何鹏
国网蒙东呼伦贝尔供电公司 内蒙古呼伦贝尔市 162650
摘要：为了能够进一步提高输电的效率，确保社会各界对电力的需求都能得到满足，输电视频监控技术提升电网运维水平，大量节省人力资源。基于此，本文对输电视频监控实现方式、输电线路视频监控的研究现状以及输电线路视频监控技术应用进行了分析。
关键词：输电线路；视频监控；技术发展
1 输电视频监控实现方式
视频监控技术在变电站中的应用已经比较成熟，通信传输依靠光纤，但是由于无线通信传输速度的制约，输电线路的视频监控起步较晚，没有得到很好的开发和利用，导致远程视频监控在输电线路上的应用有很大的局限性。近年来，随着科技的不断发展，无线通信技术有很大的突破而且应用成熟，无线网络的兴起为输电线路的视频监控提供了条件，由此输电线路的视频监控得以快速发展。
输电线路视频监控主要由太阳能电池板、监控终端、无线通信网络、视频监控主站及系统等构成。监控人员在电脑终端实时监控输电线路通道视频图像，能够更快地发现外力隐患和其他危险点，提高了运维人员工作效率，更好更快地保障输电线路的安全。
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。
3.5 超低功耗技术
为了能够满足信息采集的要求，避免因为时间空挡窗口而造成重要信息未能及时收集到的现象发生，确保提供重要时间节点的现场工作信息，就需要监控系统能在全天候气象条件下处于全时段的运行状态。监控系统与一般的电气设备相比，设备能耗要小许多，但因监控系统中耗能元器件数较多，且运行时间长，监控设备所需耗能也是一个不小的数字。目前为了解决这个问题，需要增加电池容量，这就在增加了设备成本。所以对监控系统能耗的研究工作就有很大的经济价值，为了降低设备成本，降低能耗量，就要在进行元器件的采购过程中，以保证系统性能为前提条件，尽可能的选择能耗率更低的元器件。同时还需要进行监控系统的作业优化工作，设计出能耗量更少更优的结构方案，以此来确保监控系统的能耗能满足工作需要。除此之外，受地理条件限制，在不具备接入市电的情况下，还应将太阳能、风能等可再生清洁能源作为保证监控系统运行所需的能源，满足设备工作要求。
3.6 防护技术
因为高压输电线路大多修建于野外的原因，所以高压输电线路的监控设备也是户外形式，就会受到外部自然恶劣环境的影响。为了保证监控设备正常运行，延长使用寿命，就要对其保护进行优化处理，如对监控设备中的关键核心元器件采取特殊高等级的防水、防雷、防静电、抗腐蚀老化等保护措施。除此之外，对核心功能的元器件，需要选择高性能、质量佳的产品，在一些条件特别恶劣的区域，甚至还需要特别选用那些达到军用标准的元器件。只有这样才能保证即便是在环境最恶劣的情况下，监控设备仍然能够正常稳定的运行，将监控系统出现故障的可能性降低到最小。
3.7 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。
4 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。
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