趙亞光 文 剛 吳 盛 劉 沖 青 言

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司紅河供電局 2.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院3.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉溪供電局 4.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司普洱供電局）

0 引言

在我國對電網(wǎng)超高壓、大電網(wǎng)、智能化的大力發(fā)展政策下，云南電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了特高壓、遠(yuǎn)距離、大容量送電，交直流混合運(yùn)行、異步聯(lián)網(wǎng)等特色工程。隨著電網(wǎng)電壓等級越來越高，規(guī)模越來越大，電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行的要求也越來越高。架空輸電線路作為電力系統(tǒng)中不可或缺的組成部分。由于其架空輸電線路長期裸露在大氣環(huán)境中，在一定時間就會不可避免地受到其他外力的各種損害，從而影響架空輸電線路的正常運(yùn)行［4］，甚至引發(fā)電網(wǎng)大面積停電或造成人身傷亡事故的發(fā)生［10］。因此，在確保安全的情況下，直觀、高效地監(jiān)測和掌握線路通道環(huán)境的動態(tài)變化情況是一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)性工作［8-9］。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

近年來，隨著我州高速公路和城鎮(zhèn)化等大量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，城市道路、路燈、街道綠化改造，輸電線路周圍外力隱患翻倍增加，有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2017年110kV及以上輸電線路外力破壞跳閘10次，比往年增加了1倍［5］。其中大部分是因吊車、鏟車等大型機(jī)械設(shè)備作業(yè)撞擊導(dǎo)線引起斷線、導(dǎo)線斷股、損傷進(jìn)而引發(fā)線路跳閘甚至故障停運(yùn)等事故。為了解決上述問題，我局采取多種措施防止外力破壞事故的發(fā)生。

2 輸電線路常見外力破壞案例分析

案例一：2017年1月7日16：20時，某110kV線路跳閘，重合不成功。接到調(diào)度通知后，我局輸電管理所線路所在班組立即制定方案，根據(jù)保護(hù)測距信息和谷歌地圖推算跳閘點(diǎn)在該線路#29～#32桿，本次故障查找采用人巡加機(jī)巡的巡線模式，經(jīng)過半天查找終于發(fā)現(xiàn)線路發(fā)生跳閘的放電痕跡。本次線路跳閘原因?yàn)槟掣咚俟肥┕み^程中，吊車司機(jī)沒有辨明風(fēng)險，在操作吊車過程中吊臂誤碰架空輸電線路導(dǎo)線，導(dǎo)致導(dǎo)線對地放電引起線路跳閘事故的發(fā)生。圖1，圖2所示。經(jīng)過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，事故發(fā)生現(xiàn)場混亂，大型車輛和人員較多，指揮和管理不足，沒有安全員對大型車輛作業(yè)進(jìn)行監(jiān)管，再加上吊車司機(jī)對吊車作業(yè)與電力輸電線路安全距離知識欠缺導(dǎo)致這次事故的發(fā)生。輸電線路管理部門應(yīng)該加強(qiáng)自身線路的巡視和管理，特別是對已發(fā)生外力破壞的輸電線路地段進(jìn)行不間斷巡視和監(jiān)測，將隱患的發(fā)生控制在最小范圍之內(nèi)。

案例二：2017年08月04日，某綠化工程有限公司吊車駕駛員駕駛吊車在110kV某某T線某變支線#5-#6桿吊裝綠化樹時，因作業(yè)人員安全意識不足，吊車吊臂距導(dǎo)線安全距離不足導(dǎo)致右相導(dǎo)線對吊車放電，造成永久接地故障。如圖3、4、5所示。

本案例暴露出以下幾個問題：

（1）某局輸電管理所無法第一時間獲取線路通道情況，只能通過調(diào)度提供的電網(wǎng)故障詳報獲知線路跳閘，信息來源滯后。

（2）線路運(yùn)行人員沒有提前對建設(shè)、綠化相關(guān)單位及吊車駕駛員進(jìn)行電力知識宣貫，導(dǎo)致其安全意識不足。

（3）輸電線路所沒有提前梳理所管轄線路易受外力破壞點(diǎn)，并將其化為特殊區(qū)段進(jìn)行專業(yè)化管理，也未在人力不足的情況下應(yīng)用新技術(shù)，提升輸電線路巡檢水平。

