趙亞光 文 剛 吳 盛 劉 沖 青 言

（1.云南電網(wǎng)有限責任公司紅河供電局 2.云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院3.云南電網(wǎng)有限責任公司玉溪供電局 4.云南電網(wǎng)有限責任公司普洱供電局）

0 引言

在我國對電網(wǎng)超高壓、大電網(wǎng)、智能化的大力發(fā)展政策下，云南電網(wǎng)實現(xiàn)了特高壓、遠距離、大容量送電，交直流混合運行、異步聯(lián)網(wǎng)等特色工程。隨著電網(wǎng)電壓等級越來越高，規(guī)模越來越大，電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行的要求也越來越高。架空輸電線路作為電力系統(tǒng)中不可或缺的組成部分。由于其架空輸電線路長期裸露在大氣環(huán)境中，在一定時間就會不可避免地受到其他外力的各種損害，從而影響架空輸電線路的正常運行［4］，甚至引發(fā)電網(wǎng)大面積停電或造成人身傷亡事故的發(fā)生［10］。因此，在確保安全的情況下，直觀、高效地監(jiān)測和掌握線路通道環(huán)境的動態(tài)變化情況是一項非常重要的基礎性工作［8-9］。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

近年來，隨著我州高速公路和城鎮(zhèn)化等大量基礎設施建設，城市道路、路燈、街道綠化改造，輸電線路周圍外力隱患翻倍增加，有關數(shù)據(jù)顯示，2017年110kV及以上輸電線路外力破壞跳閘10次，比往年增加了1倍［5］。其中大部分是因吊車、鏟車等大型機械設備作業(yè)撞擊導線引起斷線、導線斷股、損傷進而引發(fā)線路跳閘甚至故障停運等事故。為了解決上述問題，我局采取多種措施防止外力破壞事故的發(fā)生。

2 輸電線路常見外力破壞案例分析

案例一：2017年1月7日16：20時，某110kV線路跳閘，重合不成功。接到調(diào)度通知后，我局輸電管理所線路所在班組立即制定方案，根據(jù)保護測距信息和谷歌地圖推算跳閘點在該線路#29～#32桿，本次故障查找采用人巡加機巡的巡線模式，經(jīng)過半天查找終于發(fā)現(xiàn)線路發(fā)生跳閘的放電痕跡。本次線路跳閘原因為某高速公路施工過程中，吊車司機沒有辨明風險，在操作吊車過程中吊臂誤碰架空輸電線路導線，導致導線對地放電引起線路跳閘事故的發(fā)生。圖1，圖2所示。經(jīng)過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，事故發(fā)生現(xiàn)場混亂，大型車輛和人員較多，指揮和管理不足，沒有安全員對大型車輛作業(yè)進行監(jiān)管，再加上吊車司機對吊車作業(yè)與電力輸電線路安全距離知識欠缺導致這次事故的發(fā)生。輸電線路管理部門應該加強自身線路的巡視和管理，特別是對已發(fā)生外力破壞的輸電線路地段進行不間斷巡視和監(jiān)測，將隱患的發(fā)生控制在最小范圍之內(nèi)。

案例二：2017年08月04日，某綠化工程有限公司吊車駕駛員駕駛吊車在110kV某某T線某變支線#5-#6桿吊裝綠化樹時，因作業(yè)人員安全意識不足，吊車吊臂距導線安全距離不足導致右相導線對吊車放電，造成永久接地故障。如圖3、4、5所示。

本案例暴露出以下幾個問題：

（1）某局輸電管理所無法第一時間獲取線路通道情況，只能通過調(diào)度提供的電網(wǎng)故障詳報獲知線路跳閘，信息來源滯后。

（2）線路運行人員沒有提前對建設、綠化相關單位及吊車駕駛員進行電力知識宣貫，導致其安全意識不足。

（3）輸電線路所沒有提前梳理所管轄線路易受外力破壞點，并將其化為特殊區(qū)段進行專業(yè)化管理，也未在人力不足的情況下應用新技術，提升輸電線路巡檢水平。

為了提高輸電線路巡視效率，改變傳統(tǒng)的運維模式，采用在輸電線路桿塔上安裝視頻在線監(jiān)測裝置來加強線路通道內(nèi)狀況巡視的方式應運而生。

3 輸電線路視頻在線監(jiān)測

視頻在線監(jiān)測裝置是實現(xiàn)架空輸電線路設備本體、氣象環(huán)境、通道狀況等信息的采集，并通過通信網(wǎng)絡向主站系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)的前端裝置。一般由主控單元、通信模塊、電源模塊等構成。

本文所述輸電線路視頻在線監(jiān)測裝置，包括攝像機1和后臺監(jiān)控機2，所述攝像機1與電源3導線連接并設置在裝置柜5內(nèi)，所述裝置柜5的前端開有攝像孔6，所述攝像機1的攝像頭4伸出到所述攝像孔6之外，所述攝像機內(nèi)設置有手機流量卡；設置時間定時開關7與所述電源3和攝像機1連接；設置喇叭8與所述電源3導線連接；所述攝像機1與后臺監(jiān)控機2和裝有APP軟件的智能手機無線連接。該設置有太陽能電池板9與所述電源3連接。該裝置所述裝置柜5的柜壁上設置有通風孔10。

在輸電線路桿塔上安裝攝像機，對監(jiān)管范圍輸電線路通道進行實時在線巡視，攝像機與后臺監(jiān)控機或智能手機相結合，攝像機所拍視頻和圖片及預警信息均以4G通信方式發(fā)送到后臺監(jiān)控電腦或手機上，方便輸電線路管理人員實時在線監(jiān)視，掌握對監(jiān)管范圍內(nèi)出現(xiàn)的各種異常情況，以便及時采取預防措施，最大限度避免事故發(fā)生［1-5］。以下是本裝置原理及結構圖如圖6、7、8所示。輸電線路視頻在線監(jiān)測裝置對外力破壞事故進行預防關鍵技術如圖9所示。

