刘博
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山西省晋中市 030600
摘要：本文针对输电线路受到外力破坏的类型，研究防外力破坏实时报警监控系统的需求内容及其模型设计，并通过实例介绍系统的安装，以供参考。
电力输送关系着人们的日常生活与生产，因此输电线路的安全显得相当重要。但输电线路大多位于较为偏僻或环境特殊的地方，由于长期暴露在外，因此极易受到自然天气或相关人为因素的影响，同时其安装位置的特殊性使其不能采用人工值守或实时监控，从而导致输电线路出现故障。为此，本文提出了防外力破坏实时报警监控系统，以保障输电线路的安全。
1 输电线路受到外力破坏的类型
输电线路分布较广，不但需要在城市相关建筑物及公共设施中铺设，更需要跨越湖泊、山林、野外公路等偏僻位置，因而易受到异物短路、施工不当、烟火短路、自然因素及人为盗窃等外力破坏产生故障。
受各类因素影响，部分带有导电性的物体易吹到输电线路上，从而使其发生短路现象。施工不当对输电线路的外力破坏是较为常见的类型，主要是施工中采用吊车等机械工具吊重物时易影响其周围的输电线路，产生线路对地现象，不但导致大范围的线路故障，更有可能造成人员伤亡。此外，施工中放炮、取土过程中未严格按照安全施工标准进行，会使得电线塔基不稳固甚至出现倒塌的现象，从而导致输电线路受到破坏。烟花炮竹的燃放也是造成输电线路短路的重要部分，由于烟花炮竹燃放后易产生烟雾或相关物质，对输电线路的绝缘性能有较大影响，易使其产生闪络或击穿等破坏。而分布于山林中的输电线路则易受到自然因素影响而产生跳闸或短路、闪络等情况。最后，盗窃行为也是破坏输电线路的重要因素，由于输电线路大多处于无人看管的野外，常发生变压器、相关的接地线、铜芯等的盗窃行为，从而造成输电线路破坏。
2 系统设计需求
由于无法保证对所有输电线路进行人工监控，在受到破坏的情况下也无法及时进行处理，因此需采用输电线路防外力破坏实时报警监控系统对其进行控制。该系统主要针对输电线路需要监控的区域、部位、线路位置等情况，具备在受到各类破坏条件及行为下的外力破坏事故预警，从而便于及时维护，保证输电线路的稳定运行。
（1）实时感应检测。该系统必须能实时感应并检测到相关输电线路在安全防护区内可能出现的安全隐患，若出现超过安全区域的行为则需及时判断，便于准确维护。
（2）现场与远程警报。该系统必须能在操作人员出现危险行为时进行现场警报，防止操作行为超过输电线路的安全范围。此外，系统还设计远程监控与预警功能，可实时查看输电线路的安全隐患信息，从而提前预警，便于相关人员及时关注并作出应急处理，避免线路事故发生。
（3）后台管理设计。系统中需要设计后台管理的内容，包括线路安装的地理位置、高压级别、周边环境等的预警系统节点信息，同时保证能及时获取到告警点的信息，并直观显示其状态。后台能储存相关信息，并发送通知给相关维护人员，并能查看历史记录。
（4）使用性、维护性方便。由于该系统安装于野外环境，便于对野外无法监控的位置进行监控，因此设计中需要保证其能在较为恶劣环境下长时间独立运行。系统必须注意防水、防潮、防晒等设计，保证系统电源的绝缘性能及其抵御电磁环境干扰的能力，确保系统能安全可靠运行，降低更换难度。最后，测距装置安装于输电线路上，并与报警系统分开设置，通过无线传输方式将测距装置与报警终端相连接，从而使得测距装置的相关功能消耗及体积都大大降低，也使得报警终端的位置选择更加方便，便于维护。
3 输电线路防外力破坏实时报警监控系统模型
3.1报苦监控系统模型的组成
