廣東地區(qū)輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用探究

摘 要：對危及廣東地區(qū)輸電線路安全運行的主要隱患雷害、外力破壞和山體滑坡的現(xiàn)狀進行分析，并對防控三項隱患對應(yīng)的雷電定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)控技術(shù)和桿塔傾斜在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用進行探究。

關(guān)鍵詞：在線監(jiān)測；雷電定位；視頻監(jiān)控；桿塔傾斜

引言

根據(jù)中國電力行業(yè)分析報告統(tǒng)計，每年我國220kV及以上輸電線路非計劃停運次數(shù)達數(shù)千次，嚴重威脅電網(wǎng)安全可靠運行。以前輸電線路運行和維護主要采用定期檢修制度來進行，但是隨著電力系統(tǒng)向高參數(shù)、高電壓、高自動化和大電網(wǎng)互聯(lián)方向發(fā)展，特別是國外曾發(fā)生的城市大面積事故和我國2008年南方大范圍冰災(zāi)使人們認識到傳統(tǒng)檢修方式已經(jīng)無法保證輸電線路的安全運行，急需對輸電線路進行智能化運行和管理，其安全運行和可靠供電直接關(guān)系到一個國家的公共安全，如何對輸電線路出現(xiàn)的各種隱患實施監(jiān)測和預(yù)警成為一個需要解決的難題。

文章將對廣東地區(qū)輸電線路主要存在的隱患進行分析，針對各項隱患提出有效的在線監(jiān)測技術(shù)，并對其實際應(yīng)用情況提出建議。

1 雷電定位系統(tǒng)的應(yīng)用

雷擊是引起輸電線路事故的一個重要原因，瞬間電流達到數(shù)千安，嚴重時會導致絕緣子閃絡(luò)燒毀，影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。分析近10年廣東電網(wǎng)輸電線路跳閘數(shù)據(jù)，雷擊跳閘占各類跳閘原因中的第一位，廣東省的地形地貌決定了其成為雷電活動高發(fā)區(qū)，低緯度、太陽輻射強、對流旺盛，是廣東省雷電活動特別頻繁的主要原因。

目前輸電線路采取了加強線路絕緣水平、降低桿塔接地電阻、安裝避雷針等線路防雷措施，但是雷擊跳閘仍然頻繁發(fā)生，因此快速準確定位雷擊故障點，對快速排查電力事故有重要作用，同時也是減少停電損失的有效方法。雷電定位系統(tǒng)的定位方法主要有：定向定位法、時差定位法、“定向+時差”綜合定位法、故障測距法、逐級桿塔故障定位法等。其中故障測距法為目前廣東地區(qū)電網(wǎng)主要使用的雷電定位方法。

雷電定位系統(tǒng)在實際應(yīng)用中主要的作用有兩個：一是根據(jù)其較高的定位精度，能夠定位輸電線路雷擊故障點，為運維人員巡查故障提供快捷的指引，縮短排查故障的時間，減少人員的工作量，并減少了停電帶來的損失。二是分析雷電活動規(guī)律。通過雷電定位系統(tǒng)，可以記錄每次雷擊線路故障的雷電數(shù)據(jù)，通過分析數(shù)據(jù)，歸納出雷電的時間、空間分布等規(guī)律，可根據(jù)這一規(guī)律制定出有效的防雷措施，做好輸電線路防雷設(shè)計改造工作。但提升雷電定位系統(tǒng)的探測效率、精度以及開發(fā)雷電預(yù)警等功能仍然是目前研究人員努力的方向[1]。

2 視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

近年來，外力破壞輸電線路設(shè)施呈逐年上升的趨勢，嚴重影響了線路的安全運行。在外力破壞造成輸電線路事故的各類原因中，最主要的因素是機械碰撞。隨著城市的不斷發(fā)展，工程施工在不斷增加，各類不文明施工和違章施工對輸電線路的損害不容忽視。

