視頻監(jiān)控在輸電線路上的應(yīng)用

王世祥

馬鞍山供電公司輸電運(yùn)檢工區(qū)，安徽馬鞍山，243000

近年來，輸電線路因遭受外力破壞造成線路跳閘、倒桿，導(dǎo)致大面積停電事故，嚴(yán)重威脅輸電線路的安全運(yùn)行。同時(shí)，輸電線路的分布范圍較大，一些骨干線路往往架設(shè)在運(yùn)行環(huán)境惡劣、日常維護(hù)和巡視工作難度極大的區(qū)域，以往的運(yùn)維管理手段已不能滿足當(dāng)前設(shè)備管理的需求。另外，設(shè)備的不斷增加，也加劇了運(yùn)行維護(hù)的壓力。為了適應(yīng)電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的要求，提升管控能力，提高工作效率，輸電線路采用“輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置”已成必然趨勢。

1 “輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”的功能、工作狀態(tài)和應(yīng)用情況

目前使用的“輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”也叫移動(dòng)式防外破視頻裝置，利用數(shù)字視頻壓縮、GPRS無線通訊對輸電線路本體和線路走廊環(huán)境進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)監(jiān)控。該裝置采用“太陽能集電板+小型風(fēng)能發(fā)電機(jī)+蓄電池”為裝置供電電源，采用GPRS方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綘顟B(tài)監(jiān)測主站系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)監(jiān)控就是實(shí)時(shí)觀察現(xiàn)場動(dòng)態(tài)畫面，根據(jù)需要對畫面截屏，下載所需現(xiàn)場畫面。靜態(tài)監(jiān)控就是監(jiān)控裝置每小時(shí)發(fā)送一幅現(xiàn)場靜態(tài)畫面，并可在遠(yuǎn)程指令控制下，對攝像機(jī)的焦距、光圈、方位設(shè)置進(jìn)行調(diào)整，拍攝所需畫面[1]。

在輸電線路特定地段的桿塔上，安裝視屏監(jiān)控裝置，可使管理人員在第一時(shí)間了解被監(jiān)控點(diǎn)的現(xiàn)場情況，可針對突發(fā)的異常情況采取人工干預(yù)，將事故的發(fā)生概率和事故的危害降至最低。如監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)線下有施工現(xiàn)象，判斷可能危及線路安全運(yùn)行，監(jiān)控人員可及時(shí)通知線路主人、護(hù)線員及時(shí)趕到現(xiàn)場，進(jìn)行管控和制止。同時(shí)，在監(jiān)控過程中，可通過人工口令的方式，實(shí)行異常狀態(tài)下抓拍圖片或視屏連續(xù)攝像，達(dá)到24小時(shí)全天候監(jiān)控的目的，大大減輕了巡視人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了管控效能。

2 馬鞍山地區(qū)輸電線路運(yùn)行通道的環(huán)境狀況

馬鞍山地區(qū)輸電線路的運(yùn)行特點(diǎn)是：線路負(fù)荷大、電網(wǎng)密度大、運(yùn)行環(huán)境差，有多條線路穿越廠區(qū)，污穢嚴(yán)重，而且線下通道情況復(fù)雜，幾乎每條線路都有一處或幾處線下施工。如2011年4月14日凌晨1點(diǎn)多鐘發(fā)生的220 kV當(dāng)園4836線外破跳閘事故，就是因?yàn)榇┰綇S區(qū)的線路，有人在線下進(jìn)行吊裝作業(yè)造成的，如果線路的桿塔上安裝視屏監(jiān)控，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并進(jìn)行人工干預(yù)，避免事故的發(fā)生。2012年7月，和縣、含山縣輸電線路移交后，輸電線路網(wǎng)絡(luò)分布在4 200 km2區(qū)域內(nèi)，范圍極廣，僅靠目前人力進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，已顯力不從心。開展技防工作勢在必行，在線路上安裝“輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”就被提到重要工作日程上來。2011年，第一批13臺(tái)“輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”安裝并投入使用，2012年計(jì)劃增加8臺(tái)，年底已投入使用。

3 “輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”的使用情況和存在的問題

3.1 使用情況

第一批13臺(tái)“輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”采用的是靜態(tài)監(jiān)控，裝置主要由攝相機(jī)、圖像壓縮模塊、視頻服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理單元及通訊單元組成。線路投入使用后，在監(jiān)控點(diǎn)多次發(fā)現(xiàn)危及線路安全運(yùn)行的施工情況，及時(shí)通知了線路主人，并加強(qiáng)了管控。如安裝在寶印7529線16#塔的監(jiān)控裝置，就多次發(fā)現(xiàn)220 kV馬陽2865/2866線長江大橋施工段線路有危及線路安全運(yùn)行的施工情況，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)通知了責(zé)任班組進(jìn)行制止，并加強(qiáng)管控，避免了事故的發(fā)生。目前，上述裝置按照裝置安裝線路運(yùn)維責(zé)任班組進(jìn)行維護(hù)和使用，工區(qū)負(fù)責(zé)監(jiān)督檢查。

3.2 存在的問題

主要是裝置布點(diǎn)、通訊方式選擇、設(shè)備維護(hù)、檢測、功能的需求、管理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

