電力線路預警測控裝置及系統的研發與應用

宋政++翟曉東

摘 要：本文在防外力破壞工作中提出了新思路，對新技術安裝難點進行了分析，并通過現場實際掛網試運行試驗，起到了一定效果，可供行業人員參考。

關鍵詞：電力線路；防外破；新技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.144

0 引言

近年來，隨著城市化建設進程的加快，電網設備防外力破壞工作形勢日益嚴峻。如何利用有限的人力物力，有效減少外力破壞事件的發生，是擺在全體電力線路運行人員面前的一個難題。

1 現狀調研分析

架空輸、配電線路遍布城市、農村、山澗、河流，廣泛分布的同時暗藏危險，其中外力破壞是危害輸電線路安全的重要因素。違章施工、違章建筑物、高桿植物、漂浮物等都是常見的外力破壞形式。多年來，張家港供電公司在做好防外力破壞常規技術防范的同時也不斷采取新舉措，例如曾利用輸電通道上的現成光纜連接，在區域內率先開展了多個視頻探頭同時監控多處危險點的工作，取得了一定的成效，并在系統內得到了借鑒應用。但之前的這些成果僅僅停留于監控，擴音器喊話功能現場因施工噪聲，操作司機往往無法聽到，所以大多是在發生事故后進行搶修以及故障責任認定時作一定的證據用，暫無法真正行之有效的對外破施工進行預警，及時避免事故的發生，減少事故造成的影響。

2 設計研究方向

針對現狀提出輸電線路智能監測警示裝置以及系統的建設，設想采用超聲波測距、聲光警示、視頻監控以及遠程通信等技術融合，能夠對全區域內的輸電線路監測點進行實時入侵監測，特別是通過夜間發光閃爍功能及時提醒線路跨越段內過往超高車輛、船只及流動吊車、泵車等機械夜間升空作業時不要靠近或者接觸高壓線路，以避免造成人員傷亡和財產損失。

（1）研究電磁鐵芯利用導線本體電流取電技術，解決掛線測控球不間斷電源供電問題；

（2）研究運行線路同電位工作原理，解決測控裝置適用于10KV

～ 500KV電壓等級線路任意點掛線運行，且不影響線路安全運行；

（3）研究超聲波等傳感技術在測控預警設備中的結合應用，使其具用可靠的靈敏性和準確性；

（4）研究掛線測控裝置的自動行走和自動鎖定技術，解決交跨線路難以安裝等問題；

（5）研究預警測控裝置各模塊功能拓展整體集成裝配，解決外掛裝置安裝和可告靠運行；

（6）研發后臺軟件系統的調控和數據采集，通過無線4G網絡，達到全天候管控需求。

3 主要技術難點

3.1 在線電源獲取

采用電磁感應原理獲取電能，電源由取能互感器、整流穩壓器以及限流器組成。取能互感器在其設計需要綜合考慮喚醒電流、最小工作電流、輸出功率、安裝結構尺寸、短時耐受電流等多種因素，不同的應用往往需要專門的設計；整流穩壓器其控制原理、制造工藝、器件選型直接關系到產品的可用性。取電功率低、穩定性差、易于損壞都是非專業感應電源模塊常見的現象；限流器在設計時要考慮在導線承受短時大故障電流時，保證整流穩壓器的輸入電流在安全許可的范圍內，特別是在超高壓及特高壓電網應用時，短路故障電流可能達40kA以上并持續數秒，常規電流感應電源很容易被損壞。

3.2 入侵物體測距

入侵物體測距采用超聲波測距技術，由于線路的電磁環境干擾極大，對超聲波測距模擬電路信號影響大，一般電路處理以及濾波算法很難得到穩定的測距結果與精度。

3.3 行走鎖緊機構

為能夠實現在架空線路上快速安裝，裝置設計一套遙控行走以及自動鎖緊機構，該機構必須能夠達到方便安裝、行走穩定、鎖緊牢固，選材質時特別考慮防止振動引起線纜的磨損。

3.4 管控平臺聯調集控

完善預警綜合測控裝置功能測試后，通過物聯網技術對安裝在各個點位的測控設備進行數據回傳，將數據接入公司生產管控系統，利用大屏幕進行展示和監控。輸配電線路環境、周圍施工情況、外力破壞等進行生產管控平臺監發警告、阻止，提供線路現場的預警，對線路的有效監測，對輸配電線路通道周圍施工情況進行監控與提醒，夜間通過自主取電發光能對泵車不間斷作業有效提醒，擴展多個元件，能減少電網故障提高可靠率指標提高對輸電線路安全經濟運行的管理水平，為輸電線路的狀態檢修工作提供必要的參考。

4 現場掛網試用

為了檢驗預警測控裝置在危險點施工現場的實際使用效情況，尤其是夜間作業下的應用效果，在對遙控行走自動鎖緊機構及裝置內部夾具采用了輕量化設計，確保不影響弧垂、不損傷導線的前提條件，期間適逢某變電站出線跨越檔下市政規劃上需建一條公路，跨越處線路正好有個年度停電檢修，我們決定將裝置安裝在該線路下的危險施工點進行實際使用。實際掛網期內多次經歷風雨天氣，根據現場進行了跟蹤觀察，發光、報警均正常工作，夜間路面施工的挖機師傅在操作時反映有了安全距離參照物，心里踏實多了。下圖可見其采用的CT感應取電為裝置自身進行供電；裝備的超聲波測距功能，測距報警范圍可通過4G無線通信功能在后臺調整為2至10米，異物靠近發過強閃的同時，能夠將現場監測數據上傳至遠程系統平臺。

5 結語

電力線路防外破管理應不斷探索，勤于思考工作中存在的問題，探尋解決問題的新思路、新方法，并積極的創新嘗試，相信只有不斷檢驗、糾偏和改進，不斷吸取經驗教訓，才能使這方面工作的可控性愈加提高，從而有效保障電網安全。

作者簡介：宋政（1979-），男，本科，技師，主要從事業輸、配電線路運行與檢修的技術管理工作。