输电线在线监测技术方案

输电线路视频在线监测系

统

技 术 方 案

V

一、 系统背景

输电是电力系统的重要组成环节，它与变电、配电、用电一起构成电力系统的整体功能。通过输电，把相距甚远的发电厂和负荷中心联系起来，使电能的开发和利用超越地域的限制。和其他能源的传输（如输煤、输油等）相比，输电的损耗小、效益高、灵活方便、易于调控、环境污染少；输电还可以将不同地点的发电厂连接起来，实行峰谷输电调节。输电是电能利用优越性的重要体现，在现代化社会中，它是重要的能源动脉。

随着电力建设的迅速发展，电网规模的不断扩大，在复杂地形条件下的电网建设和设备维护工作越来越多。作为电力输送纽带的输电线路具有分散性大、距离长、难以巡视等特点，因此对输电线路本体及周边环境以及气象参数进行远程监测成为一项迫切工作。输电线路在线监测系统是智能电网输电环节的重要组成部分，是实现输电线路状态运行、检修管理、提升生产运行管理精益化水平的重要技术手段。

二、 引用标准

GB/T 191包装储运图示标志

GB/T 中规定的严酷等级为：低温为－40℃、高温为+85℃，暴露时间为3h，循环次数为5次的温度变化（冲击）试验

GB/－2008中规定的环境温度为35℃±2℃，溶液Ph=～，保持168h（7天）的盐雾试验。

GB/T 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温 GB/T 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温

GB/T 电工电子产品基本环境试验第2部分：试验方法试验Db：交变湿热（12h＋12h循环）

GB/T 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦） GB/T 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法试验Sa：模拟地面上的太阳辐射

GB 4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T 电工电子产品应用环境条件第4部分：无气候防护场所固定使用 GB/T 6587—2012电子测量仪器通用规范 GB/T 6593电子测量仪器质量检验规则 GB 9361计算站场地安全要求 GB 11463电子测量仪器可靠性试验 GB 12632单晶硅太阳电池总规范

GB/T 13926工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 GB/T 14436工业产品保证文件总则

GB/T 电磁兼容 试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 电磁兼容 试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T 电磁兼容 试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 GB/T 电磁兼容 试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验 DL/T 741—2010架空输电线路运行规程 GA/T70-94 中华人民共和国公共安全行业标准 GA/T75-94 安全防范工程程序与要求 GA/T367-2001 视频安防监控系统技术要求 QJ/T —1994产品公路运输加速模拟试验方法

三、 系统概述

DSA3002输电线路视频在线监测系统装置由前端无线监测主机、高清摄像机，太阳能板及蓄电池组成。无线监测主机实时或定时接收监控中心的请求（如调节分辨率、调节焦距、云台旋转、采样时间间隔、分机系统时间、实时的图片请求）并启动摄像机进行工作，无线监测主机摄像机采集到的视频信号压缩成标准格式数据流，通过无线传输模块传输到监控中心。

四、 系统架构

省级服务器省级监控客户端省级电力内部网络Internet公网内外网隔离装置GPRS/3G/CDMAGPRS/3G/CDMA 杆塔1 杆塔N无线监测主机输入无线监测主机输入视频监控外力破坏探测微气象覆冰监测杆塔倾斜监测视频监控外力破坏探测微气象覆冰监测杆塔倾斜监测

五、 系统功能

输电线路图像/视频监控

输电线路巡检和维护分散性大、距离长、难度高的特点，迫切需要一种简便、有效的监控、监测手段对输电线路周边状况及环境参数进行多目标、全天候监测，使输电线路运行于可视可控之中。

输电线路图像、视频监控系统采用先进的数字视频压缩技术、远距离GPRS/CDMA/3G无线通讯技术、新能源及低功耗应用技术、软件技术及网络技术将电力杆塔、导线现场的图像、气象信息经过压缩、分组后通过GPRS/CDMA等无线网络传输到监控中心，从而实现对输电线路周边环境及环境参数的全天候监

测，使线路管理人员在中央监控室也可看到杆塔现场信息，将事故消灭在隐患状态，大大提高线路安全运行水平，为输电线路的巡视及状态检修提供了一条新的思路。同时，大大节省了现场人力巡检的人力、物力。

系统主要用途：

覆冰区导线、地线、塔体覆冰状况观测 跨江、河、山等大跨越区监测 易滑坡、塌方区监测

线路周围建筑施工等易受人为外力破坏区监测 导线、塔体、绝缘子串、线夹、防震锤等部件异常监测 通道内树木、竹等易生长物监测 山川、河流等人员不易到达区巡视 偏远地区变电站监视

