力破壞的事故發(fā)生，同時(shí)監(jiān)督巡檢人員巡檢路線的到位情況、工作狀態(tài)以及對(duì)電纜線路巡檢工作進(jìn)行規(guī)范化管理，全方位立體確保電纜線路的安全可靠運(yùn)行。

1 電纜線路外破壞成因

市政施工是電纜線路外力破壞的主要原因之一[1]。隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，地鐵施工、道路改造等地下工程項(xiàng)目大規(guī)模展開，相關(guān)的電力電纜圖樣資料落后于實(shí)際，電纜線路方位標(biāo)記不準(zhǔn)、不符合實(shí)際情況的現(xiàn)象屢有發(fā)生。如果施工方不進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，盲目施工，會(huì)給電纜線路的運(yùn)行環(huán)境造成很大困擾，增加其遭受外力破壞的可能性。

現(xiàn)階段，國家電網(wǎng)快速發(fā)展，導(dǎo)致高壓電纜運(yùn)行力量不足。部分維護(hù)人員責(zé)任心不強(qiáng)，巡視不到位，遺漏現(xiàn)象較為普遍，影響電纜線路的日常維護(hù)。再加上一些地方監(jiān)管不到位，盜竊問題嚴(yán)重，造成電纜設(shè)備被盜和外力破壞事故。此外，導(dǎo)致電纜線路外力破壞的一個(gè)重要原因是電力部門缺乏行之有效的管理措施。由于缺乏嚴(yán)厲的保護(hù)措施，無法對(duì)肇事者或者單位采取有效的制裁手段，使其得不到應(yīng)有的懲罰，造成難以有效控制電纜外力破壞事故的局面。

2 電纜防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電纜線路防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)通過全天候方式，對(duì)電纜線路下車輛超高作業(yè)、樹木生長過快、超高建筑、塔基傾斜、道路建設(shè)以及地鐵施工等外力破壞進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警。監(jiān)測(cè)到外力破壞時(shí)，前端將及時(shí)發(fā)出語音警告，并借助無線通信實(shí)時(shí)將外力破壞視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖吮O(jiān)控分析中心，同時(shí)以手機(jī)短信方式發(fā)送到設(shè)置好的值班人員手持設(shè)備上，提示相關(guān)人員重視告警區(qū)域，降低電纜線路受外力破壞造成的停電影響。電纜線路防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，由前端視頻采集單元、聲音報(bào)警器、圖像處理模塊、主控制單元、通信模塊、后臺(tái)監(jiān)測(cè)模塊組成以及電源模塊成組成[2]。電纜線路防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

2.1 數(shù)據(jù)采集模塊

電纜線路防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)的主控單元控制攝像機(jī)和視頻采集模塊，電纜線路現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，通過屏蔽電纜引入中央數(shù)據(jù)處理單元的微處理器，從而對(duì)采集的視頻進(jìn)行壓縮處理，再由微處理器對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻差異分析處理后，將采集結(jié)果打包、存儲(chǔ)生成報(bào)警數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)后臺(tái)數(shù)據(jù)的對(duì)接，從而將電纜線路報(bào)警提示發(fā)送給前端聲音裝置進(jìn)行聲音報(bào)警，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)人員或車輛進(jìn)行警示[3]。通過數(shù)據(jù)采集模塊可以實(shí)現(xiàn)全天候的視頻監(jiān)測(cè)、對(duì)電纜線路異常情況進(jìn)行智能分析、及時(shí)將突發(fā)情況上傳圖像至后臺(tái)監(jiān)控中心并自動(dòng)進(jìn)行告警，對(duì)于外在因素破壞電力設(shè)施而引起的電纜線路故障具有科學(xué)有效的預(yù)警作用。

圖1 智能預(yù)警系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)圖

2.2 后臺(tái)監(jiān)控模塊

通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將電纜線路運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)回傳到后臺(tái)控制中心，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中供用戶瀏覽、查詢和分析，同時(shí)將報(bào)警信息和報(bào)警圖片發(fā)送給值班人員。數(shù)據(jù)庫中，可以直接讀取電纜線路防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成信息，不用給在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)安裝其他支撐軟件，只需要將電纜線路防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)與中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組建在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)即可[4]。標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議便于系統(tǒng)擴(kuò)展，當(dāng)有新的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)添加時(shí)，只要該子系統(tǒng)滿足標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，這些電纜線路的數(shù)據(jù)信息即可順利上傳到中心數(shù)據(jù)庫，極大地提升了資源的使用便利性。

2.3 電源支撐模塊

為了能夠給電纜線路防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)提供可靠的電源供應(yīng)，使用太陽能和風(fēng)力發(fā)電組的設(shè)計(jì)模式，提供恒流充電、恒壓充電以及分預(yù)充電等多形式對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，確保電源供應(yīng)，便于后臺(tái)實(shí)時(shí)了解和掌握電纜線路的實(shí)時(shí)情況。通過可持續(xù)電源供應(yīng)，電纜線路防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)可以對(duì)電纜線路進(jìn)行全方位不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)控，極大地減輕了巡視人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為企業(yè)提供直觀、可靠的線路狀態(tài)信息，提高了線路安全運(yùn)行水平。它可用于電力搶修現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)傳輸搶修事件情形，同時(shí)支持管理監(jiān)測(cè)搶修維護(hù)，為電纜線路的安全運(yùn)行提供了有力保障。

3 結(jié) 論

隨著國家電網(wǎng)的快速發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活對(duì)電能的依賴程度越來越高，對(duì)電力設(shè)備的維護(hù)也有了更高要求，需提升電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行效率，延長使用壽命，提供更加安全可靠的電能輸送環(huán)境。因此，基于智能信息技術(shù)設(shè)計(jì)了一種電纜防外力破壞智能預(yù)警系統(tǒng)，試圖為電纜安全運(yùn)行提供行之有效的可行性建議。