电力设施防盗中新技术的应用

尹德斌

（云南省迪庆州供电局，云南 迪庆 674400）

引言

鉴于高压输电线路的特点，高压输电线路一般都架设于野外，这样对线路及设施的维护造成了很大困难。由于电力企业人力有限，不可能在每处易被盗窃的铁塔附近设点守防，所以安装一套铁塔防盗监控系统是高压输电线路维护人员的理想选择。如何利用先进的科技手段和成熟的通信网络建立切实可行的铁塔防盗监控系统，是达到预期目的的关键，也成为电力科研的一项有重要意义的课题。

辽阳供电公司研制的铁塔防盗报警监控系统，开辟了高压输电线路铁塔防盗系统的先河，为我国高压输电线路铁塔防盗工作的开展提供丰富的理论知识和实践经验。该项技术已经在辽阳供电公司全面应用，取得了比较好的效果。目前，该项目已获得了国家知识产权局颁发的实用新型专利证书。

1 技术原理

防盗报警监控系统保护的对象一般是电力高压铁塔和电力变压器等，特别是户外人烟稀少的地段更是防护的重点。由于电力线路成网状分布，防护的地段十分分散，因此需要划分区域来重点布防。随着电力电子技术的发展应用，使用先进的电子技术替代以前人工巡检是必然的趋势。目前电子检测技术方法主要是电气参数检测方法，包括电压电流检测法、电容探测法、微波感应探测法、电力线载波通信法，还有新发展起来的电力宽带技术等。但上述方法都受其自身的条件限制，不适合散布于各地的电力设施的实时监控，系统的规模也受到限制，不利于系统的扩展。随着GPRS/CDMA技术的成熟以及在各个领域的大规模应用，大大提升了系统监控能力和监控范围。因此，设计采用了GPRS/CDMA无线通信网络平台，将分布在不同地点的重点电力铁塔有机的联系起来，以报警短信和现场震动传感、红外摄像的模式，将每个重点监视铁塔的周围环境实时传入电力设施监控中心，监控值班人员可根据报警装置发来的报警信息综合分析，对现场进行准确分析判断，一旦确认有盗窃电力设施的行为发生可立即联系、组织有关人员出警，确保高压输电线路安全运行。

1.1 监控装置

防盗报警监控装置主要用于电力设施现场监测、判断电力铁塔是否被实施盗窃行为。装置本身通过振动传感器探头检测电力铁塔是否被敲击、铁锯锯动。当电力铁塔被使用铁锯等切割工具破坏时，外力震动会沿着铁塔形成横向和纵向两个方向的震动波形，当振动传感器采集到震动波形时，会根据波形的频率和波形幅度产生脉冲信号，传递给监控主机。同时监控装置可通过微波红外传感器检测铁塔下方是否有人、牲畜停靠以及有无电焊、气焊等红外切割工具的使用，微波红外传感器会采集到电力设施附近的能发出红外热源的信号，并根据信号强弱和发生的频率向监控系统主机发出脉冲报警信号。一旦收到震动传感器或微波红外探测器发来的报警信号，监控系统主机会立即启动红外摄像机摄下铁塔下面的实时状况，并进行记录。同时，监控装置可根据预设条件自动判断是否正在发生盗窃行为，一旦判断发生盗窃行为，系统主机会立即播放语音，打出灯光，第一时间在现场吓阻罪犯分子，同时向监控中心发出报警。

1.2 监控系统

在监控装置与监控中心之间，采用采用GPRS/CDMA和GSM短信两种通信方式，在每个监测点加装GPRS/CDMA手机通讯模块，利用现有成熟的移动/联通通讯网络，不必另外架设电台等通信线路或无线通信设备。这样即节省了再投资，又保证监控系统网络的安全、稳定、可靠。

2 监控装置

考虑到铁塔监控防盗装置安装于户外线路铁塔上，装置内部所有电子原器件全部采用适应工业级标准要求的电子元器件，耐高温、耐低温、耐潮湿。装置所配备的主要部件有：红外人体探测器、震动传感器、红外数字摄象头、太阳能电池等。

