高压电力线路在线视频监控系统工程应用及实践

高压电力线路在线视频监控系统工程应用及实践

孟祥金马意

(山东新能电力科技有限公司山东省济宁市250000)

摘要：随着国民经济的高速发展以及国家电网公司“统一坚强智能电网建设”的重大战略性发展，输电线路大量建设，电力网络也越来越庞大，随之而来则是电力线路路况越来越复杂，线路维护难度越来越高，巡检量极具增大，通常采用的人工路巡检模式已较难满足实际需要。随着视频监控系统在电力系统中变电站内的不断实践和完善，高压电力线路在线视频监控系统也必然成为未来线路在线监测的一个重要方向。本文对该系统在线视频监控系统进行了分析。

关键词：高压电力线路；视频监控；EPON；在线监控

电力,属于支撑国民经济的重要支柱,因此电力的正常运行影响着我国各行各业的运行。近几年,我国的经济建设发展逐渐加快,对于电力的需求也在不断增多。因此,我国电力公司扩建了输电线路,增设了电力网络。现如今,人们对于电力的需求越来越多,对于电力质量的要求逐渐提高,而电力线路的路况也在发生了变化,所以提升了维修难度,导致检修量增加。在这种发展背景下,在线视频监控系统得到了极大的推广,因为这种系统能够对高压电力线路进行实时监控,在发生问题时及时同时检修人员,避免出现严重的损失。

一、高压电力线路在线视频监控系统

随着通信、计算机技术，以及电力系统继电保护和自动控制技术的发展，电力行业的自动化运行水平逐步提高。目前已实现了将生产现场的设备运行状态等相关数据传送至调度控制中心，同时调度控制中心也可实现对远程的现场设备进行控制和调节，即俗称的“遥测”、“遥信”、“遥控”及“遥调”。但是，对于某些重要的电力设施，如高压输电线路，仅具备“四遥”却是远远不够的。由于调度控制中心无法直接、直观地了解现场情况，就导致输电现场因各种人为或者自然灾害事件而遭到破坏和干扰，但又没有视频资料记录，不能及时采取防范措施或对事发现场进行有效合理的追溯，从而造成无法估量的损失。由此可见，如果在“四遥”基础上增加了第五遥，即“遥视”，实现远程实时的视频监控功能，才可以从真正意义上解决电力设施的直观性监控等诸多问题。

1、在线视频监控系统的原理及作用。高压电力线路视频监控是通过在施工点附近、人口密集区、开发区、林区以及交通繁忙区等危险地点安装线路视频监控装置，实现实时监视、记录以上危险地点的环境情况，及时发现违章和危及线路安全运行的行为，并及时予以制止，避免造成事故。另外，还可同时观察和记录线路覆冰、覆雪等过程。高压电力线路视频监控系统可实时观测线路和杆塔本身及周边状况，同时该系统的介入对线路本身运行不构成任何影响，且有助于掌握线路和杆塔状态，对于提高高压电力线路运行的可靠性有着积极的作用。综合考虑系统成本和恶劣气象条件下观看效果，仅需在高压电力线路的某些关键位置或是特殊恶劣环境条件的杆塔上安装视频监控装置，进行重点观察，做到以点盖面。

2、在线视频监控系统组成。高压电力线路在线视频监控系统的设计与变电站内普遍采用的视频监控系统基本一致，系统主要分三部分组成，即前端系统、传输系统和后端系统。前端系统：主要完成监控现场音视频信号的采集、数字化、压缩编码、接入各种开关报警，提供摄像机云镜控制、射灯及警铃等接口。传输系统：主要完成各类多媒体监控数据、控制信号、报警等数据的网络传输。后端系统：主要完成流媒体数据的解码、数据的存储管理、控制和管理等功能，系统应用软件主要体现在后端系统中。

二、在线视频监控系统设计方案

1、系统需求背景。该供电系统维护的110kV及以上高压电力线路多达50余条，随着电网的不断发展，电网框架仍有快速增长的趋势，电网的线路维护工作提出更高的要求。另外，由于电力线路的过快增长，线路运行的安全问题也日趋显现。