針對這一類現(xiàn)象，各省市供電局均采取了一系列的防控措施，包括對相關(guān)施工單位進行電力安全知識培訓和施工安全技術(shù)交底，為施工單位提供相關(guān)的設(shè)備支持和技術(shù)支持等措施。但是違章施工、流動施工等現(xiàn)象仍然無法完全杜絕。因此，可以在施工多發(fā)點內(nèi)采用基于視頻/圖像的防外力破壞在線監(jiān)測技術(shù)，進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，運維人員可以及時到達施工現(xiàn)場制止施工，避免事故的發(fā)生。視頻監(jiān)控技術(shù)的關(guān)鍵在于圖像傳感器的精確度和數(shù)字圖像/視頻壓縮編碼準確性，對線路周圍的外界事物進行識別跟蹤，并測量與線路之間的距離。通過采用自適應(yīng)混合高斯模型背景建模法，提取當前背景，并對當前幀中的運動目標進行提取。原理如下：設(shè)Bk為背景圖像，fk為當前幀圖像，差分圖像為Dk，則Dk（x，y）=|fk（x，y）-Bk-1（x，y）|，設(shè)Rk為差分后二值圖像。對Rk進行連通性分析，當某一連通區(qū)域的面積大于一定的閾值時，則認為有檢測目標出現(xiàn)，連通區(qū)域就是檢測到的目標圖像。

應(yīng)用視頻監(jiān)控技術(shù)后，可以對輸電線路現(xiàn)場進行實時監(jiān)控，不僅可以方便運維人員直觀觀測線路現(xiàn)場的實際情況，同時應(yīng)用上述的建模和算法可以自動識別機械施工、行人運動等情況，通過相關(guān)的報警裝置，及時通知運維人員，有利于快速采取相關(guān)防控措施，及時避免外力破壞事故的發(fā)生。

3 桿塔傾斜在線監(jiān)測

廣東地區(qū)多為丘陵地貌，許多輸電線路桿塔的設(shè)立都是在山坡上。長年累月的地質(zhì)變化，將潛移默化地對輸電線路桿塔基礎(chǔ)造成影響。桿塔傾斜屬于典型的“隱性故障”，輸電線路運維人員進行線路巡視時，往往不能夠及時察覺到地面沉降。而當發(fā)現(xiàn)塔基沉降時，輸電線路桿塔已處于危險狀態(tài)，嚴重威脅線路安全運行。因此，運用桿塔傾斜在線監(jiān)測技術(shù)十分重要。

桿塔傾斜在線監(jiān)測裝置主要基于角度傳感器，可對桿塔中心線2/3高度處和桿塔頂端的順線傾斜角和橫向傾斜角進行實時監(jiān)測，利用桿塔傾斜模型計算桿塔的順線傾斜度、橫向傾斜度和綜合傾斜度，最后收集數(shù)據(jù)進行儲存、統(tǒng)計及分析，當超過閾值時，發(fā)出預(yù)警信號[2]。

通過運用桿塔傾斜在線監(jiān)測技術(shù)，能夠及時監(jiān)控桿塔的狀態(tài)并制定整改措施，避免事故的發(fā)生。另一方面，若一大片區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)山體滑坡事故時，通過桿塔傾斜監(jiān)測能夠避免采取對所有桿塔進行改造的片面做法，篩選出危險程度較高的桿塔有針對性進行技術(shù)改造，從而降低整改成本，提高整改效率。

4 結(jié)束語

輸電線路事故的后果不容小視，通過分析了廣東地區(qū)威脅輸電線路安全運行的主要隱患，針對雷害、外力破壞、山體滑坡等隱患提出了有效的在線監(jiān)控技術(shù)措施。雷電定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)控技術(shù)、桿塔傾斜在線監(jiān)測在實際應(yīng)用中均能夠及時發(fā)現(xiàn)線路隱患，保障了線路的安全運行。在今后的工作中，這些在線監(jiān)控技術(shù)仍需要向精確性和高效率的方向發(fā)展，更好地為電力企業(yè)服務(wù)。

參考文獻

[1]蔡漢生，陳喜鵬，史丹，等.南方電網(wǎng)雷電定位系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2015（9）：14-18.

[2]董澤才，呂孝平，冒文兵.山體滑坡及電力桿塔測斜在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015（11）：80-81.