视频监控在输电线路上的应用

王世祥

马鞍山供电公司输电运检工区，安徽马鞍山，243000

近年来，输电线路因遭受外力破坏造成线路跳闸、倒杆，导致大面积停电事故，严重威胁输电线路的安全运行。同时，输电线路的分布范围较大，一些骨干线路往往架设在运行环境恶劣、日常维护和巡视工作难度极大的区域，以往的运维管理手段已不能满足当前设备管理的需求。另外，设备的不断增加，也加剧了运行维护的压力。为了适应电网建设发展的要求，提升管控能力，提高工作效率，输电线路采用“输电线路状态监测装置”已成必然趋势。

1 “输电线路视屏在线监控装置”的功能、工作状态和应用情况

目前使用的“输电线路视屏在线监控装置”也叫移动式防外破视频装置，利用数字视频压缩、GPRS无线通讯对输电线路本体和线路走廊环境进行静态或动态监控。该装置采用“太阳能集电板+小型风能发电机+蓄电池”为装置供电电源，采用GPRS方式将数据传输到状态监测主站系统。动态监控就是实时观察现场动态画面，根据需要对画面截屏，下载所需现场画面。静态监控就是监控装置每小时发送一幅现场静态画面，并可在远程指令控制下，对摄像机的焦距、光圈、方位设置进行调整，拍摄所需画面[1]。

在输电线路特定地段的杆塔上，安装视屏监控装置，可使管理人员在第一时间了解被监控点的现场情况，可针对突发的异常情况采取人工干预，将事故的发生概率和事故的危害降至最低。如监控人员发现线下有施工现象，判断可能危及线路安全运行，监控人员可及时通知线路主人、护线员及时赶到现场，进行管控和制止。同时，在监控过程中，可通过人工口令的方式，实行异常状态下抓拍图片或视屏连续摄像，达到24小时全天候监控的目的，大大减轻了巡视人员的劳动强度，提高了管控效能。

2 马鞍山地区输电线路运行通道的环境状况

马鞍山地区输电线路的运行特点是：线路负荷大、电网密度大、运行环境差，有多条线路穿越厂区，污秽严重，而且线下通道情况复杂，几乎每条线路都有一处或几处线下施工。如2011年4月14日凌晨1点多钟发生的220 kV当园4836线外破跳闸事故，就是因为穿越厂区的线路，有人在线下进行吊装作业造成的，如果线路的杆塔上安装视屏监控，就能及时发现，并进行人工干预，避免事故的发生。2012年7月，和县、含山县输电线路移交后，输电线路网络分布在4 200 km2区域内，范围极广，仅靠目前人力进行运行维护，已显力不从心。开展技防工作势在必行，在线路上安装“输电线路视屏在线监控装置”就被提到重要工作日程上来。2011年，第一批13台“输电线路视屏在线监控装置”安装并投入使用，2012年计划增加8台，年底已投入使用。

3 “输电线路视屏在线监控装置”的使用情况和存在的问题

3.1 使用情况

第一批13台“输电线路视屏在线监控装置”采用的是静态监控，装置主要由摄相机、图像压缩模块、视频服务器、数据处理单元及通讯单元组成。线路投入使用后，在监控点多次发现危及线路安全运行的施工情况，及时通知了线路主人，并加强了管控。如安装在宝印7529线16#塔的监控装置，就多次发现220 kV马阳2865/2866线长江大桥施工段线路有危及线路安全运行的施工情况，发现后及时通知了责任班组进行制止，并加强管控，避免了事故的发生。目前，上述装置按照装置安装线路运维责任班组进行维护和使用，工区负责监督检查。

3.2 存在的问题

主要是装置布点、通讯方式选择、设备维护、检测、功能的需求、管理规范和标准。

(1)功能单一，性能不稳定，故障率高。目前使用的“输电线路视屏在线监控装置”功能单一，不能传输动态画面，只能通过GPRS通讯方式每小时向监测主站发送一幅现场静态画面，或通过历史画面来观察现场情况，监控范围局限大。人工操作可调整摄像头的水平、仰俯角度，拍摄所需图像，但操作繁琐，数据传输极慢，人机交互效果不好。由于该装置工作状态受环境影响大(恶劣天气、振动等)，工作性能不稳定，故障率高，经常收不到信号。2011年安装的13套装置，投入使用后只有10套能正常工作，厂家多次进行维修并更换设备后(前期设备不成熟)，方可正常工作，目前又有4套不能工作。

(2)每批次供货设备标准不统一，由于每次中标的厂家不同，设备标准不一，各厂家提供的主站设备接口不同，造成使用、维护不便。

(3)目前没有专用防外破监控室，也未设专人监控，每个班组负责班组管辖线路上监控设备的使用和维护，不能24小时全天候监控，监控存在空档时间段。

(4)监控装置安装点少，不能满足监控线下施工点要求。目前安装的13台，只有9台在工作，2012年计划安装8台，但还是不能满足输电线路防外破监控的需求。

4 建议和发展趋势

(1)“输电线路视屏在线监控装置”的使用和管理要制度化、规范化和专业化，为了更好利用“输电线路视屏在线监控装置”，充分发挥其预防线路外破事故的最大效能，建议设置专用监控室，配备专业监控员24小时不间断监控(人员可外聘或从输电线路专业转岗的老职工中聘用)，能够做到及时发现、及时通知、及时预警和警告、及时制止和管控，从而提高监控效能。

(2)“输电线路视屏在线监控装置”应具备的基本功能：动态现场画面监控，截屏抓拍画面，人工调整摄像头的焦距和水平、仰俯角度，水平角度不小于270°、仰俯角度不小于120°，数据传输采用双接口模式，标准统一，具备接入国网PMS信息系统和公共无线通讯系统的功能。

(3)今后的“输电线路视屏在线监控装置”除了具备上述的基本性能外，还应具备对监控现场的异常情况分析、过滤、预警、警告的功能。对监控现场图像进行智能分析，根据线下移动物体向导线侧移动的速度、距离、停留时间和像素变化进行分析，判断其危急程度，通过GPRS和无线信号向后台监控终端和设备主人的手机发出警报信号，同时与监控装置一体化安装的警示灯和音响装置向现场线下施工人员发出警报，警报可预先在装置中设置，也可通过后台监控人员通过音频喊话[2]。还应具备过滤虚假危急信号的功能，如飞鸟、小型漂浮物等，这些物体在接近导线时，像素也会发生变化，但装置中预设的过滤虚假信号模块，通过物体的体积、移动速度和停留时间，判断其为虚假危急信号，因而不发出危急警报。

如果安装现场有持续可靠的电源，可在导线下方5 m处设置红外光束或雷达波束安全警戒线，即在“输电线路视屏在线监控装置”上加装或外接红外或雷达波束发射装置。在杆塔距导线下方5 m 处水平安装，使用时，水平脉冲发射红外光束或雷达波束，当线下移动物体向导线移动并超过红外光束或雷达波束安全警戒线时，由于红外光束或雷达波束被物体遮挡，即发出危急信号，该装置即通过上述程序发出警报。采用红外光束或雷达波束设置安全警戒线，要考虑天气、烟尘和污秽对其影响的衰减对其使用功效的影响。

参考文献：

[1]严有祥，洪志超，蔡长铭.输电线路智能视频监控系统的研究与应用[J].供用电，2012，29(5)：27-30

[2]詹时斌，程佑前.输电线路视频监控系统实用化与可靠性研究[J].电力信息化，2012(9)：95-98