宁夏750kV超高压输电线路无线视频监控技术应用的分析

【摘要】随着经济的高速发展，电力客户对电力的需求量越来越大，对电能的质要求也越来越高，因此远距离750kV超高压输电线路电网运行的安全性显得尤为重要。通过在线路杆塔上及导线上的摄像头，以一套优秀的监控系统实时动态地汇报被监测点的情况，将因为人为因素或自然灾害等原因遭到破坏的干扰的输电线路的现场，通过一定无线技术手段及时反馈到运行管理人员处，实现设备远程实时监控，及时发现问题并进行处理，保障输电线路的稳定运行。同时，所反馈的输电线路影像资料也可作为工作前的现场勘查参考，完整的备份资料可以随时进行分析调查。

【关键词】无线；视频；监控；输电线路

1、引言

随着宁夏回族自治区经济快速增长，电网的安全性越来越受到重视，这其中750kV超高压输电线路的安全性是不容忽视的重要环节。宁夏电力公司检修公司肩负着将宁夏资源优势转化为经济优势的历史使命，目前主要承担宁夏交流750千伏及直流660千伏超高压输变电设备及相关辅助设备管理、运行、维护任务，负责运维10条750千伏输电线路，共计1134基杆塔，553.774km；1条±660千伏输电线路及其接地极线路，其中直流线路105.896km，共226基杆塔，接地极线路63km，共160基杆塔。

随着通信技术、计算机网络技术以及数字视频技术的飞速发展，对输电线路实行远程视频监控成为了可能，由于输电线路固有的分布范围广的特点，实施远程无线视频监控有其独到的优势，更是得到越来越广泛的应用。

2、系统原理

750kV超高压输电线路无线视频监控技术工作原理是：利用先进的图像数据采集压缩编解码技术、数据传输技术、太阳能转换蓄电池供电技术、监控中心服务器软件管理技术，对恶劣环境中运行的高压输电线路的运行状况进行全天候、实时监测，减少由于线路周围建筑施工（危险点）、导线覆冰、风偏舞动、线路大跨越、导线悬挂异物、塔材被盗等因素引起的电力事故。通过24小时全天候监测，大大减轻巡视人员的劳动强度，提高线路安全运行水平，为线路运行单位提供直观可靠的线路安全信息。

3、电力线路在线视频监测

输电线路状态监测系统包括覆冰、气象、图像（视频）、导线温度、导线微风振动、舞动、反外力破坏等产品，上述功能模块可单独使用也可任意组合使用。

该系统不仅可以通过各种探测器，探测到输电线的温度、湿度、风速、风向、泄漏电流、覆冰状况，而且还能处理视频图像和图片等数字化信息。探测器将采集的信息通过GPRS/CDMA或无线局域网等通道手段，上传到输电线路状态在线监测监视中心，同时可通过内部网登录各种内部管理系统和调度自动化系统。监控中心设有LCD拼接大屏幕系统，各种在线监测数据、图像、视频和抢修车辆位置等信息能直观显示在大屏幕上，使监控人员能及时监视设备运行情况，准确判断设备状态和现场情况，指挥车辆和专业人员处理各种输电线路的检修和抢修工作。

它包括了10个子系统：输电线路图像视频监控系统、输电线路气象监测系统、输电线路风偏监测系统、输电线路等值覆冰厚度监测系统、输电线路杆塔倾斜监测系统、输电线路导线温度监测系统、输电线路现场污秽度监测系统、输电线路微风振动监测系统、输电线路导线舞动监测系统、输电线路导线弧垂监测系统。这些子系统之间相互独立，但又能够彼此协作，为电力的安全运行保驾护航。

根据监控需要选择指定输电铁塔作为监控铁塔，并安装无线通信基站，监控前端设备（监控摄像头+视频服务器）通过网线接入到无线基站。大部分的基站为子站，采用双模块无线MESH路由器。一个无线模块用于回传，连接到汇聚站；另外一个无线模块用于接入，巡线员可以使用标准的WiFi终端或笔记本电脑通过该站点与控制中心通信。每5—10Km左右设置一个汇聚站，采用四模块无线MESH路由器，将该距离范围内所有的子站接入到该汇聚站点。为提高系统可靠性还可使用两个互为主备的基站。

汇聚站下的所有基站属于一个子网，构建一个独立的子网，所有网络设备的IP地址在此子网内分配。汇聚站可从输电线路中间位置分成两个方向，通过多点跳接分别与线路两端的变电站有线局域网连接，最终接入到监控中心网络。

基于无线局域网无线传输网络，加上视频监控前端设备（摄像头、视频服务器等）、监控中心设备（监控平台、录像存储磁盘阵列等）以及供电系统（监控铁塔上设备的供电建议采用太阳能供电），构成完整的输电线路无线视频监控系统。该系统的无线传输网络，最大可提供60Mbps的业务带宽，最大跳数支持10跳，误码率小于0.001%，时延小于50ms，完全可保障实时监控视频的流畅传输。此外，该系统还可同时实现智能巡查：巡查人员在每个铁塔下可无线接入到系统网络，将所有的数据通过智能终端传输到控制中心；通过无线定位和图像监控，控制中心可以实时准确的了解巡查人员的当前位置和情况，增加巡查人员的安全性。

4、系统供电

由于无线视频监控装置一般安装在野外的杆塔上，现场无交流电源供给，所以都采用太阳能供电。选择合适功率的太阳能电板以及合适容量的蓄电池，对于保证系统全天候正常工作，同时，又兼顾安装施工、设备维护的方便性非常重要。

太阳电池方阵在晴朗的白天把太阳光能转换为电能，给负载供电的同时，也给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池给负载供电。太阳能供电系统由太阳电池组件构成的太阳电池方阵、太阳能充电控制装置、逆变器、蓄电池组构成。

这其中，设备的低功耗模式工作是关键。低功耗设计在本系统中十分关键。由于采用太阳能供电，如果设备功耗过大，势必造成太阳能电板、蓄电池体积、重量变得庞大，给设备在杆塔上的安装带来不便，甚至无法安装、使用。

采用太阳能独立供电，无线传输，彻底无线化；组件灵活，小巧，方便安装与组网；交直流供电方式，满足多种负载用电的需要；安全性好，维护费用少，造价低。

5、结语

作为实时监控线路运行状态的技术手段，无线视频监控系统随着通信技术、计算机网络技术以及数字视频技术的飞速发展，对远距离超高压输电线路实行远程视频监控成为了可能，降低由于西北地区750kV超高压输电线路具有海拔高、风沙大、污染重、分布范围广等特点带来的设备风险，提高设备的寿命周期，使管理人员第一时间了解监测点的现场信息，可针对突发的异常情况采取适当的手段予以人工干预，将事故的发生率或事故危害降至最低，同时大大减轻巡视人员的劳动强度，提高线路安全运行水平，为线路运行单位提供直观可靠的线路安全信息。远程无线视频监控有其独到的优势，将会得到越来越广泛的应用。

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