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摘要：随着我国经济发展速度的加快，对供电安全性和稳定性要求越来越高。但是各种违法、违章行为所引起的输电线路设备短路、倒塔、停电等外力破坏事故、案件也呈逐年上升的趋势。事故不仅给供电企业带来巨额经济损失，也对电网安全运行、经济建设、人民生命财产构成了极大的威胁。因此，需要研究一种具备监测、识别和预警功能的监测系统，对外力破坏隐患进行实时监测。
关键词：防外力破坏；智能预警系统；高压线路
一、防外力破坏智能预警系统的组成
输电线路防外力破坏综合监测与预警系统（以下简称系统）是对输电线路运行状态进行在线监测、预警、辅助决策、数据分析的软硬件平台的总称。整个系统由监控前端，电脑终端监控平台，智能手机终端三大部分组成，各监测终端子系统包括输电线路图像/视频监控子系统、防盗在线监测子系统、山火在线监测子系统、输电线路杆塔倾斜在线监测子系统等部分，能够他能够给内置系统智能识别算法，自动采集有效的数据；电脑终端监控平台包括子站系统（包括通讯单元）、电源系统、各监测终端子系统组成，能够远程全面控制前端、监控中心在线实时查看；智能手机终端包括手机硬件和软件系统等部分，能够随时随地的控制前端，实时查看，监控现场并能触发现场报警。
二、防外力破坏智能预警系统基本原理
防外力破坏智能预警系统是通过前端监控系统将数据传入后台电脑系统或智能手机平台上，工作人员能够通过智能手机对监控前端进行接管，发生预警信号。随着科学技术的发展，对于前端监控系统，我们还可以设置激光预警系统，因10～500kV高压线路通过空气与地面之间形成微小电场，通常情况下电场处于恒定状态，一旦有大型物体（特别是塔吊、吊车等机械物体）进入会引起电场的场强变化，外力破坏物体离导线越近引起的电场场强变化幅度越大。可利用前端监控系统来检测外物体进入引起的高压线磁场强度的变化值，从而折算出外物体与高压线路的位置距离。
通过监控前端的预警系统來感应电场的场强变化，从而通过关联算法折算出外物离导线的距离信息，按照预先设定的几级安全距离参数值进行预报警，超越基本警戒值或其他预设值时自动通过现场高声响喇叭警报提示、远程报警、远程警示喊话，直接在现场阻止超高物体对高压线的破坏，或由调度监控中心进行后台操作处置；还可根据相对位置距离计算分析，对高压线下的树木生长状态进行长期监控，实现超高报警；根据传感器探测实现铁塔倾斜报警、撞击报警。
三、监测预警系统监控终端的主要功能
在高压输电线路运行现场安装防外力破坏激光监测预警系统，其主要功能为：自动识别线路通道内各类机械施工作业对上空高压线路的安全距离，及时将监测到的实际距离以短信告知线路运行人员，系统继续监测。能够全面支持智能手机终端，用户通过智能手机随时随地可接管智能终端，实时查看、监控现场并能触发现场报警。
1、电力生产维护
在高压线路下施工的设备中超高，提前预警生产过程中，当现场出现外力破坏险情时，通过便携式防外力破坏监测预警系统，将现场情况实时传送给监控指挥中心。实时监控现场周边情况，监控指挥中心根据现场情况进行远程监控管理和指挥。
2、视频在线线监测和3G传输
采用视频技术，通过半球水平360°旋转获取垂直向下任一点的图像信息，景深范围可在0～400m内选择，图像信息通过3G技术传至接收系统；具有设置警报器输出功能，即：设置报警区域，有外来物闯入禁区报警功能，通过短信发送至值班人员手机上。
3、无线传输模块（DTU）
DTU在通信层面上采用UDP（用户数据包协议）透明方式传输，中间不可增加自己的定义内容，通信链路完全透明。DTU同时支持短信功能，可以实现对终端设备的短信发送、终端告警等信息的短信发送和短信息唤醒终端等功能，具有手机修改域名或IP地址等功能。
4、图像采集和存储
图像压缩和处理模块可在电力紧缺或3G信号拥塞的情况下发挥作用，可设置定时或人工拍摄图片传回后台电脑，传送之前，可存储在主板存储器内。
四、监测预警系统监控终端的监控方式
1、临时点位的移动监控
对高压线路下进行短时工程的施工吊车、货车、建筑物超高监控，一般可采取临时点位形式安装，通过声光方式进行现场警报阻止，同时可结合视频联动进行远程图像监控。可采用激光检测系统，当激光监测到物体超高输出报警信号时自动打开摄像头，后台通过视频能够监控到现场实时情况与视频联动的作用是发生警情时才启动视频监控系统，防止长时间视频开启造成供电不济的现象，提高使用效能，延长设备使用寿命。
2、固定点位的长期监控
