方　權(quán)　石　毅　侯金華　孟　浪　鄭　莎　程　波　譚清林

(1. 國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司 宜昌運(yùn)維分部， 湖北 宜昌　443000； 2. 中國(guó)電建集團(tuán) 中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司， 長(zhǎng)沙　410014)

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三峽地區(qū)輸電線路監(jiān)測(cè)與應(yīng)急處置預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究

方權(quán)1石毅1侯金華1孟浪1鄭莎2程波2譚清林2

(1. 國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司 宜昌運(yùn)維分部， 湖北 宜昌443000； 2. 中國(guó)電建集團(tuán) 中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司， 長(zhǎng)沙410014)

摘要：我國(guó)輸電線路監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)研究雖在降雨氣象、桿塔及其基礎(chǔ)變形、視頻等監(jiān)測(cè)方面已取得一定成績(jī)，但考慮因素不全，適用條件也制約著在三峽地區(qū)的應(yīng)用，為克服上述不足，本系統(tǒng)主要包括雨量計(jì)、位移計(jì)、測(cè)斜儀、視頻儀、GPRS/3G、監(jiān)測(cè)預(yù)警中心、用戶等12個(gè)單元，采用現(xiàn)有GPRS/3G通訊技術(shù)平臺(tái)，輔以視頻實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將輸變電線路的塔基情況傳輸至監(jiān)測(cè)預(yù)警中心進(jìn)行處理，再將沿線塔基的雨量信息、塔基深部位移與塔基傾斜度大小等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在監(jiān)測(cè)預(yù)警中心推送至用戶界面發(fā)布．監(jiān)測(cè)預(yù)警中心系統(tǒng)主要由通信模塊、數(shù)據(jù)模塊、管理模塊和預(yù)警模塊4部分構(gòu)成，可通過(guò)預(yù)警值聲光報(bào)警和短信預(yù)警的方式，將災(zāi)害預(yù)警分析系統(tǒng)生成的預(yù)警信息，向應(yīng)急管理體系和災(zāi)害監(jiān)測(cè)體系發(fā)布，使相關(guān)用戶及其人員能夠準(zhǔn)確獲得預(yù)警信息，及時(shí)采取防御措施．

關(guān)鍵詞：三峽；輸電線路；監(jiān)測(cè)與預(yù)警；應(yīng)急處置

宜昌是全國(guó)電力外送的輻射中心，這里擁有三峽、葛洲壩、清江隔河巖、水布埡水電廠的出口及川渝與華中聯(lián)網(wǎng)的盤(pán)龍ⅠⅡ回、宜華線、清葛線、峽林ⅠⅡⅢ回等26條總長(zhǎng)達(dá)1 716 km的超高壓線路，是華中地區(qū)電能交換的平臺(tái)．三峽地區(qū)地理環(huán)境和氣候復(fù)雜，超高壓線路所經(jīng)地區(qū)大部分為高山峻嶺、人煙稀少的高山峽谷地形，在夏天，高溫、雷電、暴雨、潮濕等極端氣象及洪水、泥石流、山體滑坡等次生地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，在冬天，低溫、冰雪、大風(fēng)、干旱等極端天氣及山火、墜石等次生災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，對(duì)超高壓線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，電源線出現(xiàn)故障．由于交通所限，運(yùn)行、監(jiān)控、檢修人員不僅很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)與掌握，也很難及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查、排險(xiǎn)、維修，從而導(dǎo)致這些電源線的故障擴(kuò)大，破壞整個(gè)主網(wǎng)的穩(wěn)定，對(duì)全國(guó)電網(wǎng)的安全帶來(lái)威脅．這就要求及時(shí)準(zhǔn)確地掌握三峽地區(qū)超高壓線路所處的極端氣象、基礎(chǔ)邊坡和高邊坡地質(zhì)災(zāi)害情況，因此，研究一種針對(duì)能夠適應(yīng)三峽地區(qū)的超高壓線路基礎(chǔ)的預(yù)警、預(yù)報(bào)與應(yīng)急處置裝置，掌握系統(tǒng)檢測(cè)狀態(tài)，以便于及時(shí)、有效地提高三峽地區(qū)超高壓輸電線路運(yùn)行維護(hù)管理水平，節(jié)約成本，提高管理效益，將具有十分重要的意義．

超高壓線路一般是由基礎(chǔ)、桿塔、導(dǎo)線、地線、絕緣子、金具和接地裝置等構(gòu)成．基礎(chǔ)及其所處邊坡是保證桿塔穩(wěn)定的關(guān)鍵，桿塔及其基礎(chǔ)與所處邊坡主要遭受水文氣象、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等[1-2]環(huán)境因素的綜合影響，因此，實(shí)時(shí)掌握桿塔及其基礎(chǔ)的沉降、傾斜、振動(dòng)、圖像、氣象與環(huán)境等就顯得非常重要．同時(shí)，邊坡的深部位移、地表位移、土體滲流、表面裂縫、支護(hù)與當(dāng)?shù)亟涤甑鹊脑诰€巡視、監(jiān)測(cè)、預(yù)警也必不可少．

