输电线路视频在线监测装置应用实践

赵亚光 文 刚 吴 盛 刘 冲 青 言

（1.云南电网有限责任公司红河供电局 2.云南电网有限责任公司电力科学研究院3.云南电网有限责任公司玉溪供电局 4.云南电网有限责任公司普洱供电局）

0 引言

在我国对电网超高压、大电网、智能化的大力发展政策下，云南电网实现了特高压、远距离、大容量送电，交直流混合运行、异步联网等特色工程。随着电网电压等级越来越高，规模越来越大，电网的安全、稳定运行的要求也越来越高。架空输电线路作为电力系统中不可或缺的组成部分。由于其架空输电线路长期裸露在大气环境中，在一定时间就会不可避免地受到其他外力的各种损害，从而影响架空输电线路的正常运行［4］，甚至引发电网大面积停电或造成人身伤亡事故的发生［10］。因此，在确保安全的情况下，直观、高效地监测和掌握线路通道环境的动态变化情况是一项非常重要的基础性工作［8-9］。

1 现状调查

近年来，随着我州高速公路和城镇化等大量基础设施建设，城市道路、路灯、街道绿化改造，输电线路周围外力隐患翻倍增加，有关数据显示，2017年110kV及以上输电线路外力破坏跳闸10次，比往年增加了1倍［5］。其中大部分是因吊车、铲车等大型机械设备作业撞击导线引起断线、导线断股、损伤进而引发线路跳闸甚至故障停运等事故。为了解决上述问题，我局采取多种措施防止外力破坏事故的发生。

2 输电线路常见外力破坏案例分析

案例一：2017年1月7日16：20时，某110kV线路跳闸，重合不成功。接到调度通知后，我局输电管理所线路所在班组立即制定方案，根据保护测距信息和谷歌地图推算跳闸点在该线路#29～#32杆，本次故障查找采用人巡加机巡的巡线模式，经过半天查找终于发现线路发生跳闸的放电痕迹。本次线路跳闸原因为某高速公路施工过程中，吊车司机没有辨明风险，在操作吊车过程中吊臂误碰架空输电线路导线，导致导线对地放电引起线路跳闸事故的发生。图1，图2所示。经过调查分析发现，事故发生现场混乱，大型车辆和人员较多，指挥和管理不足，没有安全员对大型车辆作业进行监管，再加上吊车司机对吊车作业与电力输电线路安全距离知识欠缺导致这次事故的发生。输电线路管理部门应该加强自身线路的巡视和管理，特别是对已发生外力破坏的输电线路地段进行不间断巡视和监测，将隐患的发生控制在最小范围之内。

案例二：2017年08月04日，某绿化工程有限公司吊车驾驶员驾驶吊车在110kV某某T线某变支线#5-#6杆吊装绿化树时，因作业人员安全意识不足，吊车吊臂距导线安全距离不足导致右相导线对吊车放电，造成永久接地故障。如图3、4、5所示。

本案例暴露出以下几个问题：

（1）某局输电管理所无法第一时间获取线路通道情况，只能通过调度提供的电网故障详报获知线路跳闸，信息来源滞后。

（2）线路运行人员没有提前对建设、绿化相关单位及吊车驾驶员进行电力知识宣贯，导致其安全意识不足。

（3）输电线路所没有提前梳理所管辖线路易受外力破坏点，并将其化为特殊区段进行专业化管理，也未在人力不足的情况下应用新技术，提升输电线路巡检水平。

为了提高输电线路巡视效率，改变传统的运维模式，采用在输电线路杆塔上安装视频在线监测装置来加强线路通道内状况巡视的方式应运而生。

3 输电线路视频在线监测

视频在线监测装置是实现架空输电线路设备本体、气象环境、通道状况等信息的采集，并通过通信网络向主站系统传送数据的前端装置。一般由主控单元、通信模块、电源模块等构成。

本文所述输电线路视频在线监测装置，包括摄像机1和后台监控机2，所述摄像机1与电源3导线连接并设置在装置柜5内，所述装置柜5的前端开有摄像孔6，所述摄像机1的摄像头4伸出到所述摄像孔6之外，所述摄像机内设置有手机流量卡；设置时间定时开关7与所述电源3和摄像机1连接；设置喇叭8与所述电源3导线连接；所述摄像机1与后台监控机2和装有APP软件的智能手机无线连接。该设置有太阳能电池板9与所述电源3连接。该装置所述装置柜5的柜壁上设置有通风孔10。

