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        輸電線路防外破壞技術(shù)在武鋼的應(yīng)用

        2020-12-07 00:28:52邱軍崔健高巍熊友紅
        冶金動力 2020年11期
        關(guān)鍵詞:報警監(jiān)控線路

        邱軍,崔健,高巍,熊友紅

        (武鋼有限公司能源環(huán)保部,湖北武漢 430081)

        引言

        武鋼電網(wǎng)現(xiàn)有多條110 kV與220 kV輸電線路,在廠區(qū)外圍線路途經(jīng)路線上存在3個易遭外力破壞的高危區(qū)域?,F(xiàn)3個區(qū)域均存在架空線路導(dǎo)線弧垂對地安全距離較小的問題,存在嚴(yán)重安全隱患,一旦有大型器械進(jìn)入、作業(yè)極易造成電力事故的發(fā)生。

        1 需求分析

        目前武鋼對于3處隱患區(qū)域的防外破處理手段為人工巡線值班,建立輸電線路隱患臺賬,效率低下。對于上述環(huán)境下實(shí)現(xiàn)智能化防外破監(jiān)控,可考慮采用電網(wǎng)輸電線路防外破技術(shù)方案,同時結(jié)合武鋼輸電線路本身特點(diǎn),防外破方案要考慮具備以下特點(diǎn):

        (1)監(jiān)控設(shè)備探測及監(jiān)控范圍大。監(jiān)控設(shè)備需盡可能覆蓋整個監(jiān)控區(qū)域。

        (2)安全隱患區(qū)域施工或作業(yè)期間可實(shí)現(xiàn)不中斷監(jiān)控。

        (3)設(shè)備的傳輸方式選擇。根據(jù)項(xiàng)目及監(jiān)控設(shè)備自身的特點(diǎn),不可能選用有線或光纜等方式傳輸,因此前端裝置需采用無線傳輸方式,根據(jù)現(xiàn)場信號強(qiáng)度情況及資費(fèi)情況選擇合適的運(yùn)營商。

        (4)前端設(shè)備的續(xù)航及供電。前端設(shè)備需有穩(wěn)定可靠的電源以保證設(shè)備的供電,由于安裝點(diǎn)的限制,項(xiàng)目僅能選擇采用太陽能光伏供電方式。為了保證設(shè)備的正常運(yùn)行,設(shè)備應(yīng)盡可能選用低功耗產(chǎn)品。同時應(yīng)配套合適的運(yùn)行模式以做到實(shí)用與節(jié)能之間的平衡。

        (5)報警功能。前端設(shè)備一旦觸發(fā)報警可立刻上傳報警信息并現(xiàn)場開啟聲光報警、播報告警語音,并發(fā)送告警信息或圖像至運(yùn)維人員手機(jī)上。同時也要盡可能減少誤報的發(fā)生以避免誤報過多影響系統(tǒng)正常使用。

        (6)在防外破區(qū)域?qū)Ь€上需設(shè)置固定式聲光報警裝置,外破設(shè)備、物體進(jìn)入該裝置報警區(qū)域,自動播放固定錄音,夜間發(fā)出警示閃光,警示勸其離開,可最大限度避免事故的發(fā)生。

        2 監(jiān)測方案選擇

        現(xiàn)輸電線路防外破方案主流有激光(紅外)防外破解決方案及智能防外破分析解決方案兩種,激光防外破方案與智能防外破分析方案對比見表1。

        表1 激光防外破方案與智能防外破分析方案對比

        激光防外破主要是通過激光傳感器對弧垂點(diǎn)下方線路走廊進(jìn)行全天候監(jiān)控,一旦有物體越界則立刻觸發(fā)報警,以起到防范作用。智能防外破分析主要是通過對現(xiàn)場抓拍的圖像或視頻信號進(jìn)行行為分析,一旦有物體越界、入侵則立刻觸發(fā)報警。