為了提高輸電線路巡視效率，改變傳統(tǒng)的運(yùn)維模式，采用在輸電線路桿塔上安裝視頻在線監(jiān)測裝置來加強(qiáng)線路通道內(nèi)狀況巡視的方式應(yīng)運(yùn)而生。

3 輸電線路視頻在線監(jiān)測

視頻在線監(jiān)測裝置是實(shí)現(xiàn)架空輸電線路設(shè)備本體、氣象環(huán)境、通道狀況等信息的采集，并通過通信網(wǎng)絡(luò)向主站系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)的前端裝置。一般由主控單元、通信模塊、電源模塊等構(gòu)成。

本文所述輸電線路視頻在線監(jiān)測裝置，包括攝像機(jī)1和后臺監(jiān)控機(jī)2，所述攝像機(jī)1與電源3導(dǎo)線連接并設(shè)置在裝置柜5內(nèi)，所述裝置柜5的前端開有攝像孔6，所述攝像機(jī)1的攝像頭4伸出到所述攝像孔6之外，所述攝像機(jī)內(nèi)設(shè)置有手機(jī)流量卡；設(shè)置時間定時開關(guān)7與所述電源3和攝像機(jī)1連接；設(shè)置喇叭8與所述電源3導(dǎo)線連接；所述攝像機(jī)1與后臺監(jiān)控機(jī)2和裝有APP軟件的智能手機(jī)無線連接。該設(shè)置有太陽能電池板9與所述電源3連接。該裝置所述裝置柜5的柜壁上設(shè)置有通風(fēng)孔10。

在輸電線路桿塔上安裝攝像機(jī)，對監(jiān)管范圍輸電線路通道進(jìn)行實(shí)時在線巡視，攝像機(jī)與后臺監(jiān)控機(jī)或智能手機(jī)相結(jié)合，攝像機(jī)所拍視頻和圖片及預(yù)警信息均以4G通信方式發(fā)送到后臺監(jiān)控電腦或手機(jī)上，方便輸電線路管理人員實(shí)時在線監(jiān)視，掌握對監(jiān)管范圍內(nèi)出現(xiàn)的各種異常情況，以便及時采取預(yù)防措施，最大限度避免事故發(fā)生［1-5］。以下是本裝置原理及結(jié)構(gòu)圖如圖6、7、8所示。輸電線路視頻在線監(jiān)測裝置對外力破壞事故進(jìn)行預(yù)防關(guān)鍵技術(shù)如圖9所示。

4 應(yīng)用案例及效果分析

選取110kV某T線某變支線#6桿作為外力破壞試驗(yàn)點(diǎn)，安裝一臺視頻在線監(jiān)測裝置進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測，工作人員在裝置安裝后不久通過手機(jī)APP發(fā)現(xiàn)吊車在距監(jiān)視輸電線路導(dǎo)線5米處作業(yè)的現(xiàn)場狀況，并于第一時間趕赴現(xiàn)場成功制止并避免了一起因外力破壞導(dǎo)致導(dǎo)線跳閘事件的發(fā)生。

事故詳情：2017年11月5日，因某城市綠化需要，某綠化公司在110kV某線路通道內(nèi)使用吊車吊裝綠化樹木，工作人員在手機(jī)APP上發(fā)現(xiàn)這一情況后立即到現(xiàn)場進(jìn)行制止。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測，吊車吊臂與導(dǎo)線安全距離大約5米，且吊車有從導(dǎo)線下方穿過的跡象。不滿足《架空輸電線路運(yùn)行規(guī)程（DL/T741—2010）》線路保護(hù)區(qū)的運(yùn)行要求：架空輸電線路保護(hù)區(qū)不得有建筑物、廠礦、樹木（高跨設(shè)計(jì)除外）及其他生產(chǎn)活動。一般地區(qū)110kV電壓等級導(dǎo)線的邊線保護(hù)區(qū)范圍為10米的要求［4］。極易引發(fā)吊車吊臂碰觸導(dǎo)線導(dǎo)致該條輸電線路發(fā)生跳閘的事故。如圖10、11所示。

該地段為案例二所述發(fā)生外力破壞跳閘線路地段，作為輸電線路視頻在線監(jiān)測裝置防止外力破壞事故發(fā)生的試驗(yàn)區(qū)段，自從裝設(shè)在線監(jiān)測裝置后再沒有發(fā)生過外力破壞事件。在此成功案例之下，目前我局

