14、输电线路状态监测解决方案

输电线路状态监测解决方案

1.方案背景

随着我国电力建设的快速发展，电网规模的不断扩张，电网设备的维护工作变得越来越频繁，作为电力输送纽带的输电线路具有距离长、分散性大、难以巡视等特点，为了实现对输电线路运行状态的实时监测，我公司设计研发了PRS-716X 输电线路状态监测整体解决方案。

2.应用场景

我国电网规模大，输电线路横跨的地形复杂，输电线路状态监测产品的应用场景很广，如：

1)重冰区部分区段线路和迎风山坡、垭口、风道、大水面附近等易覆冰特殊地理环境区

2)与冬季主导风向夹角大于45°的线路易覆冰舞动区

3)因气象因素导致故障（如风偏、非同期摇摆、脱冰跳跃、舞动等）频发的线路区段

4)传统气象监测盲区

5)外力破坏易发区（违章建房、开山炸石、吊车施工等外力破坏易发区域）

6)火灾易发区

7)通道树木（竹）易生长区

8)偏远不易到达区和其他线路危险点

9)档距较大的输电线路

……

图1输电线路易覆冰区段

图2输电线路大跨越区段

图3输电线路通道树木易生长区段

图4输电线路外力破坏易发区

3.方案实现

3.1.概述

PRS-716X系列输电线路状态监测系统由各类监测装置和监控后台组成，监测装置采用太阳能加蓄电池的供电方式，传感器通过防水航空插头或短距离无线通信与监测装置连接，再通过GPRS/CDMA/3G/光纤网络与后台进行通信，将采集到的微气象、导线拉力、绝缘子倾角、图像视频、导线温度、故障电流等数据传送到后台监测中心分析系统。

图5为输电线路状态监测系统图。

图5输电线路状态监测系统

3.2.输电线路在线监测装置安装方案

如图6所示，杆塔终端主机安装于输电线路杆塔横担处，太阳能板和摄像机、气象传感器、拉力倾角传感器、防入侵探测器等固定于杆塔相应位置，终端主机与各外部件通过防水航空插头进行连接。实现对输电线路周围环境和输电线路运行状态的全方位监测，为运维单位提供及时可靠的现场数据，保障输电线路安全运行。

1、主机箱

2、太阳能极板

3、摄像机

4、风速风向传感器

5、日照传感器

6、雨量传感器

7、杆塔倾角

8、拉力传感器

9、导线测温装置10、防入侵探测器11、防入侵探测器

图6杆塔终端主机及传感器安装示意图

3.2.1.安装指导原则

1)主机箱等设备尽可能安装在安全距离下方，方便带电安装。

2)摄像机、红外热像仪等成像设备安装在杆塔顶部，监视视野范围最大化。

3)太阳能面板朝南并与水平方向成45度角。

4)微气象传感器直立且其顶部平面保持水平，使传感器N箭头正对北方。

5)雨量传感器上方无遮挡物。

3.3.PRS-7162-A输电线路覆冰监测装置

PRS-7162-A输电线路状态监测装置由终端主机、倾角传感器、拉力传感器、微气象传感器、摄像头组成。终端主机汇集各种监测数据，通过GPRS/CDMA/3G/光纤网络与后台进行通信。

图7输电线路覆冰监测装置

3.3.1.技术参数

1)工作电压DC12V

2)供电方式太阳能+蓄电池

3)拉力传感器量程7t，10t，16t，21t，32t，42t，55t(根据实际需要定制) 测量范围5％～100％FS

测量精度0.1及以上

4)倾角传感器测量范围双轴≥±60°

测量准确度±0.1°

测量分辨率±0.01°

5)工作温度范围-40℃～+85℃

6)防护等级IP65

3.3.2.产品特点

1)采用覆冰监测专用拉力传感器，采用特种不锈钢设计，安装方便，量程7t~55t 可定制，精度高。

2)数据采集前端采用多层屏蔽，抗干扰、抗雷击，确保系统运行稳定可靠。

3)防雷及防线路闪络设计，机壳经过杆塔与大地连接，各传感器及信号变送器输入端，全部采用3级以上防雷器件。

4)主板地线设计采用抗干扰技术，数据采集信号端差分输入，模拟信号及数字信号全部采用严格的工业过程优化控制技术，可确保数据采集的准确可靠。

5)后台软件根据用户需求，可以设定采样时间，定时发送数据。

6)数据采集前端采用大功率硅能电池和单晶硅太阳能充电，低功耗设计，阴雨天气可连续供电30天以上。

7)机壳及传感器外壳采用防磁金属材料，有效屏蔽电磁干扰。

8)连接电缆全部选择双屏蔽电缆，各种接头采用金属航空插头，屏蔽、防水、防尘、可靠。

9)系统留有可扩展接口，可与其他监测系统扩容使用，组成对应特殊功能的监测系统。

3.4.PRS-7163-A输电线路视频监控装置

PRS-7163-A输电线路视频监控系统，利用先进的数字视频压缩技术、低功耗技术、无线通讯技术、太阳能供电等先进技术，能够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，将电力杆塔、导线现场的视频信息经过压缩、分组，通过GPRS/CDMA/3G/光纤网络传输到监控中心，从而实现对输电线路周边环境参数的实时监测。

图8输电线路视频监测装置

3.4.1.技术参数

1)工作电压DC12V

2)供电方式太阳能+蓄电池

3)摄像机主要技术参数

像素数≥752(H)X582(V)(PAL)或根据用户要求调整

最低照度≤0.01Lux/f1.2

变焦率≥光学26倍，12倍数字变焦

4)云台主要技术参数

预置位数量≥256

水平旋转角度0°～360°

俯仰角度-5°～+90°

5)工作温度范围-40℃～+85℃

6)防护等级IP65

3.4.2.产品特点

1)可靠稳定的电源技术，系统通过大容量电池加太阳能电池板形成供电系统，保证了系统在无阳光下可靠运行。

2)清晰红外夜视功能，远程监控中心可打开摄像机上红外夜视灯进行夜间的视频拍摄。

3)方便的可扩展技术，系统预留有可扩展的接口，只需增加相应传感器，就可扩展监测输电线路的其他状态，如输电线路气象监测等。

4)具备摄像机方冰、防污功能，设计专用的摄像机防护机构，当不工作时，摄像机镜头置于防护机构之内。

5)完善的视频管理、检索功能，可实现对历史视频数据的存取、检索、处理、对比分析等。

6)监控中心客户端可实现对终端设备工作状态监测，如蓄电池电压、设备工作电压、各通信接口工作状态、设备工作温度、环境温度、摄像机焦距、云台偏转角度等。

7)具有智能视频分析功能和防外力破坏预警功能，当有大型机械或人员入侵智能