输电线路智能机巡系统研究与应用

输电线路智能机巡系统研究与应用

霍敏

国网山西省电力公司输电检修分公司

山西省太原市，030000

摘要：近年来，电网智能化成为我国电力系统发展的主流趋势，安防监控技术在电力行业得到了普遍的应用。随着城镇化速度的加快，城市空间越来越少，越来越多的安防工程作业施工时，要在输电线路侧面及下方进行安装、吊运作业。而现场人员很难判断吊车吊臂与高压导线间的距离，如果吊臂过于接近高压导线就会引发触电事故。目前主要是靠目测来估算吊臂与高压线的安全距离，这种测距方式通常会存在较大误差，是现场工作的潜在危险源；同时，传统的安防设备又不能及时进行“拦截”。

关键词：输电线路；智能巡检；研发

1 系统组成及使用场景

系统由激光探测智能预警装置、立体激光扫描装置（水平/垂直）、高压防触碰智能预警装置、远程闭锁装置和管控平台组成。激光探测智能预警装置安装在需防护的线路周边区域，形成最外层封闭警戒区域。立体激光扫描装置（垂直）安装在线路侧面，立体激光扫描装置（水平）安装在塔上，对输电线路形成第二层警戒区域。高压防触碰智能预警装置及远程闭锁装置安装在备案大型机械上，对快速移动物体进行周围电场检测。当机械靠近输电线路时，其周围电场发生变化，装置可快速报警并对大型机械进行闭锁。

首先，当有大型机械进入现场时，激光探测智能预警装置便会触发声光报警，此时现场监护人员进行查证，核实是否为备案车辆，如果是备案车辆则准许进入，否则立即制止。也可在线路外侧规定施工范围，指定大型机械的作业区域，当大型机械突破该区域时进行报警。

其次，大型机械施工过程中，当吊臂进入安全距离5m区域时，高压防触碰智能预警装置将被触发，吊臂上的终端预警装置开始爆闪，同时驾驶室内的主机接收装置也启动声光报警，提示现场人员及驾驶员。如果吊臂继续接近高压导线，进入安全距离2m区域，那么立体激光扫描装置将被触发进行现场声光报警，并向管控平台发送现场图片。管控平台对图片进行智能分析，确认输电线路现场被入侵后，推送报警信息。此时，现场监护人应采取手段立即阻止驾驶员。若驾驶员没有立即响应现场监护人的指令，则监护人员可利用闭锁装置切断大型机械电路、油路，使机械停止运行，以保障现场人身和电网安全。

2 装置介绍

2.1 激光探测智能预警装置

激光探测智能预警装置采用单端布防设计，安装于输电线路周边，直接固定于地面，只需在布防区域单端放置本装置，即可完成布防，警戒距离可达1000m。装置集成蓄电池及太阳能电池板，全天候工作免维护，不需充电或更换电源。

当有大型工程机械入侵防区时，装置可快速响应产生声光报警，同时将报警信息发送至现场的立体激光扫描装置。立体激光扫描装置收到信息后，抓拍现场照片并发送到管控平台。管控平台根据图像进行智能分析，对现场进行实时管控并剔除误报信息，同时可实现推送报警短信等增值服务。

2.2 高压防触碰预警装置

通常作业区的场强分布非常复杂，受导线分裂数、电压等级、地理环境、天气等因素影响，大型机械上的某点场强和该点到场源的距离是非线性相关的，但总体上离场源越近电场越强。，在工程车辆最容易接近高压导线的部位（如吊车的吊臂最前端）安装终端装置，在驾驶室安装报警装置，报警装置与终端装置采用无线通信。终端装置采用电场感应原理，将电场信号通过滤波、采样、量化，转化为与电场强度成正比的数字信号，能实时监测吊臂与高压输电线路间的电场强度。一旦装置进入预警阈值，预警装置就将报警信息通过无线通信系统发送给报警装置，实现报警功能；当吊臂接近高压输电线路时进行提示报警，以避免机械臂伸缩移动时过度接近和触碰架空高压电力电缆，发生事故。

2.3 激光探测智能预警装置

立体激光扫描装置由水平激光扫描装置、垂直激光扫描装置及高速球形摄像机等部件组成，可根据现场实际情况灵活配置。装置基于激光反射原理，通过云台将高频脉冲激光束虚拟成激光幕墙，通过垂直、水平的激光幕墙，形成立体的警戒空间，实时对线路走廊进行监控。一般在线路侧及线路下方安全距离N m处，分别部署垂直、水平扫描激光防护装置，与高压防触碰智能预警装置互为备份、冗余。当施工车辆进入激光防扫描警戒区域时，装置进行声光报警，提醒现场包括驾驶员在内的所有人员，并向后台发送报警图片。后台对图片进行智能识别后，根据结果给相关责任人员推送报警信息，现场监护人应及时制止施工车辆继续作业，防止事故发生。

2.4 远程闭锁装置

远程闭锁装置安装在工程车内，采用防震外壳设计，内置备用电池，保证装置全天在线，可通过手机或计算机发送指令远程切断车辆油电，瘫痪被控车辆，立即停止非法操作。

2.5 管控平台

管控平台集数据、图像、视频、报警、指挥、App等多种功能于一体，可与前端装置（激光探测智能报警装置、高压防触碰智能预警装置、立体激光扫描装置、远程闭锁控制装置）进行交互。平台支持实时报警信息推送、实时视频预览、装置运行状态监测、装置电池电量监测、远程指挥调度、远程装置控制、录像存储检索、历史图像、信息查询、微信等多种功能。

2.5.1 平台管理服务模块

平台管理服务模块是整个系统的核心组件，提供统一的认证、授权、管理服务。其作为认证模块，支持VPN网络接入的管理及认证；作为管理模块，对系统内的用户、角色、权限、视频监控设备、设备状态进行集中配置管理；作为应用模块，提供各类安防监控业务。

2.5.2 智能图像识别模块

智能图像识别模块采用深度学习算法，具备强大的边缘计算能力，对前端设备上送的图像、报警图像进行二次过滤，实现了多种技术的互为备份、互为冗余，极大提高了系统预警的准确度及可靠性，可有效减少漏报、误报，并完善报警类型、报警位置等报警信息，供运维人员查看。

2.5.3 客户端

系统可分别通过C/S客户端、B/S客户端和手机客户端对现场设备进行管控，便于维护人员对现场设备的管理与监控。

(1)C/S客户端。C/S客户端主要用于实时视频监控，监控工作站内置C/S客户端程序，主要供监控中心值班人员使用，功能操作简单易用，响应速度快，包括实时监控、云镜控制、录像回放、监视屏控制、电子地图浏览、报警信息接收和处理、日志管理等功能。

(2)B/S客户端。B/S客户端通过Web浏览器对系统进行管理、信息发布、维护统计、实时监控和录像检索回放，主要供相关领导及管理维护人员使用，操作方便快捷，随时随地都可用浏览器登录系统后进行相关操作。

(3）手机客户端。在适配的3G/4G智能手机上安装手机客户端软件后，管理人员可随时随地察看前端监控图像及视频。

3 结语

本文介绍了一种输电线路巡检智能立体安防系统，通过激光探测智能预警装置和立体激光扫描装置对输电线路进行防护，通过高压防触碰预警装置和远程闭锁装置对现场大型设备进行实时管控，通过管控平台对现场工况进行远程监视和管控。系统自运行以来，检测精度高，误报率低，极大降低了巡检人员的劳动强度，保证了输电线路的安全运行。

参考文献

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