基于微波宽带传输的输电线路黑点视频监控系统的研究与应用

温带银 甄志明 梁文耀 程 斌

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529000）

0 引言

在110～500 kV输电线路中，违章施工、山火、飘浮物和雷击是造成线路强迫停运的四个主要原因，其中外力破坏占了82%，因此，对外力破坏黑点进行监控是减少线路停运和降低线路跳闸率的有效措施。在输电线路运维领域，专业巡维是一项不可或缺、必不可少的工作。在过往的几年中，专业巡维工作已经取得了一定成效，实现了输电线路设备的动态管控、输电线路专业巡维月度计划的制定、专业巡维计划完成情况的考核、运维管控落实卡的建立。但因外力破坏或违章施工造成的线路跳闸事故时有发生，研发微波宽带传输的输电线路黑点视频监控系统，问题就将迎刃而解。

1 监控系统介绍

输电线路黑点视频监控系统将采集到的输电线路周围建筑施工（危险点）、外力破坏、塔材被盗、火灾、导线舞动、导线悬挂异物等异常情况，通过微波快速实时传送到中心监控分析系统，并以多种方式发出预警信息，提示管理人员采取必要的预防措施。监控系统主要包括监控摄像装置、移动终端系统、黑点智能分析系统、图像存储系统、太阳能蓄电池远程监控系统等。

（1）监控摄像装置：安装在输电铁塔上，是系统的事务处理核心，主要完成对图像视频数据的采集压缩处理及传输；接收并处理监控中心的各种命令（如调节分辨率、调节焦距、云台旋转、采样时间间隔、分机系统时间、实时的图片请求）；将采集到的数据图像经图像压缩处理后上传至监控中心。

（2）移动终端系统：通过微波传输模块与监控中心进行远距离无线通信。通过优化天线设计，保证数据采集和通信正常运行。对于没有移动信号的地区可采用无线接力方式将信号传输到有移动信号的杆塔，然后再通过微波网络进行远距离传输。

（3）黑点智能分析系统：由图像编码器、图像监控流媒服务器和客户监控软件组成。图像编码器将实时采集到的图像经压缩编码后通过微波网络发送至流媒服务器；客户监控软件登录图像服务器站点，实现实时图像浏览、监控。

（4）图像存储系统：负责整个系统的连接和运行。存储服务器是可选组件，主要用于集中存储图像数据文件；同时可选择动态域名解析服务器配套使用，方便图像编码器的配置和管理；图像监控服务器是系统的核心，负责连接前端图像编码器与客户监控端，并进行图像数据和控制命令的转发，同时连接和管理存储服务器中的图像数据，以及管理系统中的各种设备和资源，包括图像流管理、录像管理和用户管理。

（5）太阳能蓄电池远程监控系统：安装在输电铁塔上。输电线路图像视频监测分机通过太阳能电池进行供电，并采用太阳能对蓄电池进行浮充；电源管理模块根据蓄电池特性严格进行充放电控制，并防止过压、过流造成系统各部件损坏。

2 搭建微波通讯系统

将黑点防外破主机安装在铁塔上，通过室外工业级、大功率、高带宽、远距离无线网桥传输数据。使用AR9344、AR9882 ac无线方案，无线信号调制最高速率800M，点对点信号最远达15 km，10 km传输带宽200M左右，点对多点无线传输信号10 km。由于微波频率极高，波长又很短，其在空中的传播特性与光波相近，也就是直线前进，遇到阻挡就被反射或被阻断，因此微波通信的主要方式是视距通信，超过视距以后需要中继转发。一般说来，由于地面的影响及空间传输的损耗，每隔10 km左右，就需要设置中继站，将电波放大转发而延伸，经过中继而传至数百公里仍可保持很高的通信质量。

通过微波宽带传输通道代替传统4G完成主干线通讯，利用微信平台或网络后台实现远程监控，系统全天候自动监控待警，实时视频，并通过云存储的功能将监控的视频图片实时直接上传到云端。监控端可通过视频画面、数据分析以及报警提示等信息准确地判断出输电线路当前的安全状况，及时组织人员采取相应的应急措施。

基于微波宽带传输技术的输电线路黑点视频监控系统工作原理如图1所示。

图1 输电线路黑点视频监控系统工作原理图

3 实际运用及运用前景

3.1 实际运用

目前架空线路黑点外力破坏事故在设备事故中所占的比例很高，输电线路黑点视频监控系统实现了对输电线路周边环境的全天候监控，线路运行管理人员可实现远程设备巡视，减少巡视次数，减轻线路人员的工作量，并且及时掌握线路危险点的运行情况，提高输电线路黑点防外力破坏的预控能力，为输电线路的巡视及状态检修开辟了一条新的道路，大大提高了输电线路安全性。现有通过4G传输的视频监控系统可以改造为利用微波宽带传输的系统，大大降低通讯成本的同时，又能提升传输数据质量和传输效率。

3.2 运用前景

该系统可用于110～500 kV各电压等级架空线路，还可应用于交通、石油、水利、森林火灾预警等一切需要远程监控的领域。

4 结语

微波宽带传输的输电线路黑点视频监控系统在输电线路维护工作中大大减少了防外力破坏特殊巡视的人员投入，线路黑点的风险显著减低，线路的安全可靠性提高，为今后输电线路智能化巡检打下了坚实的基础。

[1]白洋.电能计量装置远程校验监测系统[J].电测与仪表，2005，42（7）：30-32.

[2]盛戈皞，江秀臣，曾奕，等.架空输电线路运行和故障综合监测评估系统[J].高电压技术，2007，33（8）：183-186.

[3]黄敏，李达，朱婷.基于CDMA1X网络的架空输电线路无线视频监控系统[J].电力系统自动化，2007，31（5）：105-107．

[4]徐青松，张盎然，杨勇.输电线路视频在线监控系统[J].上海电力，2006，19（4）：415-417.

[5]架空输电线路在线监测系统通用技术条件：Q/GDW 245—2008[S].