输电线路防外力破坏监测系统

随着经济的快速发展，输电线路的运行环境日益恶化，极易遭遇外力破坏，外力破坏已成为影响线路安全运行的最大隐患。输电线路走廊内的树木、房屋、道路、城镇建设、采石挖矿、施工对线路的破坏大量增加，对线路和安全运行构成了很大的威胁。目前采用的反外破手段如加大加强宣传教育、加大巡视密度、蹲点观测等效果均不明显，具有一定的局限性，无法达到大面积治理外力破坏的效果。

智能视频分析摄像机的输电线路反外力破坏监测系统，可有效杜绝外力破坏事故的发生。智能分析摄像机根据预先设定的保护范围进行识别、分析，若进入预警或报警区域，则迅速启动现场高分贝语音报警装置提醒异物远离该区域，同时将现场图像（视频）传输到监控中心。监控中心可根据上传画面分析确定处理方案。

输电线路微气象监测

复杂地形的输电线路，往往几百千米甚至几百千米内，山岭纵横、海拔高程悬殊，气象变化显著，小气候特点十分突出，邻近气象台站的观测记录，不能满足微地形地段线路的设计、维护需求。对微地形、微气象的认识不足，对沿线风

口、峡谷、分水岭等高山局部特殊地段的气象资料掌握不够, 是近年来我国电网主干线500（330、220、110）kV线路频频发生倒塔、断线事故的主要原因。

因此，使用合理的气候指标值和充分利用气候资源，可以预防灾害、渐少损耗，实现经济效益和社会效益的双丰收。

输电线路覆冰预警监测

覆冰事故在世界范围内都是冬季输电线路常见事故，事故破坏力大、波及面广、损失惨重。轻则导致绝缘子串冰闪跳闸、相间闪络跳闸和导线大幅舞动等可恢复供电周期较短的重大事故，重则导致杆塔倾斜甚至倒塌、线路金具严重损坏和导线脆断接地等可恢复供电周期较长的特大事故。

输电线路覆冰在线监测通过全天候采集运行状态下输电线路的绝缘子串拉力、绝缘子串风偏角、绝缘子串倾斜角、风速、风向、温度、湿度等特征参数，将数据信息实时传输到分析处理中心，通过智能分析算法计算导线覆冰厚度。相关部门根据线路荷载、覆冰厚度及周边气象环境，结合视频监测系统拍回的现场图片，直观地了解线路的覆冰状况，决定是否需要实施预防措施。

输电线路杆塔倾斜监测系统

输电线路走廊地质、气象环境复杂，近年来由于线路杆塔倾斜倒塌引起的电力事故呈上升趋势。引起杆塔倾斜的原因主要有以下几方面：（1）长期定向风舞引起杆塔受力不均（2）自然地质灾害（3）杆塔周围建筑施工（4）杆塔本体异常、导线断裂（5）导线、地线覆冰（6）拉线、塔材被盗（7）采煤、采矿区地陷、滑移等。杆塔倾斜一般缓慢发展，绝大多数事故是可提前预防的。

输电线路杆塔倾斜在线监测通过测量杆塔、拉线的倾斜角度，并测量环境的风速、风向、温度、湿度等参数，将测量结果通过移动/联通 GPRS/GSM 网络发送到接收中心。中心软件可及时显示杆塔的倾斜状况，并可显示杆塔的倾斜趋势、倾斜速度，在倾斜角度到达某值时以短信、界面、警笛等方式发出报警信息，预防事故的发生。

六、 软件图解

软件界面

参数配置

七、 系统主设备清单

项目单位要求 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 无线监测主机 低功耗高清网络智能分析球 太阳能板 红外三鉴 微气象监测装置 拉力倾角传感器 警示灯 高音响喇叭 单位 型号和规格 DSA3002-01 QIF-WS-02 QIF-WS-02 QIF-WS-03 QIF-WS-05 数量 型号和规格 投标人响应 数量 生产厂 八、 产品参数

1、无线监测主机

无线监测主机安装在输电铁塔上，是系统的事务处理核心，主要完成对图像视频数据的压缩处理及传输。支持电信3G、联动3G，可随意配置。接收并处理监控中心的各种命令。同时具有I/0功能，可实现报警信号触发以及对外输出控制。

