輸電線路在線監測系統綜述

高陽+曹宇+許傲然

摘 要：本文闡述了目前的輸電線路在線監測技術，針對現有的視頻監測技術、超聲波技術以及雷達技術進行了探討，介紹了監測技術的原理，綜合比較幾種監測技術的優點以及存在的不足。最后討論了一種新型輸電線路在線監測系統的構思，表明了新型輸電線路若要投入運行則需要更多的完善與改進。

關鍵詞：視頻監測；超聲波；雷達

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.167

1 引言

輸電線路在線監測技術是指直接安裝在線路設備上可實時記錄表征設備運行狀態特征量的測量系統及技術，是實現狀態監測、狀態檢修的重要手段，狀態檢修的實現與否很大程度上取決于在線監測技術的成功與否。本文主要在目前存在的檢測技術進行了相關研究，闡述了視頻監測技術、超聲波技術以及雷達技術及存在的不足，表明了需要一種可以對現場狀況實時監視，對現場即將要發生的各類事故，起到積極快速警告，避免現場可能產生損失的監測系統需要出現。

2 視頻監測技術

目前的監測手段多為視頻監測技術。當有外物入侵時，采用攝像頭捕捉現場畫面，采用背景差分法原理，建立高斯背景模型算法，根據捕捉到的幀與背景模型對比，判斷入侵物體類型，并結合現場情況進行緊急處理。

背景差分法原理是對視頻背景的場景建模，然后監測到的圖像序列幀與背景模型幀進行差值運算，然后可以獲得差分圖像，將背景模型與差分圖像中的像素值進行比較，如果改點的像素值大于給定的值則認為該點屬于運動目標區域。否則為背景區域。

差分圖像為：

其中為查分圖像，為當前幀圖像，為背景圖像。

目前，輸電線路在線監測應用最多的是視頻監測技術，視頻監測技術雖然可以準確的了解現場的情況，但是受外界環境影響比較大，而且存在盲區等缺點。

3 超聲波技術

系統的工作核心是PIC16F73單片機，通過超聲波發射與接收電路進行信號的發出與接收，通過單片機對接受的信號進行分析、處理并計算出目標的距離等信息。，并將該信號通過GPRS等無線傳輸方式傳輸至監控終端，最后又監控人員對現場情況進行處理。

超聲波技術的優點是靈速度快、敏度高、而且成本比較低等優點，但超聲波技術存在探測距離短、易受干擾、發生誤報率高等弊端。

4 雷達技術

雷達技術優勢在于掃描分析監控范圍無死角，雷達掃描分析是采用雷達監控技術手段，可根據設定的安全范圍，所監測的范圍為塔基地面及上空的全景的范圍，完全滿足監控輸電線路對各個空間環境及突發性監控的要求。

5 一種新型輸電線路在線監測系統

新型檢測系統是綜合采用雷達與視頻相結合的監控系統。當物體移動至前后雷達監視區域時，裝置捕獲到斜面測量距離，通過斜面與垂直夾角，迅速計算出物體的垂直高度，繼而通過視頻監測系統判定模型得出即將出現的危險，如果超過安全距離，判定模塊會迅速將預警信息發送至集中控制單元，單元將信號快速聯動發送至前端喊話與警燈裝置，警示裝置以聲音和燈光震懾現場，起到預防作用，如果入侵物體仍舊堅持通過垂直區域，標志事故已發生。

6 結語

綜合以上幾種輸電線路在線檢測技術的研究，我們可以知道：輸電線路防外力破壞應用最為廣泛的是單一的視頻技術，但容易受到天氣的影響，而且功耗比較大。超聲波技術同樣有監測死角，功耗較大等不足。鑒于雷達所具有對溫濕度變化噪聲和光線靈敏度低以及抗射頻干擾能力強等優點，作為新興技術，將被廣泛的投入到實際應用當中。但是，雷達同樣存在價格、安裝等問題，需要專家，學者進行進一步的研究和探討。

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