目前，我國(guó)針對(duì)輸電線路監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)已取得不少有益的成績(jī)．2005年，安海堂[1]分別對(duì)三峽地質(zhì)災(zāi)害等進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的防治措施；2008年，張虹[2]對(duì)三峽自然災(zāi)害進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，建立了基于GIS平臺(tái)的自然災(zāi)害的空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)；2009年，魏虹[3]利用當(dāng)時(shí)的觀測(cè)與預(yù)報(bào)條件對(duì)江西省輸電線路覆冰預(yù)警進(jìn)行了研究．2012年，何錦雄[4]通過(guò)采用靜力水準(zhǔn)儀和固定測(cè)斜儀對(duì)位移的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了輸電線路沿線潛在地質(zhì)災(zāi)變體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；萬(wàn)軍[5]通過(guò)對(duì)線夾出口的動(dòng)彎應(yīng)變采集，結(jié)合輸電線的許用應(yīng)變值來(lái)判斷輸電線路微風(fēng)振動(dòng)狀態(tài)的研究，實(shí)現(xiàn)了輸電線路微風(fēng)振動(dòng)預(yù)警在線監(jiān)測(cè)．2013年，丁雨恒[6]開(kāi)發(fā)了結(jié)合氣象環(huán)境等輸電線路載流量預(yù)報(bào)預(yù)警模塊，用于電網(wǎng)運(yùn)行與調(diào)度；馬君[7]通過(guò)對(duì)新通信、新供電、電磁防護(hù)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)研究，消除了傳統(tǒng)輸電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中有關(guān)微氣象、導(dǎo)線溫度、泄露電流等技術(shù)缺陷，實(shí)現(xiàn)了高海拔超高壓輸電線路監(jiān)測(cè)；谷山強(qiáng)[8]結(jié)合雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)和氣象衛(wèi)星云圖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息確定雷暴云位置及運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線路雷擊和雷擊閃絡(luò)預(yù)警；張濤[9]利用無(wú)線專網(wǎng)技術(shù)將高清攝像頭和傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了輸電線路的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的視頻監(jiān)控和處理．2014年，葉立平[10]研究并實(shí)現(xiàn)了山火預(yù)警技術(shù)在輸電線路的應(yīng)用；趙有余[11]對(duì)錦屏一級(jí)電站-西昌換流站所處地段的高陡斜坡輸電線路塔基地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了分析，研究提出了相應(yīng)的預(yù)防與治理措施．2015年，李正志[12]通過(guò)對(duì)云南存在泥石流及其誘發(fā)因子，如地形坡度、相對(duì)臨界高差、地震烈度等的研究，建立了云南電網(wǎng)自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警．然而，這些研究成果只是對(duì)輸電線路中所遭遇的各種水文、氣象、地質(zhì)、自然災(zāi)害中的1～2個(gè)影響因素進(jìn)行了理論、應(yīng)用的研究與探討，未能綜合這些影響因素進(jìn)行全面分析研究、應(yīng)用實(shí)踐，也不能完全適應(yīng)三峽地區(qū)的環(huán)境特征，不具有很強(qiáng)的針對(duì)性，未能很好地運(yùn)用現(xiàn)有價(jià)低質(zhì)優(yōu)的移動(dòng)通訊技術(shù)，運(yùn)行成本并不低廉，精度也不能夠完全滿足三峽地區(qū)超高壓輸電線路的監(jiān)測(cè)與應(yīng)急處置要求．同時(shí)，現(xiàn)有研究成果的這些適用條件，制約著這些技術(shù)不能直接應(yīng)用于三峽地區(qū)輸電線路的監(jiān)測(cè)與預(yù)警處置．

因此，這就要求尋求研究一種適用于三峽地區(qū)輸電線路精度高、管理方便、及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處置、適用于三峽地區(qū)輸電線路在線監(jiān)測(cè)、應(yīng)急處置的預(yù)警系統(tǒng)．綜合三峽地區(qū)水文氣象、地質(zhì)災(zāi)害、水文地質(zhì)等影響因素，在現(xiàn)有質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的移動(dòng)通訊技術(shù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，做到管理方便、運(yùn)行可靠、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、測(cè)報(bào)更準(zhǔn)、應(yīng)急迅速、造價(jià)較低、實(shí)施可行，以便于對(duì)超高壓輸電線路桿塔及其基礎(chǔ)、邊坡進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，分析桿塔、塔基及邊坡等結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)，評(píng)估其可靠性，作出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)、警示和預(yù)報(bào)，為桿塔及其基礎(chǔ)、邊坡的進(jìn)一步維護(hù)、加固與改造等提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，將非常迫切，也十分必要．

1設(shè)計(jì)構(gòu)想

1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

考慮三峽地區(qū)水文氣象、地質(zhì)災(zāi)害、水文地質(zhì)等因素影響，要求能夠?qū)旊娋€路沿線、桿塔及其基礎(chǔ)地段的降雨、位移、傾斜與周?chē)h(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析處理、預(yù)警發(fā)布和應(yīng)急處置．輸電線路監(jiān)測(cè)與應(yīng)急處置預(yù)警系統(tǒng)主要包括雨量計(jì)、多點(diǎn)位移計(jì)、深部測(cè)斜儀、視頻儀、GPRS/3G、監(jiān)測(cè)預(yù)警中心、用戶、手機(jī)用戶、混凝土樁基、電纜、太陽(yáng)能電池、桿塔等12部分，如圖1所示．

圖1　輸電線路監(jiān)測(cè)與應(yīng)急處置預(yù)警系統(tǒng)布置示意圖

雨量計(jì)和設(shè)備機(jī)箱通過(guò)螺栓和螺母固定在輸電線路鐵塔上，在陽(yáng)光充足、照射時(shí)間較長(zhǎng)處安裝調(diào)節(jié)好太陽(yáng)能電池板，通過(guò)防護(hù)管將各電纜引入設(shè)備機(jī)箱．位移計(jì)是一種進(jìn)行深層變形監(jiān)測(cè)的三點(diǎn)式多點(diǎn)位移計(jì)，按照前期準(zhǔn)備、傳感器及其基座安裝(測(cè)桿和護(hù)管安裝完成后)、觀測(cè)電纜連接、排氣管和灌漿管安裝、鉆孔、灌漿、孔底灌漿等7道工藝流程進(jìn)行施工．測(cè)斜儀是一種與多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相互印證、設(shè)置在邊坡平臺(tái)的一套深部測(cè)斜儀，可更好地監(jiān)測(cè)與掌握邊坡變形狀態(tài)，按照鉆孔、安裝前準(zhǔn)備、測(cè)斜管安裝、固定式傾斜計(jì)安裝、原始數(shù)據(jù)記錄共5道工藝流程進(jìn)行施工．視頻儀是一種配重型云臺(tái)、可360°旋轉(zhuǎn)、激光夜視、彩色、三維立體槍式視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備，要求掛設(shè)在通視條件清晰、3G信號(hào)覆蓋穩(wěn)定、光照充足、避雷安全、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的線路鐵塔上．GPRS/3G是兩種移動(dòng)通訊技術(shù)平臺(tái)，GPRS通訊模塊集成在降雨、位移、傾斜等數(shù)據(jù)采集終端RTU內(nèi)，借助于移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，組成專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，向監(jiān)測(cè)預(yù)警中心傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；3G通信模塊內(nèi)置于視頻監(jiān)測(cè)儀中，將大量的視頻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在移動(dòng)3G信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)，向監(jiān)測(cè)預(yù)警中心傳輸視頻數(shù)據(jù)．