2.1 振动传感。利用振动传感器沿铁塔横向和纵向两个方向，监测铁塔被敲打、锯动的振动信号，同时将采集的振动信号转换为电信号供装置内主机系统分析、判断。

2.2 微波红外传感。利用红外感应技术，通过两个安装于铁塔不同位置的红外微波监控器监测铁塔下的人体红外感应信号、动物身体红外感应信号、以及电焊气焊等切割工具的使用。监测到的当前红外感应信号与上一时刻的红外感应信号相比较，确定有无异常情况发生。

2.3 报警分析。所监测的振动信号和红外感应信号经过装置内的微电脑芯片程序分析判断，如有异常情况便主动发出报警信息报告主站，并发送短信到预置的值班人员手机号码中，同时启动红外摄像系统拍下当前铁塔周围实景发往主站。

2.4 无线通信。铁塔防盗装置与监控中心之间的通讯方式采用GPRS和GSM手机短信两种通信方式。铁塔防盗装置上发报警信息和运行状态信息以GPRS通信方式上报监控中心，并同时将报警信息以短信GSM方式发送到接警人员手机中，监控中心查询铁塔防盗装置运行状态和查看铁塔防盗装置附近环境图象信息则以GPRS通信方式进行实时通信。

2.5 太阳能电源。由于高压线路铁塔均安装于野外，线路电压等级均为66kV及以上，铁塔防盗装置工作电源不方便从高压线路直接获取。因此，设计采用太阳能电池和蓄电池两者供电，同时为保证供电的持续可靠，监控装置内部所有电子原器件全部采用低功耗电路设计，解决了监控装置的供电问题。

3 中心监控系统

3.1 图像监控。监控中心既可自动接收铁塔监控装置发送的报警图形，同时也可由监控人员主动对现场摄像进行采集，随时查看铁塔现场的运行状态，并将图象保存下来用于备案，为日后抓捕罪犯分子提供依据。

3.2 报警方式。监控系统采用图形报警、文字报警、语音报警等多种报警方式。铁塔监控装置不但可以向监控中心发送报警信息，还可以通过手机短信向预先设置好的多个手机号码发送报警短信，实现监控人员24h全天候接警，保证了报警信息的可靠性和时效性。

3.3 系统参数设置。在监控系统中可以远方对每个铁塔上的报警点（监控装置）进行设备参数设置，每个报警点的编码序号、报警地址、设备卡号都是唯一的，并可明确指示报警点的具体地理位置，保证接警人员及时掌握和赶到报警现场。

3.4 用户分层管理。监控系统具备完整的操作口令管理体系，并与责任区域处理功能相结合，能够区分不同的操作用户、不同的操作节点、不同的操作区域、不同的操作设备对象以及不同的运行模式；另一方面系统实现信息的分层处理，系统只能够提供与责任区域相关和有效的信息给监控操作员，无关信息和责任区域以外的信息不能干扰责任区域内的监控操作员，保证了监控系统的安全可靠运行。

3.5 系统维护。监控系统具备完善的系统维护和系统日志功能。系统日志详细记录了监控系统运行记录和操作人员对监控系统操作的内容及时间，以确保监控系统的正常运行并记录入库以备查询，便于维护人员的日常管理和故障排除。

4 结语

高压输电线路铁塔防盗监控系统的投入使用，采用了先进的科技手段解决线路铁塔防盗问题，实现智能化、人性化管理，保证了对高压铁塔运行状态的的24小时不间断监视，起到了防止和打击破坏铁塔事件的发生。为高压输电线路保驾护航，确保高压输电系统安全运行。高压输电线路变布各地，电力设施数量繁多，仅仅监控重点铁塔和变压器，数量也是很可观的，所以，高压输电线路铁塔防盗系统技术有着非常广泛的发展应用前景，它所产生的社会效益是不可估量的。

[1]电力设施防盗报警终端。中华人民共和国国家知识产权局2009年

[2]许逸.电线防盗割系统技术和实现[J].福建电脑.2006年第6期