輸電線路防外力破壞預警系統的設計與實現研究

唐斌

（廣西電網有限責任公司南寧供電局 廣西南寧 530031）

輸電線路防外力破壞預警系統的設計與實現研究

唐斌

（廣西電網有限責任公司南寧供電局 廣西南寧 530031）

輸電線路中經常會出現外力破壞的情況，從而最終造成電力系統跳閘事故的發生，而且這種惡性事件在我國的實際生活中發生的越來越頻繁，如何通過輸電線路的防外力破壞系統的設計與操作減少輸電線路系統中故障的發生，成為很多人重點關注的問題，同樣也成為本文將要論述的話題，該研究中通過設計一種輸電線路防外力破壞預警系統裝置來促進輸電線路系統的整體穩定運行。

輸電線路；防外力破壞；預警系統；設計

我國的市場經濟不斷發展，道路以及交通等其它建筑、公共設施的建設也如火如荼，勢必會對電力系統造成巨大的破壞，據有關數據顯示，我國大部分的輸電線路破壞都是由于電網遭受外力的破壞所致，這些外力破壞不僅會對電力系統造成巨大的影響，而且還會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性、干擾性與隨機性、隱蔽性等多項特點，因此供電部門的日常巡護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警系統裝置有效避免了外力對輸電線路的破壞，維護了電網的安全穩定運行，通過智能化電力系統的管理，促進了電力企業的不斷發展。

1 輸電線路防外力破壞預警系統的設計整體構思

該智能化防外力破壞預警系統主要的工作原理就是通過現場圖像的采集利用，然后經過視頻采集模塊進行數據分析和轉換，該自動預警系統可以有效對線路與輸電線路周圍物體之間的距離進行測量，然后可以分析不同的距離再進行相應的預警功能，這套系統主要是由后臺端預警控制平臺、線上測距機以及現場警告控制平臺三大重要的組成模塊進行操作管理，輸電線路中通過安裝線上測距機，就完全可以通過超聲波探頭對輸電線路與目標隱患故障節點之間的有效距離進行周期循環檢測，如果檢測距離與系統預設的額定距離存在較大的差距，線上測距機就會將此測量信息傳輸發送至現場終端預警設備裝置；現場終端預警系統就會按照接收到的數據信息進行分析和信息處理，發出相應的預警指令傳輸給現場控制中心的人員，同時提醒相關的管理人員進行應急預案的啟動。該系統還安裝有視頻采集系統，針對外力的靠緊以及行人爬塔等不良破壞行為，系統程序就會啟動預警功能，對可疑的破壞人員進行現場警告，系統的后臺也會收到智能系統現場采集監測到的數據圖像。

2 輸電線路防外力破壞預警系統的具體設計與實現

首先不同的設計體系是有不同的設計指標和參數限制的，本系統的主要數值指標包括超聲波系統的發生角度、智能預警系統的使用環境，還有系統的探測距離、測距精度和準度，系統的相關參數值必須滿足系統正常運行的要求，對于車輛以及其它外力干擾因素的預警時間要控制在兩秒鐘以下，環境條件必須能夠滿足濕度較大以地質環境條件相對復雜的情況要求，因此根據上述指標要求，該系統在設計時需要考慮和綜合社會中相關的不同外力破壞因素，從而對該智能預警系統進行不斷優化設計，具體的外力破壞危險源以及具體的破壞內容如表1所示，主要是通過這些具體的危險破壞指標分類來對不同的系統預警功能進行設計。

表1

從上面的分析中可以看出，危險源等級在一定程度上可以對智能化預警系統造成巨大的干擾，因此為了滿足相關的設計指標要求，該案例中對系統的元器件選擇，采用了STC公司研制的STC89C52型號的線上測距機主控芯片，而采用了Atmel公司的AT89C5ISNDLC型號的超聲波現場測距儀KS103，改系統的內部芯片集合了USB接口模塊與MP3解碼核，因此線上測距機的主要功能就是通過無線信號模塊進行數據信息傳輸，而電源模塊為整個系統的運行創造了良好的條件，超聲波測距可以有效測量故障節點與傳輸線路實地之間的有效距離，為預警功能的實現提供了可能；線上測距機具有很低的耗能量，并且信息的傳輸效果良好，誤碼率低，對外界環境具有很強的抗干擾性，最大的優點就是這臺儀器具有低廉的造價成本。

該系統的設計功能的實現還需要借助現場告警終端裝置設備對現場線上測距儀的信息進行有效分析，然后根據不同的風險等級通過線上視頻的解碼播放，進行緊急預案的制定，主要的工作運行原理就是現場報警終端接收來自現場測距儀的信息，將各大模塊的信息化設置進行初始化，然后通過無線接收模塊進行現場故障數據信息的接收，系統會將這些有用的數據信息自動存儲在網絡存儲元件中，然后斷開數據連接，報警自動裝置會根據數據信息處理的結果讀取信息，再將這些讀取的信息與系統預設的數據信息進行分析對比，隨后得出相應的風險預警等級，展開危險處理。

與此一同作用的還有后端的預警控制裝置，這一系統主要包括數據的接收模塊和顯示模塊，數據接收模塊會將現場的預警信息通過GPRS系統進行接收，然后直接驅動數據顯示模塊進行數據分析，并將結果指令傳輸至監測中心，下達最終的數據指令，同時啟動科學的緊急處理預案，具體操作運行流程如圖1所示。

圖1

3 輸電線路防外力破壞預警系統的具體應用案例分析

目前該系統已經在某些地區的電力系統中投入使用，從具體的實踐效果來看，測試性能整體運行穩定、可靠、正常，該系統的實施監控系統可以對輸電線路周邊環境的大型構筑物以及人為施工、惡劣氣候變化等不同形式、不同等級的干擾破壞因素進行分析和在線監測，通過及時的預警功能有效降低了外界環境的破壞，例如輸電系統中有可疑人員進行破壞與攀爬時，該系統就會啟動現場聲光警報儀對其進行警告，并通過現場信息接收與傳輸模塊將監控到的信息圖像發送至上級監管部門，在此過程中，線上測距機起到了非常重要的作用，當外力破壞因素與輸電線路之間的距離不足3m時，現場警告終端就會發出預警命令，后臺控制顯示終端畫面中就會顯示現場的破壞圖像，當線上測距機的測量距離超過3m時，后端的自動控制端就會接到輸電線路安全的指令，因此全程形成了多終端、多形式、實時、動態的管理監測體系，該試驗結果最終顯示一切測試指標數據正常。

4 結束語

隨著我國電力事業的不斷發展，輸電線路路徑越來越長，不僅周邊的地形地質相當惡劣，而且受到巨大區域跨度的影響，氣候條件以及巡視周期都會對輸電線路系統造成很大的干擾，從近些年來的實踐情況看，對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、高桿植物以及鳥害、山火等多種表現形式。本文結合了理論實踐與案例實地分析，實現了數據信息的實時在線監聽與傳輸，從而大大降低了外力破壞對輸電線路造成的巨大影響。該研究探索了智能的視頻監控設備安裝到輸電線路中的設計優化方案，不僅能夠對現場的電力運行情況進行分析和監控，還可以對周邊的信息破壞圖像進行智能識別，為管理人員現場的監管與應急預案的制定和啟動奠定了良好的基礎。

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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行維護工作。