監(jiān)測(cè)預(yù)警是系統(tǒng)的重點(diǎn)，相應(yīng)的監(jiān)測(cè)預(yù)警中心軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化、參數(shù)化、容錯(cuò)性、安全性、可靠性、易用性，主要采用通信、數(shù)據(jù)、管理和預(yù)警4個(gè)模塊結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合三峽地區(qū)特性，能夠?qū)崟r(shí)查看和接收野外監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理、查詢、統(tǒng)計(jì)和分析，并輸出查詢、統(tǒng)計(jì)和分析的結(jié)果；能自定義設(shè)定各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)警閾值，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警閾值時(shí)可實(shí)時(shí)發(fā)布預(yù)警信息；能對(duì)區(qū)域里的監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備進(jìn)行管理，向顯示屏發(fā)送信息、調(diào)整閾值、歷史數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、對(duì)比、繪制折線圖、柱狀圖，并同時(shí)支持常見(jiàn)數(shù)據(jù)格式的輸出；能對(duì)各類監(jiān)測(cè)設(shè)備的預(yù)警閾值進(jìn)行組合告警，分析各區(qū)域中的預(yù)警設(shè)備的數(shù)據(jù)，對(duì)預(yù)警設(shè)備預(yù)警等級(jí)進(jìn)行設(shè)定，按等級(jí)進(jìn)行綜合分析預(yù)警報(bào)警，對(duì)疑似假警有一定的識(shí)別和判斷功能，疑似假信號(hào)可以不用大面積發(fā)送信息，可以僅先對(duì)中心、管理員進(jìn)行發(fā)送，自動(dòng)排除部分明顯的假警信號(hào)，提高預(yù)警報(bào)警的準(zhǔn)確性；能進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的圖形化操作、統(tǒng)計(jì)分析，做到預(yù)警分析和預(yù)警決策，包括報(bào)警等級(jí)、報(bào)警規(guī)則設(shè)置、報(bào)警規(guī)則管理；通過(guò)短信發(fā)送、語(yǔ)音報(bào)警、傳真群發(fā)等方式，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息及時(shí)發(fā)布，做到監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)急響應(yīng)、安全防護(hù)和維護(hù)管理能夠依序及時(shí)跟進(jìn)到位，以使監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)有效運(yùn)行；可以通過(guò)第三方接口簇，用戶能夠完成各種終端應(yīng)用的接入工作，為平臺(tái)功能擴(kuò)展提供方便可靠的底層支持，實(shí)現(xiàn)與地質(zhì)環(huán)境信息化系統(tǒng)的有效對(duì)接；能夠支持SqlServer，Oracle等主流數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀器的管理和監(jiān)測(cè)參數(shù)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警視頻的動(dòng)態(tài)監(jiān)視；通過(guò)預(yù)警值聲光報(bào)警和短信預(yù)警的方式，將災(zāi)害預(yù)警分析系統(tǒng)生成的預(yù)警信息，向應(yīng)急管理體系和災(zāi)害監(jiān)測(cè)體系主動(dòng)發(fā)布，讓相關(guān)人員能夠準(zhǔn)確獲得預(yù)警信息，及時(shí)采取防御措施．

用戶是輸變電管理控制中心，包括電網(wǎng)調(diào)度供電方式變電所、非電網(wǎng)調(diào)度變電所，具有無(wú)人、單人、多人、組合式值班的界限和條件．手機(jī)用戶指輸變電管理控制中心的運(yùn)行管理工作人員，必要時(shí)也可是普通用戶，能夠及時(shí)接受信息與快速應(yīng)急處置、疏散．混凝土樁作為輸電線路桿塔的承載結(jié)構(gòu)，可將桿塔受力傳遞到地基．電纜連接著雨量計(jì)、位移計(jì)、測(cè)斜儀、視頻儀等，在系統(tǒng)中傳輸電力與信息，實(shí)現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換．太陽(yáng)能電池通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能向雨量計(jì)、位移計(jì)、測(cè)斜儀、視頻儀等提供清潔的動(dòng)力．支撐導(dǎo)線和避雷線的桿塔，應(yīng)與大地及其他建筑物保持足夠的安全距離，同時(shí)承受著斷線事故發(fā)生時(shí)的不平衡張力，在冰、雪及高、低溫等氣象條件下，將所承受的拉、壓、彎、扭、剪等外力傳遞給塔基．

1.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸

系統(tǒng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸主要采用GPRS傳輸線路鐵塔的降雨、位移、傾斜等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用3G傳輸視頻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，這兩種無(wú)線傳輸通道如圖2所示．

圖2　數(shù)據(jù)傳輸示意圖

GPRS(General Packet Radio Service通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))是在GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種移動(dòng)分組無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸通道業(yè)務(wù)，不但具有覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸速度快、通信質(zhì)量高、永遠(yuǎn)在線和按流量計(jì)費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，而且其本身就是一個(gè)分組型數(shù)據(jù)網(wǎng)，支持TCP/IP協(xié)議，無(wú)需經(jīng)過(guò)PSTN(公用電話交換網(wǎng))等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，可直接與Internet網(wǎng)互通；GPRS通訊模塊集成在各數(shù)據(jù)采集終端RTU內(nèi)，借助于移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，組成專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，向監(jiān)測(cè)預(yù)警中心傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)．

3G無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)作為第三代移動(dòng)通信技術(shù)，是一種支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)，是一項(xiàng)全新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以提供視頻圖像和聲音，同步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集、傳輸、儲(chǔ)存和處理功能，具有傳輸距離遠(yuǎn)、速度快、抗干擾能力強(qiáng)、無(wú)需鋪設(shè)電纜、投資成本低等優(yōu)勢(shì)．考慮視頻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量較大，本方案中針對(duì)視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備采用3G通訊模塊，在移動(dòng)3G信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)，充分利用3G公共網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，向監(jiān)測(cè)預(yù)警中心傳輸視頻數(shù)據(jù)．

2工程應(yīng)用

按照前述設(shè)計(jì)構(gòu)想，以三峽輸電線路500 kV峽林Ⅰ回157號(hào)輸電線鐵塔為原型案例，對(duì)三峽地區(qū)輸電線路監(jiān)測(cè)與應(yīng)急處置預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)想，進(jìn)行工程應(yīng)用研究．

