配电线路危情监控预警装置研制技术关键点分析

配电线路危情监控预警装置研制技术关键点分析

刘建飞 左安旭 施立超 管国明 幸金秋 李涵 张益

云南电网有限责任公司德宏盈江供电局 云南 德宏 679300

摘要：本文在防外力破坏导致危情工作中提出了新思路，对新技术安装难点进行了分析，并通过现场实际挂网试运行试验，起到了一定效果，可供行业人员参考。

关键词：配电线路；危情监控；预警；装置；研制技术；关键点

盈江供电局管辖区域内，很多配电线路位于城区或者市政施工区域，由于社会人员对电力安全意识薄弱，大型设备施工管理粗狂，普通的警示牌无法进行现场监测及预警提醒，社会人员触电、施工碰撞电力设施风险居高不下，给供电局管理带来了极大的挑战。为此研制一套配电线路危情监控预警装置，即可解决以上问题。

1状调研分析及项目实施计划

架空输、配电线路遍布城市、农村、山涧、河流，广泛分布的同时暗藏危险，其中外力破坏是危害输电线路安全的重要因素。违章施工、违章建筑物、高杆植物、漂浮物等都是常见的外力破坏形式。多年来，供电单位在做好防外力破坏常规技术防范的同时也不断采取新举措，例如曾利用供电电通道上的现成光缆连接，在区域内开展了多个视频探头同时监控多处危险点的工作，取得了一定的成效，并在系统内得到了借鉴应用。但之前的这些成果仅仅停留于监控，扩音器喊话功能现场因施工噪声，操作司机往往无法听到，所以大多是在发生事故后进行抢修以及故障责任认定时作一定的证据用，暂无法真正行之有效的对外破施工进行预警，及时避免事故的发生，减少事故造成的影响。

项目拟采用红外入侵告警模块、光伏供电和单片机控制技术，形成配电线路危情监控预警系统。该装置使用太阳能供电，红外入侵报警装置、数据处理模块和传输模块工作，不仅轻便小巧，且功能强大，可实时监控配电线路走廊内的危情变化，实现自动报警，精准定位故障点的功能。发现隐患后立即发送警报信息到管理人员手机，防患于未然，还可以存储危情数据，便于后期事故认定分析，对线路安全稳定运行具有重要意义。

项目进度计划：

第一阶段，时间点2021年6月2021年7月，购置材料包含：红外入侵报警模块，太阳能板组件、单片机控制模块、数据处理模块、通讯传输模块、供电模块等。设计机箱外壳和布局，完成项目的加工；

第二阶段，时间点2021年7月—2021年8月，安装调试，验证装置各个功能是否实现，完成最终调试；

第三阶段，时间点2021年9月—2021年10月，开展试运行工作，整理使用过程数据，完成作业指导书，申请实用新型专利1项和发表国内相关电力期刊论文一篇；

第四阶段，2021年11月—12月，整理验收材料，申请验收。

2本技术可解决的主要问题

通过研究的配电线路危情监控装置.该装置包括红外入侵采集数据模块、数据通讯传输模块,当监控检测到线路出现险情时及时报送工作人员，为线路的安全运行提供有力的保障。在采集的故障位置处显示故障标识,并通过监控采集故障线路呈现给线路维护人员，从而大大缩短了线路维护人员人为排查线路故障结果的时间,提高了线路维护人员的工作效率。

技术关键点：

当检测到配电线路出现异常时，可及时显示、报警，并可通过通信网络将数据上传至系统平台。告警功能：在监控中心对环境参量超过预设值时发出视听告警，在监控系统的人机界面上闪烁显示，同时可以提供警示灯、报警音箱、语音通知。

创新点：

本项目研究样机采用红外入侵识别技术、光伏技术、GPRS技术，形成配电线路危情监控预警系统。该项目研究样机太阳能供电，驱动红外入侵模块、数据处理模块和传输模块工作，支持有线与无线联网，可靠性高且配置灵活，可根据实际需要随时增加功能。

3要技术难点

3.1在线电源获取

采用电磁感应原理获取电能，电源由取能互感器、整流稳压器以及限流器组成。取能互感器在其设计需要综合考虑唤醒电流、最小工作电流、输出功率、安装结构尺寸、短时耐受电流等多种因素，不同的应用往往需要专门的设计；整流稳压器其控制原理、制造工艺、器件选型直接关系到产品的可用性。取电功率低、稳定性差、易于损坏都是非专业感应电源模块常见的现象；限流器在设计时要考虑在导线承受短时大故障电流时，保证整流稳压器的输入电流在安全许可的范围内，特别是在超高压及特高压电网应用时，短路故障电流可能达以上并持续数秒，常规电流感应电源很容易被损坏。

3.2入侵物体测距

入侵物体测距采用超声波测距技术，由于线路的电磁环境干扰极大，对超声波测距模拟电路信号影响大，一般电路处理以及滤波算法很难得到稳定的测距结果与精度。

3.3行走锁紧机构

为能够实现在架空线路上快速安装，装置设计一套遥控行走以及自动锁紧机构，该机构必须能够达到方便安装、行走稳定、锁紧牢固，选材质时特别考虑防止振动引起线缆的磨损。

3.4管控平台联调集控

完善预警综合测控装置功能测试后，通过物联网技术对安装在各个点位的测控设备进行数据回传，将数据接入公司生产管控系统，利用大屏幕进行展示和监控。输配电线路环境、周围施工情况、外力破坏等进行生产管控平台监发警告、阻止，提供线路现场的预警，对线路的有效监测，对输配电线路通道周围施工情况进行监控与提醒，夜间通过自主取电发光能对泵车不间断作业有效提醒，扩展多个元件，能减少电网故障提高可靠率指标提高对输电线路安全经济运行的管理水平，为输电线路的状态检修工作提供必要的参考。

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。

5结束语

力线路防外破管理应不断探索，勤于思考工作中存在的问题，探寻解决问题的新思路、新方法，并积极的创新尝试，相信只有不断检验、纠偏和改进，不断吸取经验教训，才能使这方面工作的可控性愈加提高，从而有效保障电网安全。配电线路危情监控预警装置可以实时监测配电线路的运行状况，同时获得配电线路故障第一手观测资料，对于配电线路稳定运行和故障分析起着重大作用。具有很强的推广价值和应用前景。

参考文献

[1]赖青岚,傅少荣,廖明山,刘奕.基于大数据的重要客户“三防”智能判识与监测预警技术服务体系[J].电工技术,2018(21):65-68.

[2]赖青岚,傅少荣,廖明山,刘奕.基于大数据的重要客户“三防”智能判识与监测预警技术服务体系[C].福建省电机工程学会.福建省电机工程学会2018年学术年会获奖论文集.福建省电机工程学会:福建省电机工程学会,2018:463-468.

[3]吴宇红,章建森.低压配电设备故障诊断及运行监控系统[J].机电工程,2014,31(06):795-799.