防外力破坏实时报警监控系统模型由传感器（红外传感器、声控传感器等）、雷达和摄像头组成，通过监测分机监测并记录相关数据后发送至监控中心和数据库，再上送报警执行系统，从而进行维护处理。为保证对输电线路外力破坏的感应与监测，系统采用多种传感器、雷达探测仪、摄像头、MCU及GPRS等模块组成监测分机。监测分机的电源可利用太阳能电池板及蓄电池组成，使得系统能持续供电，而其中相关通信功能不会因工作时间或电源消耗电量而无法正常工作，更能有效提高通信设备的使用寿命，节约电力资源。当监测分机接收到数据信息后能传至监控中心和数据库，而数据库依据输电线路的数据属性能将数据进行综合分析，当分析到相关故障或隐患数据时能有效整理并储存，便于将事故处理方案存储预报数据库中，事故发生后能做到自主应急处理。报警执行系统是系统模型的最后部分，当报警系统通过监控中心和数据库接到报警通知后，即可根据具体情况进行相应处理，从而保证输电线路的安全运行。
3.2系统工作流程
防外力破坏实时报警监控系统的工作流程：首先通过红外传感器、声控传感器及雷达探测器等采集相关信号并转换成模拟信号后，经相关电路将模拟信号再次转换成数字信号；然后通过分析处理并利用无线网送人监控中心，存人数据库；最后由监控中心对输电线路即将受到外力破坏的位置、受到破坏的原因、可能发生的时间等进行判断，进而安排维护管理人员及时处理。此外，系统还设有语音警报提示环节，当监测到即将发生的破坏现象或可能受到人为外力破坏时能利用语音方式进行教育与警告，从而帮助相关人员执行维护管理工作，并配置监控摄像头，保证相关事故发生后可进行准确的责任追究。
4.应用分析
下面通过实例对输电线路防外力破坏实时报警监控系统的设计及安装情况进行分析。
（1）安装要求。将防外力破坏实时报警监控系统安装于220kV输电线路某位置，同时保证输电线路上有3.5个监测点。为保证系统的有效性，需在每个监测点进行雷达对射，同时确保系统能在持续一周的阴雨环境下工作，并保证供电不间断，摄像机也能全天候工作。
（2）系统监测需求。首先需依据系统安装的条件进行设计，确保系统能达到需求的工作天数，其线路电压等级及总设计方案也需依照安装要求进行设计。然后依据具体情况选择通信方式，通常采用价格较低且所占数据通道较小的GSM/GPRS通信方式。此外，依据系统对防外力破坏的要求，需要保证24小时不断监测，且监测分机具有良好的防晒、防水效果，监测范围在100m。由于需保证系统电源能全天候不间断供电，监测系统也需在持续一周的阴雨环境下工作，同时降低摄像机、系统待机功能消耗，雷达对射设备等的消耗，因此系统应采用太阳能板与蓄电池结合组成电源系统，且太阳能板应面对南方，确保充电效果。为保证雷达探测器的传播距离与防外力破坏效果，需采用雷达对射的方式设置监测点。每个监测点设置两组对射雷达，以确保监测区域覆盖完全，且需注意雷达覆盖的区域超过导线距离，确保报警的预警时间在安全范围内，紧急情况下则需采用声光报警，便于及时进行处理。
（3）监测方案。防外力破坏实时报警监控系统采用微波雷达对射传感器，避免其受到天气或气候的影响，且具有较高的识别率。两组雷达对射安装于输电线路两根相邻的杆塔上，并做到实时警戒。此外，当系统中的传感器检测到人为入侵破坏后能及时向监控中心发送报警信息，且能通过声光报警的形式警示相关人员。报警信号传输至监控中心后，监控中心能及时报警，从而便于处理输电线路故障。
5 结束语
实践证明，防外力破坏实时报警监控系统能有效保证输电线路及相关设备的安全运行，确保电网供电的可靠性。而通过合理设计监控系统模型，并依据具体情况安装，能保证系统的监测预警效果得以完全发挥，以促进电力行业的发展。
参考文献
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