2.1峽林Ⅰ回157號(hào)鐵塔概述

峽林Ⅰ回500 kV輸電線路工程起始于三峽大壩右岸地下電站150 m高程上的500 kV升壓站，止于荊門(mén)換流站(團(tuán)林站)，是三峽電力外送的重要通道之一，全長(zhǎng)159.608 km(含重冰區(qū)部分1.954 km)，途經(jīng)宜昌市秭歸縣、夷陵區(qū)、遠(yuǎn)安縣、當(dāng)陽(yáng)市及荊門(mén)市東寶區(qū)、掇刀區(qū)等6個(gè)縣市(區(qū))．沿線地質(zhì)條件復(fù)雜，地形變化多樣，交叉跨越種類繁多．

峽林Ⅰ回500kV輸電線路工程為單回路線路，導(dǎo)線4×630桿塔負(fù)荷大，根開(kāi)較大．一般情況下基礎(chǔ)根開(kāi)，直線塔為6～14 m，耐張塔為8～16 m．桿塔大多位于三峽風(fēng)景區(qū)，山體陡峭狹窄，立塔困難，通常情況下采用加高基礎(chǔ)，加高基礎(chǔ)一般2～4 m．

部分塔位由于山體狹窄，鐵塔高低腿都有使用，故塔基邊坡問(wèn)題非常突出．塔基上邊坡、前后邊坡，塔基內(nèi)部高低腿之間的邊坡、塔基下邊坡，均存在著邊坡穩(wěn)定問(wèn)題．正常情況下，5～10 m的高邊坡司空見(jiàn)慣，10～20 m的高邊坡亦常見(jiàn)．

157號(hào)鐵塔基礎(chǔ)位于狹窄山脊之上，地表為第四系殘坡積覆蓋層，厚0.5～2.0 m，松散狀．下伏基巖為寒武系中上統(tǒng)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，巖層單斜，產(chǎn)狀290°/SW∠10°，傾向坡內(nèi)，構(gòu)成反向坡．鐵塔所處單薄山脊的四周邊坡較陡，坡度多為55～60°，局部達(dá)70°，經(jīng)長(zhǎng)期雨水侵蝕，地表巖土體不斷垮塌，嚴(yán)重影響鐵塔運(yùn)行安全及山腳居民的生命財(cái)產(chǎn)安全．2013年對(duì)邊坡進(jìn)行浮土清理、錨噴支護(hù)，邊坡現(xiàn)狀整體穩(wěn)定．

根據(jù)157號(hào)輸電線鐵塔基礎(chǔ)滑坡和高邊坡的地形地質(zhì)條件[1-2]，結(jié)合可能發(fā)生小規(guī)模崩塌、表層滑坡及支護(hù)破壞等地質(zhì)災(zāi)害，主要對(duì)塔基邊坡與高邊坡的環(huán)境與位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，故主要選擇雨量監(jiān)測(cè)、位移監(jiān)測(cè)、深部測(cè)斜監(jiān)測(cè)及視頻監(jiān)測(cè)，后三種方法可以相互驗(yàn)證，以滿足輸電線路監(jiān)測(cè)與應(yīng)急處置預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要求．

2.2降雨監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

降雨[3，6]是影響滑坡體穩(wěn)定性的主要環(huán)境因素，雨量及強(qiáng)度達(dá)到到一定程度，會(huì)對(duì)滑坡體土體造成影響，土體松動(dòng)后發(fā)生滑坡的概率大幅增加，因此，進(jìn)行雨量及其歷時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠換算成降雨強(qiáng)度，通過(guò)分析可以判斷鐵塔與滑坡體周邊的穩(wěn)定性．

2.2.1設(shè)備配置

雨量監(jiān)測(cè)設(shè)備主要配置翻斗式雨量計(jì)、連接傳感器的在線采集數(shù)據(jù)終端RTU、集成在RTU中的GPRS通信模塊、內(nèi)置RTU與蓄電池及電源控制器的不銹鋼設(shè)備機(jī)箱、單晶硅10 W太陽(yáng)能板、12 V/16AH蓄電池、集成在RTU內(nèi)的充電控制器及安裝支架8個(gè)部件．

翻斗式雨量計(jì)[6-7]為筒式結(jié)構(gòu)，其中承雨器裝于筒身上方，為采集、承接降雨之用．進(jìn)入承雨器的雨水，在承雨器的錐底匯集，經(jīng)漏嘴進(jìn)入計(jì)量組件的翻斗．為防止昆蟲(chóng)、樹(shù)葉等雜物進(jìn)入器內(nèi)堵塞水道，在入口處裝有防蟲(chóng)網(wǎng)．筒身為不銹鋼薄壁鋼皮制成的圓柱筒，計(jì)量組件安裝于筒內(nèi)，從而可確保儀器在野外惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)期工作．翻斗式雨量計(jì)的承雨口內(nèi)徑為Φ200+0.6 mm，分辨率從0.1 mm、0.2 mm、0.5 mm中選擇，雨強(qiáng)測(cè)量范圍為0.01～4 mm/min，允許通過(guò)最大雨強(qiáng)為8 mm/min，計(jì)量誤差不超過(guò)±4%，環(huán)境溫度為-10～+50℃，環(huán)境濕度<95%(40℃)，平均無(wú)故障工作時(shí)間>30 000 h．

2.2.2數(shù)據(jù)采集終端RTU

數(shù)據(jù)采集終端RTU采用32位嵌入式處理器，太陽(yáng)能板充電或鋰電池供電，主頻為8～72 MHz，通訊速率為9 600 bit/s，固態(tài)存儲(chǔ)容量為8 G bytes，時(shí)鐘精度小于0.4 s/d且系統(tǒng)可自動(dòng)校正，定時(shí)自報(bào)式觸發(fā)報(bào)與召測(cè)報(bào)的工作方式，工作電流不超過(guò)65～250 mA(與傳感器接入數(shù)量有關(guān))，GPRS通訊方式，平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)不低于30 000 h，值守功耗：掉電模式<30 μA、休眠模式<10 mA、在線模式<70 mA，工作環(huán)境：工作溫度為-25～60℃、儲(chǔ)存溫度為-55～85℃、濕度0～99%RH無(wú)凝露．

