输电线路激光预防外力破坏警示装置可行性分析

输电线路激光预防外力破坏警示装置可行性分析

唐锐 姚平

国网新疆电力有限公司巴州供电公司 新疆 库尔勒市 841000

摘要：由于输电线路所处地理位置和环境条件的特殊性，其杆塔点多、面广、线长，终年暴露在野外，除了要遭受恶劣自然天气的侵袭外，人为因素引起的外力破坏、盗窃引起的线路跳闸等被迫停电事故的概率非常多，给运检维护部门带来很大的困扰。因此，探讨研究防止电力线路免遭外力破坏的对策方案，阻止人为因素导致的事故，确保电网的安全运行，成为线路管理和运检维护单位急需解决的问题。本文就相关警示装置的研究及可行性进行简要分析。

关键词：输电线路；激光；防外力破坏；警示装置

1 警示装置的研究方向与效益分析

随着城市化进程的加快，各种基础建设项目大量涌现。在此背景下，输电线路受到外力破坏的几率逐渐升高，相关数据证明，盗窃、违章施工、吊车碰线等外力影响造是造成输电线路故障的主要原因，因输电线路跳闸、被迫停运直接危及到电网的运行安全。为解决上述问题，一般在事故高发地段派人蹲守。此外，市场上开始出现的相关破坏监测装置，主要用于数据采集和报警，如：监事视频、激光对射^[2]。上述方法对于防止电网线路受外力影响受到损伤具有积极的作用，但同时也存在一定的局限性，如：人员蹲守成本高，且人为误差影响较大；视频监控耗费流量较大，且需要大量人力参与监控；单纯的激光对射效果较好但功耗较高，对太阳能供电依赖严重，可靠性无法保障。针对以上问题，本次研究提出了组合监控技术，从而有效提升外破检测的可靠性和准确性。

警示装置研究的主要方向为：通过制作一套监测装置，对架空输电线路廊道进行探测，专门探测输电线路保护区内大型机械、吊车长臂等施工车辆的状况，有效解决蹲守人员和车辆的数量过多造成巡视人员和巡视车辆不足，以及蹲守人员在地面查看施工车辆与导线安全距离视觉误差等问题,减少因施工车辆外破造成的跳闸问题。

直接效益：可以有效提高主网运行可靠性，克服了传统防外破措施的不足之处；解决了蹲守人员和车辆数量过多的问题；还能解决蹲守人员视觉误差等问题,减少了跳闸次数和停电时间。间接效益：提高了整体供电服务水平，改善企业形象，提高客户满意度，使客户与企业的沟通变得更便捷，体现企业为客户提供优质服务的理念。

2 警示装置研究的关键与难点

2.1关键点

首先，利用一对激光传感器作为检测装置，在节约成本的基础上，进一步扩大了检测装置对廊道的检测范围，从而能够更有效地检测到施工车辆的施工状况；其次，采用太阳能电池板结合蓄电池的方式为装置提供电源，超长寿命，免维护，解决了普通电池设备维护、老化带来的问题，而且环保、可靠；其次，警示装置没有采用传统的声光报警器，采用了喊话器，在装置触发工作时，喊话器可以针对性的对线路下方施工车辆进行喊话提示，可以起到良好的警示作用。最后，检测装置、报警装置等各部件与控制箱本体采用航空插头连接，便于装置安装方便，在装置维修方面也很便捷，如果某一部件损坏可以只更换该部件，进一步也提高了设备的利用率，减低了成本。

2.2难点

安装以后传感器对点需要一定的时间，前期安装调试用时较长。

3 研究内容和实施方案

3.1项目研究内容简述

本项目主要通过设计一种新型装置，通过检测系统对架空输电线路廊道进行探测，专门探测输电线路保护区内大型机械、吊车长臂等施工车辆的状况，当有施工车辆在线路廊道内施工，车体距离导线安全距离以外，1-1.5m的距离时，就会被检测装置探测到，从而通过报警装置对其进行喊话提示，可代替或协助现场人员，对施工车辆进行监测和警示。进一步，增强电网的运行质量，提高经济效益。

3.2项目实施方案

（1）方案选择表：

2. 方案图（见图1）

图1：输电线路激光预警装置示意图

传感器监测到静态目标后，图像监控拍照功能将相关图片、视频资料上传至管理后台。管理人员可根据现场施工距离进行跟踪。若监测到动态目标，在开启监控拍照并上传数据的同时，现场声光报警系统随机打开，对施工车辆进行警示提醒，并根据施工进展进行相应的预警，保证输电线路得到全天候的监测^[3]。

4 预期目标和成果形式

4.1预期目标

通过安装该装置以后能够代替或配合人员蹲守，其能有效解决由于蹲守人员和车辆的数量过多，造成巡视人员和巡视车辆不足，蹲守人员在地面看施工车辆与导线安全距离存在视觉误差等问题,减少因施工车辆外破造成的跳闸问题，增强了电网的运行质量，提高了经济效益。

4.2取得的效果

（1）降低跳闸次数，减少停电时间

通过在多条线路中应用，统计得出应用该装置以后，线路外破跳闸次数明显减少。通过统计发现，施工车辆造成线路跳闸后，恢复送电至少需要120分钟，若每年跳闸10次就是1200分钟（20小时），跳闸每减少一次线路节约时间120钟，对我公司的运营产生巨大的经济回报。

（2）改变传统检修方式，降低劳动强度

目前，防止施工车辆外力破坏的方式主要是宣传、悬挂标识牌和人员蹲守，蹲守人员和车辆占整个巡视班组的百分之30。该装置有效解决了由于蹲守人员和车辆的数量过多造成巡视人员和车辆不足，降低了人员劳动强度与检修不到位的情况，减少线路因外破造成的跳闸次数，提高了电网运行可靠性。

4.3目标完成的情况

该装置制作以后应用于多条线路，通过后期数据采集分析，该装置均能顺利完成警示目的，达到了预期目标值，极大的提高了供电可靠性。

结束语

本研究针对传统人工等外破监测方法进行分析，并提出耗能少可靠性较强的监测预警系统的研究思路。该系统安装简单，使用便捷，且智能终端还具有图像监测、拍照、上传、预警等多项功能。监控人员通过后台监控即可掌握线路整体运行情况，通过智能外破监控降低线路外破跳闸故障率，保证了供电线路的安全运行。

参考文献

[1]张方峥,龙洪宇.基于MPPT最大功率追踪的输电线路防外力破坏警示牌的设计与实现[J]. 现代工业经济和信息化, 2018, 8(16):49-50.

[2]杨冬,鲍杰,柯春根,等.在线监测警示设备在输电线路保护中的应用[J].集成电路应用, 2018, 35(12):49-50.

[3]刘振民, 魏巍,李勃,等.基于激光探测技术的防外力破坏系统研究[J].电工技术, 2019(24).