技术参数：

时钟系统 环境适应性 外壳保护 可靠性 时钟24h内走时误差应小于1s 防雨、防潮、防腐蚀、抗振、防雷、抗电磁干扰、防结雾等 外壳防护等级IP65 使用寿命不小于12年；MTBF不低于25000h；年均数据缺失率应不大于1% 无线通信接收模块 支持光纤通讯支持WIFI通讯；支持WCDMA/CAMA/TD-WCDMA/EVDO 3G/4GLTE/GPRS通讯；

2、低功耗高清网络智能分析球

系统采用低功耗高清网络智能分析高速球，具备全天候24小时监控能力。装置电源配置需满足无充电状态下设备满功率运行大于30天。可实现对输电线路本体、绝缘子、架空铁塔以及周围的环境进行全方位、全天候监测。同时球机可进行对警戒区、警戒线、物品遗留的智能分析。

技术参数:

图像传感器 总像素 水平解析度 最大图像尺寸 最低照度 增益控制 信噪比 白平衡 降噪 背光补偿 强光抑制 数字变倍 光学变倍 旋转范围 旋转速度 300°/秒 预置点 网络接口 256个 RJ45接口，10M/100M网络数据 1/3\" CMOS 约130万像素 ≥750TVL 1280*960 彩色 黑白 自动/手动 大于55dB 自动/手动/跟踪/室外/室内/室外自动/钠灯自动/钠灯 2D降噪/3D降噪 开/关 开/关 16倍 20倍 水平：0°～360°连续旋转 垂直：-2°～90° 自动翻转180°后连续监视 键控:水平°～300°/秒;垂直°～250°/秒 预置点：水平400°/秒; 垂直支持绊线入侵、区域入侵、电子围栏、徘徊检测、物品遗留、物品搬移、异常智能分析 移动等多种行为检测。 电源 功耗

DC12V（含加热器控制电路） 10W /21W（室外加热器开启） 3、太阳能光伏板

技术参数:

工作电压 工作电流 使用寿命 材料 光能转换率达到 ～1９Ｖ ~ 18~20年 进口单晶硅 15% 左右

4、红外三鉴探测器

采用的三鉴红外是一种综合当今安防领域最新科技的高性能双窗口探测器，由主从双组高精被动红外探测装置和抗强光电路及不易老化的超长寿命微波模块与模糊逻辑数码核心组成，防水外壳，造型优美。

微波与被动红外复合探测，并经ASIC模糊逻辑数码（专利）分析，排除种种普通探测器无法克服的干扰，只对真实人体移动报警，杜绝误报漏报，性能远远超出无微波功能的各种红外探测器。可防止飞鸟、鼠群、等45公斤以内宠物引发误报。

采用享有专利的全范围精密温度补偿，无论环境温度如何变化，探测灵敏度始终一致，没有温度死区（一般探测器在32℃～40℃时，灵敏度大幅度下降，或在其它温区极易误报）。

技术参数:

电源 工作电流 上电自检 感应器 感应灵敏度 透镜探测窗 探测角度 覆盖范围 温度补偿 振荡源 工作频率 灵敏度（微波装置） 报警指示 报警端口 防拆开关 工作温度 抗电磁干扰 抗白光干扰 DC9～12V 静态18mA报警33mA(12VDC工作电压) 预热20秒 双组低噪声双元结构 3级可选 上视窗72个,下视窗36个 110° 15m×15m 自动双曲线温补 微带电路、振荡单元 30%-100%可调 红色指示灯亮3秒 常开常闭报警端口，接点容量100mA/30VDC 平常为连通，拆开时开路，接点容量100mA/30VDC -45℃至75℃ ﹥30V/M ﹥1，000，000LUX 5、微气象监测装置

微气象监测装置采用低功耗，可满足7*24小时不间断工作，可在系统低功耗休眠的状态下仍然保证气象数据的实时采集。

技术参数:

温度 工作电流 上电自检 感应器 DC9～12V 静态18mA报警33mA(12VDC工作电压) 预热20秒 双组低噪声双元结构 感应灵敏度 透镜探测窗 探测角度 覆盖范围 3级可选 上视窗72个,下视窗36个 110° 15m×15m 6、拉力传感器

拉力倾角采集可7*24小时不间断工作，可在系统低功耗休眠的状态下仍然保证拉力倾角数据的实时采集。

量程 准 确 度 重 复 性 分 辨 率 2000kN %FS %FS %FS 九、 现场实例图片