按照上述要求配置的RTU[7-8]具有定時(shí)自檢發(fā)送、死機(jī)自動(dòng)復(fù)位、站址設(shè)定、掉電數(shù)據(jù)保護(hù)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘校準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)顯示、設(shè)備測(cè)試等功能，支持遠(yuǎn)程配置；存儲(chǔ)不少于5年的測(cè)站數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)容量為8 GB；接受中心管理，與中心實(shí)現(xiàn)雙向通信；支持遠(yuǎn)程喚醒、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程設(shè)置、遠(yuǎn)程維護(hù)等，中心可以隨時(shí)喚醒終端機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、讀取任意時(shí)段自記數(shù)據(jù)或修改監(jiān)測(cè)站配置信息等工作；具有良好的抗雷擊能力和先進(jìn)的抗干擾措施，使設(shè)備在較強(qiáng)的外界干擾環(huán)境下仍能穩(wěn)定、可靠地工作；具有低電壓保護(hù)模式和告警功能，每日定時(shí)向接收中心報(bào)送本身工作狀態(tài)(電池電壓、環(huán)境溫度)的功能．

多點(diǎn)位移傳感器、測(cè)斜儀的數(shù)據(jù)采集終端RTU技術(shù)要求與雨量計(jì)的相同，茲不贅述．

2.2.3測(cè)點(diǎn)布設(shè)

雨量計(jì)是監(jiān)測(cè)雨情，判斷桿塔及其基礎(chǔ)是否安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，應(yīng)與太陽(yáng)能電池板一起安裝在線路鐵塔上，布設(shè)位置應(yīng)是陽(yáng)光充足、照射歷時(shí)較長(zhǎng)的地方，以保證動(dòng)力來(lái)源穩(wěn)定可靠和不間斷地監(jiān)測(cè)降雨情況，相應(yīng)測(cè)點(diǎn)布設(shè)見(jiàn)圖1所示．

2.3位移監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

2.3.1設(shè)備配置

位移計(jì)[4]主要用于塔基位移變形量的監(jiān)測(cè)，配置了用于監(jiān)測(cè)位移變化的振弦式多點(diǎn)位移傳感器、連接傳感器的在線采集數(shù)據(jù)終端RTU、集成在RTU內(nèi)的GPRS通訊模塊、內(nèi)置RTU與蓄電池及電源控制器的不銹鋼設(shè)備機(jī)箱、單晶硅40 W太陽(yáng)能板、12 V/38AH蓄電池、集成在RTU內(nèi)的充電控制器、3 m鍍鋅鋼管安裝支架等8個(gè)部件．

多點(diǎn)位移傳感器精度高，穩(wěn)定性好，不受電纜長(zhǎng)度和阻抗改變的影響，可進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量，內(nèi)置溫度傳感器，不受腐蝕侵蝕影響，耐水壓50 m，其它耐水壓可選．傳感器量程為25 mm、50 mm、100 mm、150 mm、200 mm，分辨率為±0.025% FSR，精度為±0.1% FSR，非線性度≤0.5% FSR，零點(diǎn)熱漂移小于0.03%FSR/℃，工作溫度為-40～105℃，內(nèi)置溫度計(jì)類型為熱敏電阻(3 kΩ)，溫度計(jì)精度為±0.5℃，具有50 m耐水壓，測(cè)點(diǎn)數(shù)量為3點(diǎn)，傳感器采用不銹鋼/合金鋼，測(cè)桿采用玻璃纖維桿(Φ6 mm)或者不銹鋼桿(Φ4～Φ7 mm)，保護(hù)管為尼龍管(Φ8～Φ10 mm)，電纜采用Φ10 mm，0.24 mm2×8芯PVC屏蔽電纜．

2.3.2測(cè)點(diǎn)布設(shè)與安裝

位移測(cè)點(diǎn)布設(shè)：峽林一回157號(hào)鐵塔基礎(chǔ)上邊坡最大高度約10 m，基礎(chǔ)下邊坡最大高度約為15 m，在上、下邊坡各布設(shè)1套三點(diǎn)式多點(diǎn)位移計(jì)，進(jìn)行深層變形監(jiān)測(cè)，每套多點(diǎn)位移計(jì)孔深15 m，測(cè)點(diǎn)深度分布為5 m、10 m、15 m．

位移計(jì)安裝[2，11]按照7道工藝流程進(jìn)行施工．①前期準(zhǔn)備：安裝埋設(shè)前應(yīng)將所有儀器進(jìn)行建檔，每套多點(diǎn)位移計(jì)編一個(gè)組號(hào)，每組中每支位移傳感器編一個(gè)點(diǎn)號(hào)，記錄各點(diǎn)傳感器的出廠編號(hào)，以及連接測(cè)桿的長(zhǎng)度．②傳感器及其基座安裝：測(cè)桿和護(hù)管安裝完成后安裝傳感器，先將測(cè)桿護(hù)管(PVC管)分別插在傳感器護(hù)管(不銹鋼管)內(nèi)，將傳感器與測(cè)桿連接擰緊，再將傳感器護(hù)管連接到基座上．③觀測(cè)電纜的連接：觀測(cè)電纜與傳感器電纜采用接線端子連接，多點(diǎn)位移計(jì)出廠時(shí)觀測(cè)電纜和接線端子已連接好，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)再與傳感器電纜連接；接線端子放在一個(gè)塑料盒內(nèi)，連接完成后，用讀數(shù)儀讀取傳感器的讀數(shù)，確認(rèn)無(wú)連接錯(cuò)誤.如需調(diào)整，則在調(diào)整好后，罩上護(hù)罩；因護(hù)罩的內(nèi)空間有限，傳感器電纜的外護(hù)套不能太長(zhǎng)，其芯線的長(zhǎng)度在保證有效連接接線端子的前提下，可多留適當(dāng)長(zhǎng)度以便于今后的維修．傳感器芯線接好后應(yīng)排列整齊，用自鎖扎帶捆緊．④排氣管和灌漿管安裝：排氣管從多點(diǎn)位移計(jì)安裝基座旁邊引出，并伸進(jìn)孔內(nèi)2 m，以保證注漿時(shí)空氣能完全排出．另外，將排氣管出口端頭削成45°，側(cè)面再多留幾個(gè)通氣孔，以防泥砂阻塞排氣管口后不能排氣；排氣管采用小口徑無(wú)接頭能承受一定壓力的長(zhǎng)塑料硬管；灌漿管從基座的旁邊伸進(jìn)孔內(nèi)，為保證灌漿時(shí)徹底排除空氣，排氣管口靠近孔口，灌漿管口在孔底．⑤鉆孔：根據(jù)位移計(jì)有關(guān)安裝埋設(shè)的高程、方位、角度等技術(shù)要求，在設(shè)計(jì)定位點(diǎn)鉆孔；鉆孔應(yīng)取巖芯，并進(jìn)行巖芯描述，孔壁要平整、光滑；造孔完畢安裝儀器前應(yīng)進(jìn)行清孔和測(cè)深，并將孔壁沖洗干凈．⑥灌漿：多點(diǎn)位移計(jì)安裝就位后即可灌漿，以防孔中有破碎巖石掉塊或泥沙固結(jié)．灌漿過(guò)程中排氣管內(nèi)會(huì)不斷有空氣排出，當(dāng)排氣管中開(kāi)始回漿時(shí)表明灌漿已滿，此時(shí)，可移走灌漿設(shè)備，堵住灌漿管和排氣管．⑦孔底灌漿：灌漿設(shè)備將砂漿先從灌漿管內(nèi)注入鉆孔，灌漿要由下向上泛漿，使孔內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生空隙，逐級(jí)灌漿逐級(jí)拔出灌漿管；排氣管在灌漿時(shí)排出孔內(nèi)的氣體，使砂漿順利上泛，當(dāng)排氣管內(nèi)排出砂漿后，說(shuō)明灌漿已到孔口，此時(shí)，可將排氣管拔出．測(cè)點(diǎn)布設(shè)見(jiàn)圖1所示．

