输电线路防外力破坏智能监控系统的应用

输电线路防外力破坏智能监控系统的应用

张学风

张学风

国网山东省电力公司邹城市供电公司山东邹城273500

摘要：输电线路防外破工作，需要每一个基层员工的积极参与，也需要群众的广泛支持，共同完善防外破的方法，确保电力线路安全可靠的运行。

关键词：输电线路；防外力破坏

1输电线路外力破坏的形式及特点

输电线路外力破坏可以分为五大类：线下树木、违章建筑、违章施工、异物隐患、以及其他形式等。线路保护区内种植的果树、林木或绿化树等，都会造成输电线路的跳闸。线下树木具有季节性、反复性，难以有效根除。线下新建厂房、搭建简易房等现象层出不穷。线下违章建筑一般具有长期性、隐蔽性，建成后不易解决，容易发生人身触电事故。线路保护区内吊车、打井机、挖掘机、顶管机、大型货车等施工设备碰线或对线路安全距离不足极易造成跳闸。违章施工具有突发性、随机性、广泛性，已成为外破的主要原因。经常出现蔬菜大棚薄膜、彩钢板、风筝、广告条幅等异物被大风吹起缠绕电力线路导致跳闸。异物外破具有随机性、广泛性，不易防范。大风天气后易发生。其他形式包括线下堆积易燃易爆物品、线下鱼塘周边钓鱼，甩鱼竿等。

2输电线路防外力破坏预警技术及实现

输电线路防外力破坏预警系统主要面临两方面的问题：一方面，大型机械设备在施工时具有位置不固定的特点，需要预警系统能够有效判断出吊臂距离输电线的距离；另一方面，由于施工场地距离电力部门监控中心较远，当出现危险预警时需要现场作业员和电力企业均能查看预警信息，需要实现远程监控和智能预警。基于上述问题研发了输电线路防外力破坏预警系统，包括智能检测、智能预警和远程监控等关键技术，其中智能检测解决了大型机械设备吊臂距离输电线的距离问题，智能预警实现了本地预警和远程报警，远程监控实现了对施工现场设备的远程监控。

2.1预警原理

输电线路防外力破坏预警系统的基本原理是通过检查架空输电线路在空间产生的电场强度，通过算法计算出测量点与导线之间的距离。相对于入侵的物体，运行中的输电线路中的任意一相可以看成无线长直导线。架空输电线路的工频电场是一种准静态场，工频电场由电压产生。球形工频电场检测传感器采用球形电容检测感应电压的方法来检测电场，一维球形传感器的结构如图1所示，将一个空心金属球壳切割成两部分，通过绝缘物质将两个半球连接在一起，并在两个半球中间并联一个测量电容，两个半球分别构成了传感器的两个电极。

对球形电容传感器进行电路分析，其等效电路如图2所示，球形电容传感器等效为电压源，测量电容等效为负载。

2.2系统组成

输电线路防外力破坏预警系统包括检测装置、报警装置、后台管理系统和监控APP。系统的总体架构框图如图3所示。图3系统总体架构图检测装置安装在大型机械设备吊臂的顶端，报警装置安装在操作室内，通过低功耗无线射频进行数据交互，检测装置和报警装置具有体积小、重量轻、功耗低和安装方便的特点。检测装置获取大型机械设备的机械臂顶端的电场数据，并通过算法计算出检测装置距离输电线的距离，通过低功耗无线射频将距离数据发送到报警装置，报警装置对距离数据进行处理分析，根据检测装置距离输电线路的距离范围进行不同等级的声光报警，提醒作业人员注意设备的操作。同时通过GPＲS网络将报警信息发送到后台服务器。工作人员可以通过后台管理系统进行报警状态查看。监控APP能够接收报警信息的实时推送，便于电力工作人员进行报警定位和采取事故应急预案。

2.3监控APP软件的主要功能包括

当安装输电线路防外力破坏报警系统的大型机械设备在施工时，吊臂顶端距离输电线路的距离小于安全距离，监控APP能够接收到服务器推送的报警信息，同时能够获取工程车辆的位置信息，便于电力运维人员及时采取措施。监控APP能够查看工程车辆的运行轨迹，便于对工程车辆进行统一管理。

3防外力破坏的管理方法

3.1建立外破隐患台账，明确外破多发区段

建立线下及保护区违章建筑违章施工统计表、线下及保护区树障隐患台帐、输电线路异物隐患台帐三大类台帐。线下及保护区违章建筑违章施工统计表内容主要包括：线路名称、电压等级、杆塔号、违章类别（违章建筑、违章施工）、隐患程度（一般、严重、危急）、隐患情况描述、隐患责任人及联系方式（户主、施工责任人等）、属地区域、发现人、发现日期、处理日期、处理措施等。线下及保护区树障隐患台帐主要内容一般包括：线路名称、电压等级、杆塔号、树种、棵数、直径、垂距、水平距离、所处位置、树主及联系方式、发现人、发现日期、属地区域、消除时间、消除措施等。异物隐患台帐一般包括：线路名称、电压等级、杆塔号、异物类别（彩钢板房、垃圾场、大棚区、放风筝区等）、隐患程度（一般、严重、危急）、异物位置、异物隐患情况描述、隐患责任人及联系方式、处理日期、处理措施等。其他外破类型也应建立相应的台帐，包括易燃易爆隐患台帐（线下加油站、线下堆积易燃物品区）、泛洪区台帐等。

3.2缩短巡视周期，加强特巡力度

运行经验表明，缩短巡视周期，能够有效防止外破事故的发生。对于施工隐患，根据施工进度，定期进行特巡。尤其是施工区域使用大型吊车或者搅拌车等大型车辆时段，安排人员特巡，现场蹲守，能够有效防止碰线跳闸事故的发生。施工区域使用大型车辆施工时段一般是白天。而市区周边大型车辆通行容易发生在晚上。对于路途较远的区段，应安排属地人员或者群众巡线员就近特巡。附近的群众巡线员能够方便快捷的到达施工地点，进行区域蹲守也比较容易。

3.3下达安全告知书，确保外破责任到人

因城市化进程加快，施工建设项目增多，输电通道环境复杂，供电企业没有执法权等导致一旦存在的隐患，真正整改困难重重。对暂时无法消除的隐患，逐基逐档联系隐患责任人，进行安全告知，下达安全告知书，保留影像资料。在隐患周边安装安全警示牌、张贴警示标语，对易受撞击杆塔安装保护墩，拉线护套等。

结束语

输电线路穿越各种复杂的地理环境，容易发生外力破坏事故。而随着我国经济社会的发展、城镇化建设进程的加快，输电线路遭受外力破坏的风险也随之增大。因此，针对输电线路外破隐患，制定一套实用、经济、有效的输电线路防外破方法，是降低线路跳闸率、保证电网安全运行的重要保证。

参考文献：

[1]余江，余海，王一，张顺.输电线路防外力破坏中雷达视频监控的应用[J].中国高新区，2018（05）：22.

[2]陈洁.输电线路外力破坏防控措施的探讨[J].山东电力技术，2018，45（02）：76-78.