4 應用案例及效果分析

選取110kV某T線某變支線#6桿作為外力破壞試驗點，安裝一臺視頻在線監(jiān)測裝置進行實時在線監(jiān)測，工作人員在裝置安裝后不久通過手機APP發(fā)現(xiàn)吊車在距監(jiān)視輸電線路導線5米處作業(yè)的現(xiàn)場狀況，并于第一時間趕赴現(xiàn)場成功制止并避免了一起因外力破壞導致導線跳閘事件的發(fā)生。

事故詳情：2017年11月5日，因某城市綠化需要，某綠化公司在110kV某線路通道內(nèi)使用吊車吊裝綠化樹木，工作人員在手機APP上發(fā)現(xiàn)這一情況后立即到現(xiàn)場進行制止。經(jīng)現(xiàn)場實測，吊車吊臂與導線安全距離大約5米，且吊車有從導線下方穿過的跡象。不滿足《架空輸電線路運行規(guī)程（DL/T741—2010）》線路保護區(qū)的運行要求：架空輸電線路保護區(qū)不得有建筑物、廠礦、樹木（高跨設計除外）及其他生產(chǎn)活動。一般地區(qū)110kV電壓等級導線的邊線保護區(qū)范圍為10米的要求［4］。極易引發(fā)吊車吊臂碰觸導線導致該條輸電線路發(fā)生跳閘的事故。如圖10、11所示。

該地段為案例二所述發(fā)生外力破壞跳閘線路地段，作為輸電線路視頻在線監(jiān)測裝置防止外力破壞事故發(fā)生的試驗區(qū)段，自從裝設在線監(jiān)測裝置后再沒有發(fā)生過外力破壞事件。在此成功案例之下，目前我局

已經(jīng)在多處外力破壞易發(fā)或多發(fā)地段安裝圖像在線監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測外力破壞事件的發(fā)生，起到了顯著的效果。

5 應用亮點和局限性分析

（1）輸電線路巡視人員發(fā)現(xiàn)輸電線路通道內(nèi)有外力破壞跡象可以通過喇叭喊話功能勒令現(xiàn)場作業(yè)人員立即停止作業(yè)，之后輸電線路運維人員第一時間趕往事發(fā)現(xiàn)場對施工人員進行制止。但是，外力破壞現(xiàn)場多為吊車、挖掘機等大型機動車輛，機車噪聲大，喇叭喊話功能會受到影響，效果不佳。

（2）該視頻在線監(jiān)測裝置可以通過安裝在電腦的APP對所監(jiān)視的輸電線路通道進行巡視，也可通過安裝在輸電線路運維人員手機上的APP對輸電線路通道情況進行觀察，具有不受時間、距離限制的特點，效率高。但是，目前對外力破壞跡象的監(jiān)測需要依賴人眼識別，該裝置還未具備自動識別、分析和報警的智能化效果，增加了輸電線路運維人員的工作量。

（3）該裝置信號傳遞為無線通信方式，同時支持3G、4G及GPRS信號，不需要網(wǎng)線和通信光纜。但是該裝置需要安裝在信號相對較好的地方，不然容易出現(xiàn)信號不良，導致監(jiān)測中斷［9］。

（4）該裝置內(nèi)裝蓄電池采用太陽能電池板供電，電能來源便利、清潔，但需要安裝在日照充足的地方。

（5）該裝置安裝方便，只需將其固定在桿塔上調(diào)整好觀察角度即可使用，可實現(xiàn)水平360度旋轉(zhuǎn)和垂直90度，仰角為30度觀測，使用方便、安全。但是，該裝置的安裝增加了輸電線路桿塔自身荷載，影響線路正常安全運行，所以在安裝前應對所裝設桿塔進行荷載校驗［8］，在滿足要求的情況下才可安裝。

（6）該裝置進行技術改造后增加了時間定時開關模塊，可實現(xiàn)設備定時開關的作用。方便了線路運維人員根據(jù)監(jiān)視范圍內(nèi)的輸電線路通道受外力破壞時間節(jié)點設置機器開關的時間。不僅減輕了運維人員的工作量，還節(jié)省了電量［2］，相當于增加了視頻在線監(jiān)視裝置的工作時間，提高了線路運行的安全性。

（7）該裝置不僅可以對另外一條線路通道情況進行巡視，還可以對輸電線路桿塔基礎土層破壞、自爆和破損絕緣子、斷股和損傷的導線、導線異物、銹蝕的金具、山火、線路通道內(nèi)樹木生長等狀況進行監(jiān)視［6-7］。大大減小了輸電線路管理單位及人員的工作量，具有實用性和可推廣性。

6 結束語

本文提出將視頻在線監(jiān)測技術應用于輸電線路外力破壞巡視中，解決了人巡和機巡不能實時觀察輸電線路通道狀況，提前預防外力破壞事故發(fā)生的問題，經(jīng)實際應用，驗證了該技術應用于城市外力破壞監(jiān)視的可行性。該技術不僅有在線監(jiān)視輸電線路周圍環(huán)境狀況的功能，還可對裝置安裝桿塔的本體、基礎、絕緣子、導地線和所屬線路及其通道情況的監(jiān)視提供一種輔助技術手段且為輸電線路設備狀態(tài)檢修工作提供技術支持。因此，本文提出的技術是可行的并能擴展其應用范圍。