        針對武鋼廠區(qū)周圍環(huán)境特點(diǎn),擬選擇采用基于深度學(xué)習(xí)算法的智能防外破分析方案。

        在防止因?yàn)檫`章施工等引起的人身事故方面,防外破區(qū)域?qū)Ь€上需設(shè)置固定式聲光報警裝置,擬選擇在每段檔距最下方導(dǎo)線上加裝防外破警示球。警示球采用感應(yīng)取能供電,可以24 h 不間斷閃爍提醒施工作業(yè)人員注意,同時一旦有物體進(jìn)入其警戒區(qū)域,立刻可播報報警語音。

        3 智能防外破分析方案監(jiān)測原理

        智能防外破分析方案基于深度學(xué)習(xí)算法,深度學(xué)習(xí)人工智能分析防外破系統(tǒng)原理圖,如圖1所示。

        前端裝置每天根據(jù)設(shè)置的規(guī)則定時抓拍圖像,經(jīng)由前端裝置初步AI 分析后將確認(rèn)有問題的圖像立刻上傳至系統(tǒng)后臺人工智能分析模塊進(jìn)行分析,其它圖像1 次/h 定時上傳后臺自動存儲至數(shù)據(jù)庫保存,用戶可通過系統(tǒng)后臺查看所有抓拍圖片。

        系統(tǒng)后臺接收到圖片后自動對圖像分類,有問題的圖像送入人工智能分析模塊進(jìn)行分析。同時所有上傳的圖像(無論是否有問題)均自動存入數(shù)據(jù)庫以供用戶查看。

        人工智能分析模塊基于深度學(xué)習(xí)算法。分成4個步驟進(jìn)行。首先在圖像中產(chǎn)生若干個(不小于1 000個)候選目標(biāo)區(qū)域框,再對每個候選區(qū)域框中的目標(biāo)采用深度智能分析算法提取圖像視覺特征,對候選框中提取的特征采用分類器判別是否屬于某一個特定類別(如大型器械、塔吊等),最后對于屬于某一特征的候選框用回歸器進(jìn)一步調(diào)整位置,從而得到最終檢測結(jié)果。

        圖1 深度學(xué)習(xí)人工智能分析防外破系統(tǒng)原理圖

        一旦確認(rèn)存在入侵、進(jìn)入等行為,系統(tǒng)立刻向前端發(fā)出指令,開啟前端聲光報警功能,播報報警信息。

        防外破警示球安裝在線路導(dǎo)線上,通過感應(yīng)取電供電。警示球示意圖如圖2 所示,通電即可長期閃爍,警示球本體為醒目的橙紅色,無論在白天還是夜晚,均清晰可見,以起到提醒、預(yù)警、預(yù)防大型設(shè)備機(jī)械靠近的作用。當(dāng)有影響線路安全運(yùn)行的設(shè)備靠近布防區(qū)域時,警示器檢測到后會立刻發(fā)出語音報警。

        圖2 警示球示意圖

        4 系統(tǒng)部署

        (1)在能源調(diào)度中心建立輸電線路防外破監(jiān)控系統(tǒng)后臺。

        (2)在3 處隱患區(qū)域分別部署5 套固定式防外破監(jiān)控系統(tǒng)前端裝置,共15套裝置。

        (3)配備2套移動式視頻監(jiān)控設(shè)備,以方便隨時對新出現(xiàn)的防外破重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測。

        (4)在監(jiān)控區(qū)域每段線路段最下方導(dǎo)線上部署防外破警示球,共需12套。

        5 結(jié)論

        輸電線路防外破技術(shù)在武鋼的應(yīng)用,使得輸電線路的巡檢方式由人工向智能轉(zhuǎn)變。隨著技術(shù)的更迭,越來越多的智能化運(yùn)維手段會替代原有的人工運(yùn)維方式,從而提升鋼鐵企業(yè)用電的可靠性。

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