孙宏涛
国网喀什供电公司 新疆省喀什市 844000
摘要：电力输送过程需基于高压输电线路完成，作为智能电网的核心构成，高压输电线路的安全稳定运行与否会对整个电网产生直接影响，规模及范围不断扩大的电力系统对高压输电线路的监测提出了更高的要求，设计并完善高压输电线路的在线监控技术仍然是目前研究的重点领域。不断发展完善的智能电网及动态增容技术为输电线路实时高效的监测过程的实现提供了有力支撑。
关键词：输电线路;视频监控;技术发展
引言
随着电力建设事业的蓬勃发展，电网规模迅速 扩大，输电线路作为最重要组成部分，其跨越路径 长、环境变化大，电力设备维护运检工作越来越繁 重，输电线路图像可视化监测成为迫切需求，这对 输电线路状态数据通信的智能性、实时性、精准 性，图像监测的高清可视性，以及信息传输的安全 性、低延时性等提出了更加严格的要求。
1视频监控技术的发展
自视频监控出现以来，视频监控技术共经历三个阶段:模拟视频监控系统、数字视频监控系统、网络视频监控系统。模拟视频监控系统:这一阶段主要是以盒式磁带录像机(VCR)为代表，视频同轴电缆作为传输媒介，盒式磁带录像机存储视频，然后在监视器上显示出来。这种模拟传输方式基本不涉及网络，但需要在每个安装点都进行铺设视频同轴电缆，易受外力破坏，维修成本较高，且录像带无法长时间进行录像，不便于保存，盒式磁带的存放对环境的要求较高。
2输电线路视频监控的研究现状
由于我国工业化与信息化发展较晚，输电线路的状态监测主要借鉴国外监测经验。前期对输电线路检修方式主要是计划检修，计划检修的后果就是用户停电频繁，给人们的生活带来了很大的不便。2009年，国家电网公司在“特高压输电技术国际会议”上提出了“坚强智能电网的规划”，其核心技术便是对关键设备进行实时监控。2016年3月，国家电网公司提出了《架空输电线路“三跨”重大反事故措施》的要求，输电线路在两个杆塔之间会发生弧垂，当两个杆塔距离远时，输电线路的应力就变大，发生故障的概率就变大，“三跨”指输电线路跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道，这些区段的特点大都是杆塔之间的输电线路太长，极容易由于发生过度弧垂，导致输电线路发生故障，故需要加装视频监控对其运行状态进行监控。
3输电线路视频监控技术应用
3.1红外传感器技术
结合红外传感器的室内输电线路老化监测系统,可实时监测待测线缆的温度,对墙体内线缆和其他热源进行区分,并对线缆异常部位拍摄照片.用户可通过手机APP或PC客户端实时监控待测线缆状态和线缆各部分的温度情况,发生隐患及时报警,提醒用户及时更换老化线缆.经过实验验证,本系统传感器工作正常,用户终端界面友好,满足室内输电线路热老化监测的需要,这给预防因线路老化引发电气火灾提供了一种切实可行的解决方案.
3.2无线4G公网通信技术
针对输电线路图像可视化监测终端有运营商网络覆盖且信号较好的场景，可采用无线4G公网通信方案，依靠运营商网络实现数据通信。目前，国内三大运营商网络基本可以覆盖输电线路经过的区域。这种方案无需亲自组网，比较方便实用，且具备双通道备份等优点。无线4G公网通信方案包括前端热点（图像可视化监测终端）和后台监控中心（含安全网关）。
3.3无线网桥通信技术
前端热点由图像可视化监测装置、数据采集系统、无线发射系统及电源系统组成。无线发射系统采用数字无线网桥产品，设备内置有18dBi的平板天线，数据传输距离根据不同的设备型号匹配不同千米数的要求而设定，完全满足从前端到热点基站的无线信号连接，传输性能稳定可靠。
交换机把图像可视化监测终端采集的信号进行汇总，接入到POE供电盒的数据接口中，再把这些信号通过无线通信的方式传输到热点覆盖的中继基站。前端热点的电源系统采用太阳能+蓄电池供电模式，保证图像可视化监测装置的正常工作。在没有光照的情况下，能够满足连续多天的工作需要。
3.4监测设备的供电技术
杆塔上不能悬挂较长的导线，杆塔上使用电池时更换难度较大，且禁止从高压输电线路取电，可安装于杆塔上的节点，监测子站和部分图像传感器节点可采用太阳能供电系统（和节点一起安放在塔上），其所采用的免维护铅酸蓄电池的容量根据实际情况计算获取（包括设备功耗和连续阴雨天数），选取太阳能电池组件则以发电量、电池电压、设备功耗等为依据（连续阴雨天间的最短间隔期间）。合理的供电系统利用充足的光照即可有效满足设备持续供电的需求。此外需注意根据杆塔对承重和抗风要求设计供电系统的体积和重量，导线温度监测节点可采用电磁感应供电方式，避免对导线造成损伤。通过将蓄电池加装于设备上以避免断电情况（通常由输电线路载荷不足、继电保护跳闸引起）的出现，蓄电池充电时由电磁感应供电。
4关键技术发展趋势分析
4.1前端技术发展趋势
视频监控在其他领域已经得到了大规模的应用，并对视频采集、视频压缩、太阳能供电等技术进行了大量研究。但是前端的功耗、供电、体积方面仍需要进行进一步研究。能否采用相关的技术手段继续降低视频采集、压缩的功耗，同时在考虑最大阴雨天，电池容量不变的情况下，能否对前端电池体积进行缩小化，从而将前端的体积进行缩小化。在供电方面，由于监控点是输电线路，能否通过输电线路来进行感应取电，同时提高电能的利用率。
4.2图像传输技术
在对输电线路缺陷图像进行检测的过程中，利用深度学习模型，通过层次化特征表达式完成对图像的描述。采用深度卷积神经网络方法对视频联动技术采集的图形或视频数据集进行预处理以及分类识别，同时将缺陷位置标识出来，把识别结果反馈给综合监控平台，指导检修将缺陷消除［10－11］。除此之外，还可借助专家反馈完成度识别模型的改进，提高缺陷识别精度。构建深度学习监督训练对输电线路常见缺陷进行智能识别。
4.3后台监控技术
后台监控中心由管理服务器、数据库服务器、流媒体服务器、Web服务器和存储设备等组成。后台监控中心可以分为多个分监控中心和一个总监控中心。分监控中心完成数据库管理、通信管理、存储管理功能，对数据库服务器进行各类数据的自动处理，并将处理结果予以显示，同时通过数据网与各种内部管理系统和调度自动化系统进行信息交互。总监控中心可以对全区域输电线路内的全部在线监测系统进行管理。监控中心安装有在线监测管理分析软件，方便监测、管理。
结束语
为有效满足电力系统对高压输电线路安全运行的需求，本文主要对高压输电线路的智能化在线监测系统进行了研究和设计，完成了全参数的线路监测系统的构建，以该线路布局及监测参数的特点为依据完成了层次型异构无线传感器网络的构建，由负责采集图像和标量数据的子网和负责远距离可靠传输数据的骨干网构成，重点解决了包括节点供电、传输距离、电磁兼容等在内的关键问题，有效提高了高压输电线路的在线监测质量及效率。在节省运行费用的同时提高了系统的可扩展性、可靠性，为完善高压输电线路的监测功能提供参考。
参考文献
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