已經(jīng)在多處外力破壞易發(fā)或多發(fā)地段安裝圖像在線監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測外力破壞事件的發(fā)生，起到了顯著的效果。

5 應(yīng)用亮點(diǎn)和局限性分析

（1）輸電線路巡視人員發(fā)現(xiàn)輸電線路通道內(nèi)有外力破壞跡象可以通過喇叭喊話功能勒令現(xiàn)場作業(yè)人員立即停止作業(yè)，之后輸電線路運(yùn)維人員第一時間趕往事發(fā)現(xiàn)場對施工人員進(jìn)行制止。但是，外力破壞現(xiàn)場多為吊車、挖掘機(jī)等大型機(jī)動車輛，機(jī)車噪聲大，喇叭喊話功能會受到影響，效果不佳。

（2）該視頻在線監(jiān)測裝置可以通過安裝在電腦的APP對所監(jiān)視的輸電線路通道進(jìn)行巡視，也可通過安裝在輸電線路運(yùn)維人員手機(jī)上的APP對輸電線路通道情況進(jìn)行觀察，具有不受時間、距離限制的特點(diǎn)，效率高。但是，目前對外力破壞跡象的監(jiān)測需要依賴人眼識別，該裝置還未具備自動識別、分析和報警的智能化效果，增加了輸電線路運(yùn)維人員的工作量。

（3）該裝置信號傳遞為無線通信方式，同時支持3G、4G及GPRS信號，不需要網(wǎng)線和通信光纜。但是該裝置需要安裝在信號相對較好的地方，不然容易出現(xiàn)信號不良，導(dǎo)致監(jiān)測中斷［9］。

（4）該裝置內(nèi)裝蓄電池采用太陽能電池板供電，電能來源便利、清潔，但需要安裝在日照充足的地方。

（5）該裝置安裝方便，只需將其固定在桿塔上調(diào)整好觀察角度即可使用，可實(shí)現(xiàn)水平360度旋轉(zhuǎn)和垂直90度，仰角為30度觀測，使用方便、安全。但是，該裝置的安裝增加了輸電線路桿塔自身荷載，影響線路正常安全運(yùn)行，所以在安裝前應(yīng)對所裝設(shè)桿塔進(jìn)行荷載校驗(yàn)［8］，在滿足要求的情況下才可安裝。

（6）該裝置進(jìn)行技術(shù)改造后增加了時間定時開關(guān)模塊，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備定時開關(guān)的作用。方便了線路運(yùn)維人員根據(jù)監(jiān)視范圍內(nèi)的輸電線路通道受外力破壞時間節(jié)點(diǎn)設(shè)置機(jī)器開關(guān)的時間。不僅減輕了運(yùn)維人員的工作量，還節(jié)省了電量［2］，相當(dāng)于增加了視頻在線監(jiān)視裝置的工作時間，提高了線路運(yùn)行的安全性。

（7）該裝置不僅可以對另外一條線路通道情況進(jìn)行巡視，還可以對輸電線路桿塔基礎(chǔ)土層破壞、自爆和破損絕緣子、斷股和損傷的導(dǎo)線、導(dǎo)線異物、銹蝕的金具、山火、線路通道內(nèi)樹木生長等狀況進(jìn)行監(jiān)視［6-7］。大大減小了輸電線路管理單位及人員的工作量，具有實(shí)用性和可推廣性。

6 結(jié)束語

本文提出將視頻在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用于輸電線路外力破壞巡視中，解決了人巡和機(jī)巡不能實(shí)時觀察輸電線路通道狀況，提前預(yù)防外力破壞事故發(fā)生的問題，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證了該技術(shù)應(yīng)用于城市外力破壞監(jiān)視的可行性。該技術(shù)不僅有在線監(jiān)視輸電線路周圍環(huán)境狀況的功能，還可對裝置安裝桿塔的本體、基礎(chǔ)、絕緣子、導(dǎo)地線和所屬線路及其通道情況的監(jiān)視提供一種輔助技術(shù)手段且為輸電線路設(shè)備狀態(tài)檢修工作提供技術(shù)支持。因此，本文提出的技術(shù)是可行的并能擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。