在位移計(jì)安裝的7道工藝流程中，灌漿壓力的準(zhǔn)確把握是難點(diǎn)，否則，容易引起保護(hù)管破壞和傳感器失靈，造成位移計(jì)不能正常工作或者精度不滿足要求．

2.4深部測(cè)斜監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

2.4.1設(shè)備配置

測(cè)斜設(shè)備[11-12]主要配置了3支測(cè)斜計(jì)與配合測(cè)斜管使用的雙軸傳感器、ABS材質(zhì)且直徑為Φ70 mm的測(cè)斜管、按1 m、2 m、3 m長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)定制的延長(zhǎng)桿及導(dǎo)向輪、采集傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集終端RTU、集成在RTU內(nèi)的GPRS通訊模塊、內(nèi)置RTU與蓄電池的不銹鋼保護(hù)箱、單晶硅40 W太陽(yáng)能板、12 V/38AH蓄電池、安裝支架等9個(gè)部件．

雙軸傳感器可同時(shí)測(cè)量X/Y兩個(gè)方向傾斜變化，從而通過(guò)計(jì)算可得出傾斜方向與傾斜角度．標(biāo)準(zhǔn)量程要求在±5°、±10°、±20°、±30°(其它量程可選)，測(cè)量精度為±0.1%FS、靈敏度<10弧秒(±0.05 mm/m)、溫度范圍為-20～+80℃、溫度分辨率為0.1℃、溫度測(cè)量精度為±0.5℃．

2.4.2測(cè)點(diǎn)布設(shè)

為了與多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相互印證，測(cè)斜儀設(shè)置在邊坡平臺(tái)處，以便更好地掌握邊坡變形狀態(tài)．峽林一回157號(hào)鐵塔基礎(chǔ)邊坡測(cè)斜儀布置于下基礎(chǔ)平臺(tái)兩支腿連線中點(diǎn)處，采用MEMS式雙軸固定測(cè)斜儀，測(cè)斜儀孔深為15 m．

測(cè)斜儀安裝[11-12]按照5道工藝流程施工．①鉆孔：采用地質(zhì)鉆機(jī)造孔，注意做好防塌孔護(hù)壁措施．②安裝前準(zhǔn)備：安裝之前要檢查傳感器是否正常，對(duì)于每一個(gè)傳感器都提供一張標(biāo)定證書(shū)，傾斜度和顯示讀數(shù)的關(guān)系．顯示讀數(shù)要在提供的標(biāo)定證書(shū)讀數(shù)范圍之內(nèi)，并且與傾斜度的變化一致．③測(cè)斜管安裝：選用直徑為80 mm的ABS材質(zhì)，安裝前在測(cè)斜孔上方搭設(shè)一支架，以便支撐和吊裝測(cè)斜管，以防止測(cè)斜管在安裝過(guò)程中掉入孔內(nèi)，造成廢孔；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，一般可以利用鉆機(jī)的吊裝支架安裝測(cè)斜管．④固定式傾斜計(jì)安裝：對(duì)于本次選擇的雙軸系統(tǒng)，傳感器的A+方向?qū)?yīng)預(yù)期傾斜的正方向，傳感器的B+方向是傳感器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°的方向．⑤原始數(shù)據(jù)記錄：固定式測(cè)斜儀安裝之后，要對(duì)傳感器的電纜做好標(biāo)記，記錄傳感器的型號(hào)、序列號(hào)、安裝位置、安裝深度、初始值；電纜在延長(zhǎng)時(shí)必須做好接頭處的密封防水處理．測(cè)點(diǎn)布設(shè)見(jiàn)圖1所示．

在測(cè)斜儀安裝的5道工藝流程中，重點(diǎn)應(yīng)做好電纜延長(zhǎng)接頭處的密封防水處理，以確保今后運(yùn)行時(shí)傳感器能夠靈敏探測(cè)、測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精度滿足要求．

2.5視頻監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

2.5.1設(shè)備配置

視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備[9-10]主要配置了采集視頻圖像的激光攝像機(jī)、連接信號(hào)輸入與信號(hào)輸出及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控三方的視頻監(jiān)控主機(jī)、內(nèi)置于視頻監(jiān)控主機(jī)內(nèi)的3G通訊模塊、內(nèi)置視頻監(jiān)控主機(jī)與蓄電池的不銹鋼設(shè)備機(jī)箱、單晶硅300 W的太陽(yáng)能板、12 V/100AH蓄電池、安裝支架．

攝像機(jī)的作用距離在夜視時(shí)≥200 m(可看清人員行為)、在晝視時(shí)≥400 m，激光功率≤4 W，照明角度2～45°、大角度同步變焦，照明變焦速度≤3 s，攝像機(jī)為23倍光學(xué)變焦、1/4"感紅外彩轉(zhuǎn)黑CCD、自動(dòng)/手動(dòng)聚焦、自動(dòng)光圈，云臺(tái)水平轉(zhuǎn)速0.05～360°/s，水平旋轉(zhuǎn)角度360°無(wú)限制旋轉(zhuǎn)，俯仰轉(zhuǎn)速0.05～180°/s，俯仰角度0°～180°，自動(dòng)翻轉(zhuǎn)；工作溫度為-25～+55℃，儲(chǔ)存溫度為-40～+80℃，防護(hù)等級(jí)：≥IP65級(jí)．