对高压线路下树木生长的长期性监控，可仅安装探头、报警主机。如果树木生长超过了基本警戒值时进行初次报警，然后根据自行设定值可按每0.5m或1m的间隔值设置多档报警。
五、防外力破坏智能预警系统的应用
防外力破坏智能预警系统可为输电线路的安全运行提供防外力监测和预警功能，防外力破坏综合监测与预警系统主要应用的地区如下：
（1）在线路保护区内存在塔吊、吊车、大型机械等设备的施工场所；
（2）在线路保护区内存在大量高大树木的地区；
（3）高压塔塔基周围挖沙石严重危及塔基安全的地区；
（4）偏远山区容易发生火灾的地区；
（5）容易发生塔材被盗的地区。
防外力破坏智能预警系统由多个子系统组成，每个子系统在预警系统中发挥着重要的作用，分别如下：
（1）输电线路图像视频监控子系统的应用。 通过视频监控系统定时拍照；每隔5分钟前端装置拍摄1张照片，上传到主站。观察线路及杆塔周围状况，方便值班人员提前为突发状况做出应急准备。移动侦测报警；通过主站设置移动侦测报警区域，当有吊车靠近红色区域时，前端设备抓拍图片，每隔1S抓拍一次，共3张图片上传到中心，同时向主站或者智能手机上发出报警信息，提醒值班人员及早采取措施，防止事故的发生。可以通过主站设置报警灵敏度，防止误报警发生，当有动物落在线路上时，不报警。
（2）输电线路杆塔倾斜在线监测子系统的应用。当塔基遭到挖沙破坏时，杆塔发生倾斜报警，摄像机抓拍报警图片，或者激光分析倾斜数据，提供报警信息。
（3）山火在线监测子系统的应用。山火在线监测子系统根据监测到的气象环境因素并结合烟雾传感器数据，由后台主站进行综合分析判断，抓拍报警图片。或是激光感受热源温度变化，分析火源情况向后台主站和智能手机提供参考数据。
（4）防盗监测子系统的应用。防盗监测子系统通过振动传感器采集开关量信号，同时上传报警信息至主站，抓拍报警图片，并发出防盗预警信息。
六、结语
高压线路防外力破坏监测预警系统集成了当今最先进的监测技术、人工智能与无线通信技术，设计合理，结构紧凑，性能稳定，系统具有现场声光警示、现场语音警示、远程喊话警示、电力110联网报警等多种形式，直接在现场阻止危险动作进一步发生。
参考文献
[1]史高治. 浅谈输电线路视频监控系统的应用[J]. 广东科技. 2012（09）
[2]龚继志. 输电线路外力破坏故障原因分析与防治对策探讨[J]. 湖南电力. 2012（01）
[3]李勇，陶雄俊，陈立. 输电线路山火故障分析及预防[J]. 湖北电力. 2010（06）
作者简介：李虎（1980-），男，中共党员，本科学历，工程师，负责输电运检组输电线路运行、检修管理工作。
关键词：防外力破坏；智能预警系统；高压线路
一、防外力破坏智能预警系统的组成
输电线路防外力破坏综合监测与预警系统（以下简称系统）是对输电线路运行状态进行在线监测、预警、辅助决策、数据分析的软硬件平台的总称。整个系统由监控前端，电脑终端监控平台，智能手机终端三大部分组成，各监测终端子系统包括输电线路图像/视频监控子系统、防盗在线监测子系统、山火在线监测子系统、输电线路杆塔倾斜在线监测子系统等部分，能够他能够给内置系统智能识别算法，自动采集有效的数据；电脑终端监控平台包括子站系统（包括通讯单元）、电源系统、各监测终端子系统组成，能够远程全面控制前端、监控中心在线实时查看；智能手机终端包括手机硬件和软件系统等部分，能够随时随地的控制前端，实时查看，监控现场并能触发现场报警。
二、防外力破坏智能预警系统基本原理
防外力破坏智能预警系统是通过前端监控系统将数据传入后台电脑系统或智能手机平台上，工作人员能够通过智能手机对监控前端进行接管，发生预警信号。随着科学技术的发展，对于前端监控系统，我们还可以设置激光预警系统，因10～500kV高压线路通过空气与地面之间形成微小电场，通常情况下电场处于恒定状态，一旦有大型物体（特别是塔吊、吊车等机械物体）进入会引起电场的场强变化，外力破坏物体离导线越近引起的电场场强变化幅度越大。可利用前端监控系统来检测外物体进入引起的高压线磁场强度的变化值，从而折算出外物体与高压线路的位置距离。
通过监控前端的预警系统來感应电场的场强变化，从而通过关联算法折算出外物离导线的距离信息，按照预先设定的几级安全距离参数值进行预报警，超越基本警戒值或其他预设值时自动通过现场高声响喇叭警报提示、远程报警、远程警示喊话，直接在现场阻止超高物体对高压线的破坏，或由调度监控中心进行后台操作处置；还可根据相对位置距离计算分析，对高压线下的树木生长状态进行长期监控，实现超高报警；根据传感器探测实现铁塔倾斜报警、撞击报警。
三、监测预警系统监控终端的主要功能