(1)功能單一，性能不穩(wěn)定，故障率高。目前使用的“輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”功能單一，不能傳輸動(dòng)態(tài)畫面，只能通過GPRS通訊方式每小時(shí)向監(jiān)測主站發(fā)送一幅現(xiàn)場靜態(tài)畫面，或通過歷史畫面來觀察現(xiàn)場情況，監(jiān)控范圍局限大。人工操作可調(diào)整攝像頭的水平、仰俯角度，拍攝所需圖像，但操作繁瑣，數(shù)據(jù)傳輸極慢，人機(jī)交互效果不好。由于該裝置工作狀態(tài)受環(huán)境影響大(惡劣天氣、振動(dòng)等)，工作性能不穩(wěn)定，故障率高，經(jīng)常收不到信號。2011年安裝的13套裝置，投入使用后只有10套能正常工作，廠家多次進(jìn)行維修并更換設(shè)備后(前期設(shè)備不成熟)，方可正常工作，目前又有4套不能工作。

(2)每批次供貨設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，由于每次中標(biāo)的廠家不同，設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不一，各廠家提供的主站設(shè)備接口不同，造成使用、維護(hù)不便。

(3)目前沒有專用防外破監(jiān)控室，也未設(shè)專人監(jiān)控，每個(gè)班組負(fù)責(zé)班組管轄線路上監(jiān)控設(shè)備的使用和維護(hù)，不能24小時(shí)全天候監(jiān)控，監(jiān)控存在空檔時(shí)間段。

(4)監(jiān)控裝置安裝點(diǎn)少，不能滿足監(jiān)控線下施工點(diǎn)要求。目前安裝的13臺(tái)，只有9臺(tái)在工作，2012年計(jì)劃安裝8臺(tái)，但還是不能滿足輸電線路防外破監(jiān)控的需求。

4 建議和發(fā)展趨勢

(1)“輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”的使用和管理要制度化、規(guī)范化和專業(yè)化，為了更好利用“輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”，充分發(fā)揮其預(yù)防線路外破事故的最大效能，建議設(shè)置專用監(jiān)控室，配備專業(yè)監(jiān)控員24小時(shí)不間斷監(jiān)控(人員可外聘或從輸電線路專業(yè)轉(zhuǎn)崗的老職工中聘用)，能夠做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)通知、及時(shí)預(yù)警和警告、及時(shí)制止和管控，從而提高監(jiān)控效能。

(2)“輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”應(yīng)具備的基本功能：動(dòng)態(tài)現(xiàn)場畫面監(jiān)控，截屏抓拍畫面，人工調(diào)整攝像頭的焦距和水平、仰俯角度，水平角度不小于270°、仰俯角度不小于120°，數(shù)據(jù)傳輸采用雙接口模式，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，具備接入國網(wǎng)PMS信息系統(tǒng)和公共無線通訊系統(tǒng)的功能。

(3)今后的“輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”除了具備上述的基本性能外，還應(yīng)具備對監(jiān)控現(xiàn)場的異常情況分析、過濾、預(yù)警、警告的功能。對監(jiān)控現(xiàn)場圖像進(jìn)行智能分析，根據(jù)線下移動(dòng)物體向?qū)Ь€側(cè)移動(dòng)的速度、距離、停留時(shí)間和像素變化進(jìn)行分析，判斷其危急程度，通過GPRS和無線信號向后臺(tái)監(jiān)控終端和設(shè)備主人的手機(jī)發(fā)出警報(bào)信號，同時(shí)與監(jiān)控裝置一體化安裝的警示燈和音響裝置向現(xiàn)場線下施工人員發(fā)出警報(bào)，警報(bào)可預(yù)先在裝置中設(shè)置，也可通過后臺(tái)監(jiān)控人員通過音頻喊話[2]。還應(yīng)具備過濾虛假危急信號的功能，如飛鳥、小型漂浮物等，這些物體在接近導(dǎo)線時(shí)，像素也會(huì)發(fā)生變化，但裝置中預(yù)設(shè)的過濾虛假信號模塊，通過物體的體積、移動(dòng)速度和停留時(shí)間，判斷其為虛假危急信號，因而不發(fā)出危急警報(bào)。

如果安裝現(xiàn)場有持續(xù)可靠的電源，可在導(dǎo)線下方5 m處設(shè)置紅外光束或雷達(dá)波束安全警戒線，即在“輸電線路視屏在線監(jiān)控裝置”上加裝或外接紅外或雷達(dá)波束發(fā)射裝置。在桿塔距導(dǎo)線下方5 m 處水平安裝，使用時(shí)，水平脈沖發(fā)射紅外光束或雷達(dá)波束，當(dāng)線下移動(dòng)物體向?qū)Ь€移動(dòng)并超過紅外光束或雷達(dá)波束安全警戒線時(shí)，由于紅外光束或雷達(dá)波束被物體遮擋，即發(fā)出危急信號，該裝置即通過上述程序發(fā)出警報(bào)。采用紅外光束或雷達(dá)波束設(shè)置安全警戒線，要考慮天氣、煙塵和污穢對其影響的衰減對其使用功效的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)有祥，洪志超，蔡長銘.輸電線路智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].供用電，2012，29(5)：27-30

[2]詹時(shí)斌，程佑前.輸電線路視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)用化與可靠性研究[J].電力信息化，2012(9)：95-98