視頻監(jiān)控主機(jī)的視頻采用H.264壓縮格式，視頻輸入為1路視頻輸入、BNC接口、1Vpp-75歐匹配阻抗，分辨率為CIF/D1可選，幀率為1～25幀/秒可調(diào)、實(shí)際幀率視EVDO網(wǎng)絡(luò)狀況而定，碼率：?jiǎn)慰▽?shí)時(shí)流CIF分辨率16～900 kbps、D1分辨率64～900 kbps，雙卡實(shí)時(shí)流CIF分辨率16 kbps～1.6 Mbps、D1分辨率64 kbps～1.6 Mbps．

視頻監(jiān)控主機(jī)的音頻采用AMR編碼壓縮格式，音頻輸入為單路音頻輸入且麥克風(fēng)或LineIn方式可選、-46～-3 dBV的1 kΩ麥克風(fēng)、3 Vmax的1 kΩ LineIn方式，音頻輸出為單路音頻輸出且可接耳機(jī)、RCA接口(陰性，即蓮花座)、匹配阻抗16或32 Ω．

物理特性：電源為12 VDC、隨機(jī)附帶12 VDC/2.5 A電源適配器，功耗為4～6 W，溫度為-10～50℃(室內(nèi))、-25～60℃(室外加溫控箱)，濕度為20%～80% RHC．

2.5.2測(cè)點(diǎn)布設(shè)

視頻監(jiān)測(cè)與位移監(jiān)測(cè)、測(cè)斜監(jiān)測(cè)是對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相互驗(yàn)證的重點(diǎn)，應(yīng)將設(shè)備掛設(shè)在線路鐵塔上視野開(kāi)闊的位置，不僅要能觀察到塔基坡體全貌或者坡體重點(diǎn)部位表面是否出現(xiàn)滑移，而且3G通信信號(hào)穩(wěn)定、日照條件良好、防雷等設(shè)備安全無(wú)虞，以便攝像機(jī)按需求調(diào)整到合適的位置，做到準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)．測(cè)點(diǎn)布設(shè)見(jiàn)圖1．

2.6監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)預(yù)警主要是將通過(guò)設(shè)置的雨量計(jì)、位移計(jì)、測(cè)斜儀、視頻攝像儀等儀表設(shè)施，將現(xiàn)場(chǎng)采集到降雨及塔基的位移、傾斜和線路外部環(huán)境等各種數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS和3G無(wú)線傳輸通道傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)預(yù)警中心．監(jiān)測(cè)預(yù)警中心[5，9]是地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的信息匯集中心、存儲(chǔ)中心、分析中心、指揮中心、預(yù)警及發(fā)布中心，主要由數(shù)據(jù)服務(wù)器和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中心系統(tǒng)軟件兩部分組成．地質(zhì)災(zāi)變體或外部環(huán)境的各種數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS或3G無(wú)線通信方式送至監(jiān)測(cè)預(yù)警中心后，中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、標(biāo)記、合成等處理后，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，再對(duì)信息的相關(guān)分析進(jìn)行處理，對(duì)災(zāi)變體的穩(wěn)定狀態(tài)和變化趨勢(shì)做出判斷，對(duì)可能發(fā)生的災(zāi)害做出預(yù)警，協(xié)助相關(guān)管理部門(mén)預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生．監(jiān)測(cè)預(yù)警中心的軟件系統(tǒng)主要由4個(gè)模塊結(jié)構(gòu)組成．

2.6.1通信模塊

通信模塊主要以不同的通信方式和通信協(xié)議完成數(shù)據(jù)的接收與命令的推送，并將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式．通信方式協(xié)調(diào)器主要集成GPRS、短信等通信方式以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收與命令推送．通信協(xié)議協(xié)調(diào)器主要集成JW100、JW200以及其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備廠商的通信協(xié)議，以完成接收到的數(shù)據(jù)解析．?dāng)?shù)據(jù)處理模塊主要將通信協(xié)議協(xié)調(diào)器解析后的數(shù)據(jù)處理成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式并輸出．

2.6.2數(shù)據(jù)模塊

數(shù)據(jù)模塊是將處理通信模塊輸出的數(shù)據(jù)，根據(jù)存儲(chǔ)的設(shè)備信息及合成信息生成符合需求的數(shù)據(jù)并輸出，主要包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、外部接口等結(jié)構(gòu)．

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主要將接收的采集數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)到原始數(shù)據(jù)庫(kù)里，并提供對(duì)原始數(shù)據(jù)的查詢功能．?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換主要是根據(jù)存儲(chǔ)的設(shè)備配置信息，將采集得到的數(shù)據(jù)生成唯一的參數(shù)標(biāo)識(shí)，然后檢查采集得到的數(shù)據(jù)是否參與合成計(jì)算，若參與合成計(jì)算則根據(jù)合成公式生成新的數(shù)據(jù)和參數(shù)唯一標(biāo)識(shí)．外部接口主要將數(shù)據(jù)合成所輸出的數(shù)據(jù)按照接口要求進(jìn)行輸出或入庫(kù)．

2.6.3管理模塊

通過(guò)Web實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程操作，對(duì)異常數(shù)據(jù)的集中處理，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)查看，對(duì)設(shè)備信息的統(tǒng)一管理，同時(shí)，能夠查看、添加、修改、刪除設(shè)備的信息．設(shè)備信息主要包括設(shè)備的硬件信息、配置參數(shù)、參數(shù)的合成關(guān)系、設(shè)備的維護(hù)記錄等．

2.6.4預(yù)警模塊

設(shè)置預(yù)警模塊是及時(shí)向社會(huì)大眾和災(zāi)區(qū)民眾發(fā)布災(zāi)害預(yù)警信息的有效方式．信息發(fā)布既包括向社會(huì)大眾發(fā)布，也包括向?yàn)?zāi)害預(yù)警區(qū)域相關(guān)專業(yè)人員定向發(fā)布災(zāi)害預(yù)警信息；前者側(cè)重于區(qū)域?yàn)?zāi)害的廣泛預(yù)報(bào)預(yù)警，后者側(cè)重于災(zāi)害點(diǎn)的詳情預(yù)報(bào)預(yù)警，同時(shí)也包括對(duì)預(yù)警區(qū)內(nèi)重大災(zāi)害信息的查詢．