在高压输电线路运行现场安装防外力破坏激光监测预警系统，其主要功能为：自动识别线路通道内各类机械施工作业对上空高压线路的安全距离，及时将监测到的实际距离以短信告知线路运行人员，系统继续监测。能够全面支持智能手机终端，用户通过智能手机随时随地可接管智能终端，实时查看、监控现场并能触发现场报警。
1、电力生产维护
在高压线路下施工的设备中超高，提前预警生产过程中，当现场出现外力破坏险情时，通过便携式防外力破坏监测预警系统，将现场情况实时传送给监控指挥中心。实时监控现场周边情况，监控指挥中心根据现场情况进行远程监控管理和指挥。
2、视频在线线监测和3G传输
采用视频技术，通过半球水平360°旋转获取垂直向下任一点的图像信息，景深范围可在0～400m内选择，图像信息通过3G技术传至接收系统；具有设置警报器输出功能，即：设置报警区域，有外来物闯入禁区报警功能，通过短信发送至值班人员手机上。
3、无线传输模块（DTU）
DTU在通信层面上采用UDP（用户数据包协议）透明方式传输，中间不可增加自己的定义内容，通信链路完全透明。DTU同时支持短信功能，可以实现对终端设备的短信发送、终端告警等信息的短信发送和短信息唤醒终端等功能，具有手机修改域名或IP地址等功能。
4、图像采集和存储
图像压缩和处理模块可在电力紧缺或3G信号拥塞的情况下发挥作用，可设置定时或人工拍摄图片传回后台电脑，传送之前，可存储在主板存储器内。
四、监测预警系统监控终端的监控方式
1、临时点位的移动监控
对高压线路下进行短时工程的施工吊车、货车、建筑物超高监控，一般可采取临时点位形式安装，通过声光方式进行现场警报阻止，同时可结合视频联动进行远程图像监控。可采用激光检测系统，当激光监测到物体超高输出报警信号时自动打开摄像头，后台通过视频能够监控到现场实时情况与视频联动的作用是发生警情时才启动视频监控系统，防止长时间视频开启造成供电不济的现象，提高使用效能，延长设备使用寿命。
2、固定点位的长期监控
对高压线路下树木生长的长期性监控，可仅安装探头、报警主机。如果树木生长超过了基本警戒值时进行初次报警，然后根据自行设定值可按每0.5m或1m的间隔值设置多档报警。
五、防外力破坏智能预警系统的应用
防外力破坏智能预警系统可为输电线路的安全运行提供防外力监测和预警功能，防外力破坏综合监测与预警系统主要应用的地区如下：
（1）在线路保护区内存在塔吊、吊车、大型机械等设备的施工场所；
（2）在线路保护区内存在大量高大树木的地区；
（3）高压塔塔基周围挖沙石严重危及塔基安全的地区；
（4）偏远山区容易发生火灾的地区；
（5）容易发生塔材被盗的地区。
防外力破坏智能预警系统由多个子系统组成，每个子系统在预警系统中发挥着重要的作用，分别如下：
（1）输电线路图像视频监控子系统的应用。 通过视频监控系统定时拍照；每隔5分钟前端装置拍摄1张照片，上传到主站。观察线路及杆塔周围状况，方便值班人员提前为突发状况做出应急准备。移动侦测报警；通过主站设置移动侦测报警区域，当有吊车靠近红色区域时，前端设备抓拍图片，每隔1S抓拍一次，共3张图片上传到中心，同时向主站或者智能手机上发出报警信息，提醒值班人员及早采取措施，防止事故的发生。可以通过主站设置报警灵敏度，防止误报警发生，当有动物落在线路上时，不报警。
（2）输电线路杆塔倾斜在线监测子系统的应用。当塔基遭到挖沙破坏时，杆塔发生倾斜报警，摄像机抓拍报警图片，或者激光分析倾斜数据，提供报警信息。
（3）山火在线监测子系统的应用。山火在线监测子系统根据监测到的气象环境因素并结合烟雾传感器数据，由后台主站进行综合分析判断，抓拍报警图片。或是激光感受热源温度变化，分析火源情况向后台主站和智能手机提供参考数据。
（4）防盗监测子系统的应用。防盗监测子系统通过振动传感器采集开关量信号，同时上传报警信息至主站，抓拍报警图片，并发出防盗预警信息。
六、结语
高压线路防外力破坏监测预警系统集成了当今最先进的监测技术、人工智能与无线通信技术，设计合理，结构紧凑，性能稳定，系统具有现场声光警示、现场语音警示、远程喊话警示、电力110联网报警等多种形式，直接在现场阻止危险动作进一步发生。
参考文献
[1]史高治. 浅谈输电线路视频监控系统的应用[J]. 广东科技. 2012（09）
[2]龚继志. 输电线路外力破坏故障原因分析与防治对策探讨[J]. 湖南电力. 2012（01）
[3]李勇，陶雄俊，陈立. 输电线路山火故障分析及预防[J]. 湖北电力. 2010（06）
作者简介：李虎（1980-），男，中共党员，本科学历，工程师，负责输电运检组输电线路运行、检修管理工作。