1)自然灾害日趋增多：因气候等多种因素综合造成的自然灾害目前己呈明显上升势头，雷雨、冰冻、大风、地震等不可抗拒的自然现象给电力线路的维护带来了沉重的压力。

2)人为破坏不断增加：随着线路数量的逐渐增多，维护日趋呈现跟不上步伐的趋势，导致线路、杆塔等基础设备被盗或人为破坏现象增多。

3)管理维护成本逐渐提高：随着电网框架的逐渐拉大，高压线路上需要配备大量的巡检人员，导致管理和维护成本不断提高。

2、系统设计原理及结构

1)前端系统。作为系统的核心，摄像机应当首当其冲位列于系统最前端，该系统采用室外用的球形机结构，整机实现真空密闭，可防止在长时间运行情况下，高压线路产生的感应电导致设备吸附灰尘，实现了终身免维护，大大减少了维护量，降低了维护成本。设备供电更是采用了较为先进的感应供电方式，由于本系统摄像机安装在高压电力线自身上，位置的特殊性决定了设备可以采用高压电力线自身产生的感应电为自身供电，减少了供电装置，节约成本的同时也大大提高了系统应用的可行性。

2)传输系统。对于高压输电线路的视频监控系统，由于线路分布广，距离跨度大，应用环境相对复杂，监控数据如何正确有效地传送至地调调度控制中心就成为了最大的难题。

该套高压电力线路视频监控系统主要以基于EPON技术的光纤数据通道为传输手段，为确保系统的高可靠性，该系统设计传输系统为环网结构，全程仅需使用2芯光纤，传输包括环境数据信息、报警数据信息、视频信息，从而实现对高压电力电线路、杆塔情况进行在线实时监测。具备强大的监控中心，既能支持告警实时抓拍图片，同时也具备实时视频支持功能，实现本地存储。近年来光纤通信已成为主要通信方式，110kV及以上等级电力线路光纤覆盖率达100％，且光缆芯数基本都是24芯，空余芯数也较为丰富，完全满足系统对光纤的需求。

3)后端系统。作为后端应用系统，为更好地服务于“三集五大”体系建设，在信息机房安装专用服务器，并与电力信息内网互联，维护和查询方式设计为Web浏览，以实现辖区重要的生产办公场所均可通过内网计算机实现监控现场视频浏览，线路运行维护人员可定期在办公地点随时查看所关心地方的视频，方便快捷。

3、系统应用。该套高压电力线路在线视频监控系统因其供电和信号传输方式的特殊性，必须运行在投运且有光缆的高压输电线路上。结合供电公司电力调度中心安排的停电计划，决定将该系统首先应用在110kV付葛线上。110kv付葛线为同塔双回输电线路，运行的一次线路分别是I付葛线和II付葛线，线路两端分别为220kV付庄变和110kV葛南变，其中光缆随II付葛线架设，是一条12芯OPGW光缆，目前仍有2芯空余纤芯，为该系统提供了可靠的光纤通道保障。停电计划批复110kV付葛线停电5天，且光缆需中断改造，正好为该系统的信道接入提供了有力的技术和时间上的支持。

110kV付葛线是因杆塔移位改造而临时停运，因此工期较短，且仅有施工区间段的光缆需要打断，非全线光缆打断，这就决定了该系统的采集点只能选择在施工区间的部分杆塔上，综合各种因素和优势，也为充分发挥系统优势，决定在施工区问的起点和终点各安装一套采集摄像头，信号通道直接接入杆塔上的光缆接头盒，采集的视频信号经1l0kVII付葛线光缆传至220kV付庄变，高压电力线路在线视频监控系统在付葛线应用示意图如图所示。

该套系统中传输技术采用的是EPON技术，仅需要一芯光纤，但为了保证系统稳定和传输的高可靠性，在此次系统设计过程中，将此高压线路上的光纤通道设计为环形，需使用两芯光纤，确保不因其中任一光缆接头盒中断或故障而导致系统不能正常运行。

该系统运行期间，整体运行平稳，真正实现了视频监控进入施工和检修现场，实现了高压输电线路24d'时实时巡视监控，提高了高压电力线路运行环境监控效率，增强了现场监控的效果，势必成为未来电力系统高压输电线路在线监控系统的重要组成部分和发展趋势。

参考文献：

[1]陈海波,李俊峰,徐国庆.特高压输电线路在线监测技术的应用[J].电网技术,2012,10.

[2]冯晋玮.浅谈在线视频监控系统在电力线路工程中的应用[J].科技风,2015,19:11.

[3]张振华.高压电力线路在线视频监控系统工程应用及实践[J].电力系统保护与控制,2013,16:13.