監(jiān)測(cè)預(yù)警是該系統(tǒng)的重點(diǎn)，關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)服務(wù)器的質(zhì)量與穩(wěn)定性，關(guān)系到能否通過(guò)預(yù)警值聲光報(bào)警和短信預(yù)警的方式，將災(zāi)害預(yù)警分析系統(tǒng)生成的預(yù)警信息向應(yīng)急管理體系和災(zāi)害監(jiān)測(cè)體系及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)布，使相關(guān)人員能夠獲得預(yù)警信息，以便及時(shí)采取相應(yīng)的防御措施．

3結(jié)論

綜上所述，在本系統(tǒng)中，雨量計(jì)安裝應(yīng)與太陽(yáng)能電池板一起布設(shè)在陽(yáng)光充足、照射歷時(shí)較長(zhǎng)的線路鐵塔上，以保證動(dòng)力來(lái)源穩(wěn)定可靠和不間斷地監(jiān)測(cè)雨情．在位移計(jì)安裝工程中，灌漿壓力的準(zhǔn)確把握是難點(diǎn)，以避免保護(hù)管破壞和傳感器失靈，從而造成位移計(jì)不能正常工作或者精度不滿足要求．在測(cè)斜儀安裝工程中，重點(diǎn)應(yīng)做好電纜延長(zhǎng)接頭處的密封防水處理，以確保今后運(yùn)行時(shí)傳感器能夠靈敏探測(cè)、測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精度滿足要求．視頻監(jiān)測(cè)布設(shè)在線路鐵塔上視野開(kāi)闊、3G通信信號(hào)穩(wěn)定、日照條件良好、防雷等設(shè)備安全無(wú)虞的位置，以便攝像機(jī)能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)．監(jiān)測(cè)預(yù)警中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器質(zhì)量與穩(wěn)定性也是重點(diǎn)，這會(huì)影響到將災(zāi)害預(yù)警分析系統(tǒng)生成的預(yù)警信息向應(yīng)急管理體系和災(zāi)害監(jiān)測(cè)體系及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)布.這也是相關(guān)人員獲得預(yù)警信息、及時(shí)采取相應(yīng)預(yù)防措施的關(guān)鍵．

目前，該研究系統(tǒng)已在500 kV峽林Ⅰ回輸電線路中投入應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確、可靠地對(duì)輸電線路的降雨、位移、傾斜及外部環(huán)境等狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，運(yùn)行狀態(tài)良好，為今后輸電線路防災(zāi)運(yùn)行和及時(shí)檢修提供決策依據(jù)．

參考文獻(xiàn)：

[1]安海堂．宜昌至巴東段地質(zhì)災(zāi)害分析與防治初探[J]．西部探礦工程，2005，114(10)：201-202．

[2]張虹．三峽庫(kù)區(qū)(重慶段)自然災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)[J]．重慶師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，25(1)：25-28．

[3]魏虹，彭瀟松．對(duì)江西省輸電線路覆冰預(yù)警的探討[J]．南昌航空大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009(2)：73-77．

[4]何錦雄，林瑞榮．潛在地質(zhì)災(zāi)變體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在輸電線路的應(yīng)用[J]．全國(guó)商情：理論研究，2012(6)：92-94．

[5]萬(wàn)軍，范春菊．微風(fēng)振動(dòng)預(yù)警在輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．水電能源科學(xué)，2012，30(7)：169-172．

[6]丁雨恒，張俊．輸電線路載流量預(yù)報(bào)預(yù)警在電網(wǎng)氣象系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè)，2013，37(2)：10-12．

[7]馬君，劉軼鳳．高海拔超高壓輸電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J]．電力信息化，2013(5)：77-80．

[8]谷山強(qiáng)，陳家宏．架空輸電線路雷擊閃絡(luò)預(yù)警方法[J]．高電壓技術(shù)，2013，39(2)：423-429．

[9]張濤，雒宏禮．無(wú)線專網(wǎng)在輸電線路視頻監(jiān)控的應(yīng)用探討[J]．電力信息與通信技術(shù)，2013，11(9)：119-123．

[10] 葉立平，陳錫陽(yáng)．山火預(yù)警技術(shù)在輸電線路的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]．電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，42(6)：145-153．

[11] 趙有余，王永忠．西南山區(qū)某高陡斜坡輸電線路塔基地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防與治理[J]．土工基礎(chǔ)，2014，27(6)：108-111．

[12] 李正志，韓彤．云南電網(wǎng)自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)研究[J]．云南電力技術(shù)，2015，43(2)：135-137．

[責(zé)任編輯王康平]

DOI：10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2016.03.017

收稿日期：2015-11-02

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(51309143)

通信作者：方權(quán)(1983-)，男，工程師，主要從事輸變電線路工程工作．E-mail：276924015@qq.com

中圖分類號(hào)：TM764

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-948X(2016)03-0073-08

Research on Designing and Realizing of Early Warning System of Online Monitoring and Emergency Response of Transmission Line in Three Gorges Region

Fang Quan1Shi Yi1Hou Jinhua1Meng Lang1Zheng Sha2Cheng Bo2Tan Qinglin2

(1. Yichang Operation and Maintenance Department of Maintenance Branch of Hubei Electric Power Company, State Grid Corporation of China, Yichang 443000, China; 2. Power China Zhongnan Engineering Corporation Lilmted, Changsha 410014, China)

AbstractAlthough China in prediction and early warning of transmission line monitoring has made some achievements such as the rain weather, tower and its foundation deformation, video monitoring and other monitoring; but influence factors are considered incomplete; and applicable conditions are restricted to the application in Three Gorges region. In order to overcome above shortcomings, the early warning system of online monitoring and emergency response of transmission line in Three Gorges region consists of 12 components chiefly including rain gauge, displacement meter, inclinometer, video device, GPRS/3G, monitor warning center, users, etc. The system will can process some informations of the transmission tower at the center by the existing platform of GPRS/3G communication technology and real-time video monitoring. And then monitoring data of the rainfall along tower foundations, deep displacement and inclination, are pushed to users interface through the center. The center system mainly consists of four parts such as a communication module, data modules, management modules and early warning module. And the center will actively publish to the emergency management system and disaster monitoring system about informations of the disaster early warning analysis through audible-light alarm and SMS alarm value; so that the relevant users and their personnel will accurately obtain early warning informations to take defensive measures in time.

KeywordsThree Gorges;transmission line;monitoring and early warning;emergency response