电力线路防外破警示装置开发及应用效果分析

胡军

国网江西省电力有限公司 上饶供电分公司 江西 上饶 334000

摘要：电力线路在运行的过程中，容易受到外界树枝等因素的干扰，带来较大的安全运行风险。采用电力线路防外破警示装置，能够对电力线路绝缘安全距离内的入侵物体进行实时探测，当发现绝缘距离不够时，则通过该电力线路防外破警示装置发出声音、灯光等预警信息，达到防范因外界物体入侵导致的电力线路安全事故的目的，提高电力线路的安全运行水平。本文所述的电力线路防外破警示装置，既能够应用在输电等高压电力线路的防护上，也能够应用在配电等低压电力线路上，具有较广的应用范围，能够发挥较好的警示作用。

关键词：电力线路；警示装置；开发

1 电力线路防外破警示装置

随着电力线路安全通道的不断缩小，电力线路在运行的过程中，面临外力破坏的风险越来越大，如何防止电力线路遭受外力破坏，是如今较为突出的问题。大型施工车辆在电力线路下进行作业时，很容易出现误碰电力线路的情况，由此导致电力线路出现跳闸，有必要采用电力线路防外破警示装置，降低电力线路的跳闸率。在电力线路防外破警示装置中，可以采用大阳能电池作为供电电源，为装置中的警示灯供电。该装置的主要组成结构包括电力线路导线线夹、电池板、控制电路板、发光二极管、开关、灯罩等。

在电力线路防外破警示装置中，还采用了感光芯片，通过该芯片，可以实时感受到电力线路周围光线的变化情况，从而判断是否遭受到了外界物体的入侵，并将所采集的电力线路数据信息传输到集成控制电路中，经过分析计算，得出准确的结果。

2 电力线路防外破警示装置开发

当电力线路附近有夜间施工作业时，由于照明不充足，操作人员容易使得机械设备误碰电力线路的情况，可以通过采用声光警示装置降低出现安全事故的概率。电力线路防外破警示装置在开发的过程中，应保证该装置能够适应不同条件下的运行环境，如在恶劣天气条件下，也能可靠发出相关的声音和灯光预警。电力线路防外破警示装置从组成结构上，主要包括取能模块、储能模块、声音和灯光预警模块、控制电路模块等。

2.1 电力线路防外破警示装置中的警示灯

对于电力线路防外破警示装置中的警示灯，可采用太阳能警示灯，包括太阳能电池、控制电路和LED红色发光二极管。电池板将太阳能转化为电能，控制电路根据导线外界的情况控制二极管的导通或截止，当处于导通状态时，则红色发光二级管点亮，当处于截止状态时，则不发出灯光警示信号。在红色发光二级管灯体的参数选择方面，应根据电力线路防外破警示装置的实际应用环境进行选择，主要的参数包括电池电压和容量、工作电流和输出功率、闪光频率和短路电流等。

2.2 电力线路防外破警示装置的连接

为了保证电力线路防外破警示装置能够稳定安装在电力线路中，可以采用螺栓固定的方式。当将螺栓旋紧后，为了防止导线舞动而引发螺栓松动，应在旋紧处设置压缩弹簧，通过弹簧力顶住电力线路防外破警示装置，防止出现装置松动的情况。

2.3 能量供应模块

对于能量供应模块，在装置的开发过程中，可以采取太阳能电池板或者超级电容等取电方式，需要根据实际的应用需求进行选择。当采用超级电容作为储能模块时，白天电力线路中的电流较大，可以将能量进行存储，以保证当夜间电力线路中电流较小时，声光警示系统依然具有足够的能量发出相关的警示信号。

2.4 线路入侵物体的探测技术

对于电力线路入侵物体的探测技术，可以采用基于超声波探测技术和基于磁场测量技术等。在基于超声波探测技术中，采用了智能摄像头球机，在摄像头中设置了处理器、通信模块、超声波测量模块和LED灯光模块等。当电力线路的安全运行空间中有外界入侵物体时，此时，通过超声波探测技术，就可以根据探测声波的变化，发现并判断入侵物体，保证电力线路的运行安全。在基于磁场测量技术中，同样，当电力线路的安全运行空间中有外界入侵物体时，导线的周围磁场分布会发生变化，通过对导线周围的磁场测量结果，判断是否出现了外界入侵物体。通过在电力线路中采用该防护装置，可以通过报警信息远程通讯，即时送达责任人手机，报警的同时对现场进行拍照，便于即时查看现场情况，报警距离和报警方式远程设置，适应郊区和人员密集区等不同区域安装。通过电力线路防外破警示装置中的摄像头，可以将拍摄的图像信息传输到电力线路监控管理中心，实现对电力线路的全天候实时在线可视化监测。

3 电力线路防外破警示装置的应用效果分析

电力线路在运行的过程中，主要可能遭受到的外力破坏类型包括以下几类：一是违章作业引发的电力线路外力破坏，主要是机械作业车和电力线路之间没有保持足够的安全绝缘距离。二是季节性外力破坏，如垃圾焚烧、山火等，也是电力线路安全运行的重要风险因素。三是突发性的外力破坏，如电力线路下进行垂钓、放风筝和高空抛物等。四是交通外力破坏，如车辆发生事故撞上电力杆塔，导致杆塔倾倒，导致线路破坏。将电力线路防外破警示装置安装在电力线路上，能够很好地提示施工作业人员和路人注意，起到警示作用，降低电力线路因遭受外力作用导致的跳闸率。

电力线路防外破警示装置较为实用和环保，能够高效检测电力线路的运行情况，在实际应用中也取得了较好的应用效果，电力线路因遭受外力破坏而引发的跳闸率得到了显著降低。

电力线路防外破警示装置在实际电力线路中安装时，应满足机械强度的要求，同时不损失电力导线，在安装和紧固方式等方面加强设计。通过采用电力线路防外破警示装置，电力线路的跳闸率得到了明显的下降，取得了较好的经济效益、安全效益和社会效益。

随着人工智能技术的发展，可以将人工智能技术应用在电力线路防外破警示装置的开发研制中，进一步提高电力线路防外破警示装置的实际应用性能，提高电力线路的安全运行水平。

4现场挂网试用

为了检验预警测控装置在危险点施工现场的实际使用效情况, 尤其是夜间作业下的应用效果, 在对遥控行走自动锁紧机构及装置内部夹具采用了轻量化设计, 确保不影响弧垂、不损伤导线的前提条件, 期间适逢某变电站出线跨越档下市政规划上需建一条公路, 跨越处线路正好有个年度停电检修, 我们决定将装置安装在该线路下的危险施工点进行实际使用。实际挂网期内多次经历风雨天气, 根据现场进行了跟踪观察, 发光、报警均正常工作, 夜间路面施工的挖机师傅在操作时反映有了安全距离参照物, 心里踏实多了。下图可见其采用的CT感应取电为装置自身进行供电;装备的超声波测距功能, 测距报警范围可通过4G无线通信功能在后台调整为2至10米, 异物靠近发过强闪的同时, 能够将现场监测数据上传至远程系统平台。

5结语

随着经济的发展和城市建设规模的扩大，电力线路遭受外力破坏导致电力线路跳闸或损坏的事件逐渐增多，需要采用电力线路防外破警示装置。本文详细介绍了电力线路防外破警示装置的原理，对于提高电力线路的安全运行水平具有一定的价值，该电力线路防外破警示装置可以在实际中进行推广应用。

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