在输电线路杆塔上安装摄像机，对监管范围输电线路通道进行实时在线巡视，摄像机与后台监控机或智能手机相结合，摄像机所拍视频和图片及预警信息均以4G通信方式发送到后台监控电脑或手机上，方便输电线路管理人员实时在线监视，掌握对监管范围内出现的各种异常情况，以便及时采取预防措施，最大限度避免事故发生［1-5］。以下是本装置原理及结构图如图6、7、8所示。输电线路视频在线监测装置对外力破坏事故进行预防关键技术如图9所示。

4 应用案例及效果分析

选取110kV某T线某变支线#6杆作为外力破坏试验点，安装一台视频在线监测装置进行实时在线监测，工作人员在装置安装后不久通过手机APP发现吊车在距监视输电线路导线5米处作业的现场状况，并于第一时间赶赴现场成功制止并避免了一起因外力破坏导致导线跳闸事件的发生。

事故详情：2017年11月5日，因某城市绿化需要，某绿化公司在110kV某线路通道内使用吊车吊装绿化树木，工作人员在手机APP上发现这一情况后立即到现场进行制止。经现场实测，吊车吊臂与导线安全距离大约5米，且吊车有从导线下方穿过的迹象。不满足《架空输电线路运行规程（DL/T741—2010）》线路保护区的运行要求：架空输电线路保护区不得有建筑物、厂矿、树木（高跨设计除外）及其他生产活动。一般地区110kV电压等级导线的边线保护区范围为10米的要求［4］。极易引发吊车吊臂碰触导线导致该条输电线路发生跳闸的事故。如图10、11所示。

该地段为案例二所述发生外力破坏跳闸线路地段，作为输电线路视频在线监测装置防止外力破坏事故发生的试验区段，自从装设在线监测装置后再没有发生过外力破坏事件。在此成功案例之下，目前我局

已经在多处外力破坏易发或多发地段安装图像在线监测装置，用于监测外力破坏事件的发生，起到了显著的效果。

5 应用亮点和局限性分析

（1）输电线路巡视人员发现输电线路通道内有外力破坏迹象可以通过喇叭喊话功能勒令现场作业人员立即停止作业，之后输电线路运维人员第一时间赶往事发现场对施工人员进行制止。但是，外力破坏现场多为吊车、挖掘机等大型机动车辆，机车噪声大，喇叭喊话功能会受到影响，效果不佳。

（2）该视频在线监测装置可以通过安装在电脑的APP对所监视的输电线路通道进行巡视，也可通过安装在输电线路运维人员手机上的APP对输电线路通道情况进行观察，具有不受时间、距离限制的特点，效率高。但是，目前对外力破坏迹象的监测需要依赖人眼识别，该装置还未具备自动识别、分析和报警的智能化效果，增加了输电线路运维人员的工作量。

（3）该装置信号传递为无线通信方式，同时支持3G、4G及GPRS信号，不需要网线和通信光缆。但是该装置需要安装在信号相对较好的地方，不然容易出现信号不良，导致监测中断［9］。

（4）该装置内装蓄电池采用太阳能电池板供电，电能来源便利、清洁，但需要安装在日照充足的地方。

（5）该装置安装方便，只需将其固定在杆塔上调整好观察角度即可使用，可实现水平360度旋转和垂直90度，仰角为30度观测，使用方便、安全。但是，该装置的安装增加了输电线路杆塔自身荷载，影响线路正常安全运行，所以在安装前应对所装设杆塔进行荷载校验［8］，在满足要求的情况下才可安装。

（6）该装置进行技术改造后增加了时间定时开关模块，可实现设备定时开关的作用。方便了线路运维人员根据监视范围内的输电线路通道受外力破坏时间节点设置机器开关的时间。不仅减轻了运维人员的工作量，还节省了电量［2］，相当于增加了视频在线监视装置的工作时间，提高了线路运行的安全性。

（7）该装置不仅可以对另外一条线路通道情况进行巡视，还可以对输电线路杆塔基础土层破坏、自爆和破损绝缘子、断股和损伤的导线、导线异物、锈蚀的金具、山火、线路通道内树木生长等状况进行监视［6-7］。大大减小了输电线路管理单位及人员的工作量，具有实用性和可推广性。

6 结束语

本文提出将视频在线监测技术应用于输电线路外力破坏巡视中，解决了人巡和机巡不能实时观察输电线路通道状况，提前预防外力破坏事故发生的问题，经实际应用，验证了该技术应用于城市外力破坏监视的可行性。该技术不仅有在线监视输电线路周围环境状况的功能，还可对装置安装杆塔的本体、基础、绝缘子、导地线和所属线路及其通道情况的监视提供一种辅助技术手段且为输电线路设备状态检修工作提供技术支持。因此，本文提出的技术是可行的并能扩展其应用范围。