一、高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)項目背景

由于高壓輸電線路縱橫延伸幾十甚至幾百千米，處在不同的環(huán)境中。因此高壓輸電線路受所處地理環(huán)境和氣候影響很大，每年電網(wǎng)停電事故主要由線路事故引起。傳統(tǒng)輸電線路檢查主要依靠運行維護人員周期性巡視，雖能發(fā)現(xiàn)設備隱患，但由于本身的局限性缺乏對特殊環(huán)境和氣候的檢測，在巡視周期真空期也不能及時掌握線路走廊外力變化，極易在下一個巡視未到之前，由于缺乏監(jiān)測發(fā)生線路事故。因此，特高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)應用而生。

二、高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)原理

高壓輸電線路監(jiān)測系統(tǒng)由若干監(jiān)測子站和服務器組成。其中，監(jiān)測子站部署在電力桿塔上，其自身又由監(jiān)測子站主機和一系列數(shù)據(jù)采集單元等組成。監(jiān)測子站主機內(nèi)置GPRS/4G網(wǎng)絡通信模塊、充電控制器等，監(jiān)測子站負責從各采集單元接收數(shù)據(jù)，并將其通過GPRS/3G網(wǎng)絡發(fā)送給遠程服務器，實現(xiàn)輸電線路的遠程視頻、微氣象、覆冰、桿塔傾斜、弧垂/風偏、防盜報警、雷擊、舞動等線路情況實時監(jiān)測，大幅提升高壓輸電線路在線監(jiān)測的精準性以及決策處置的智能化水平。

三、高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)組成

高壓輸電線監(jiān)測系統(tǒng)主要由前端采集單元、網(wǎng)絡傳輸單元、監(jiān)控中心三部分組成。

1、監(jiān)測主機，監(jiān)測主機是一臺高性能的數(shù)據(jù)采集主機，其主供電源為太陽能板和蓄電池，通過預先設定的程序定時對周圍的各種數(shù)據(jù)，比如溫度、濕度、風向等進行分析采集，可以不間斷對周圍環(huán)境進行實時監(jiān)測。超強的防潮、防雷、防電磁干擾能力適應各種惡劣環(huán)境

2、傳輸單元，前端系統(tǒng)對各種傳感器、探測器、攝像頭所收集數(shù)據(jù)進行處理后，通過4G/5G無線網(wǎng)絡高速透傳至監(jiān)控中心。

3、監(jiān)控中心，監(jiān)控中心是系統(tǒng)的“大腦”，由服務器機組和平臺軟件主組成。中心監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行各種分析，具有數(shù)據(jù)存儲、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表、打印、曲線圖繪制等功能，可對運行中的輸電線路狀態(tài)進行定性、定量分析和趨勢預測；

四、子系統(tǒng)功能

1、桿塔傾斜在線監(jiān)測，FH-9001高壓輸電線路桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用最新的MEMS傳感器技術和無線通信技術，對位于冰災、雪災、泥石流、山體滑坡多發(fā)區(qū)、煤礦采空區(qū)等不良地質(zhì)區(qū)域內(nèi)電線桿塔，進行雙向傾斜角度（沿線路方向和垂直于線路方向）實時監(jiān)測。當桿塔傾斜角度出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)能夠通過GSM/CDMA/GPRS或4G網(wǎng)絡及時將預/告警信息發(fā)送給監(jiān)控中心，提醒線路運行負責人對線路運行狀況予以關注并采取相應處置措施。

2、絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測，FH-9002高壓輸電線路絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用在絕緣子串頂部安裝的泄漏電流采集裝置，對絕緣子因污染、受潮等因素產(chǎn)生的泄漏電流進行實時監(jiān)測，并通過GSM/CDMA/GPRS/4G網(wǎng)絡將監(jiān)測信息發(fā)送給遠程監(jiān)控中心。

3、導線溫度在線監(jiān)測，FH-9003高壓輸電線路導線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用貼附在導線上的高精度溫度傳感器采集導線溫度，并通GSM/CDMA/GPRS或4G網(wǎng)絡及時將采集到的信息發(fā)送給監(jiān)控中心，從而實現(xiàn)對導線溫度的實時監(jiān)測。

4、舞動在線監(jiān)測，F(xiàn)H-9004高壓輸電線路舞動在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用最新的MEMS傳感器技術和無線通信技術，能對在惡劣大氣環(huán)境中運行的高壓輸電線路的導線舞動頻率和幅度進行實時監(jiān)測，并通過GSM/CDMA/GPRS或4G網(wǎng)絡將監(jiān)測信息發(fā)送給遠程監(jiān)控中心。

5、微氣象在線監(jiān)測，F(xiàn)H-9005型高壓輸電線路微氣象在線監(jiān)測系統(tǒng)，可實時采集環(huán)境溫度、濕度、風速、風向、氣壓氣象參數(shù)，并通過GSM/CDMA/GPRS或4G網(wǎng)絡將監(jiān)測信息發(fā)送給遠程監(jiān)控中心。

6、絕緣子(導線)弧垂/風偏在線監(jiān)測，F(xiàn)H-9006型高壓輸電線路絕緣子(導線)弧垂/風偏在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用最新的傳感器技術和無線通信技術，實現(xiàn)對高壓輸電導線弧垂高度和風偏角度的實時監(jiān)測，并通過GSM/CDMA/GPRS或4G網(wǎng)絡及時將預/告警信息發(fā)送給監(jiān)控中心，提醒線路運行負責人對線路運行狀況予以關注并采取相應處置措施。

7、覆冰在線監(jiān)測，F(xiàn)H-9007型高壓輸電線路覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過測量導線重量變化來判斷導線覆冰狀況，并通過GSM/CDMA/GPRS/4G網(wǎng)絡將監(jiān)測信息發(fā)送給遠程監(jiān)控中心?？蛇x用采用“模擬導線”監(jiān)測方式，安裝復雜度大幅降低。

8、微風振動在線監(jiān)測，F(xiàn)H-9008型高壓輸電線微風振動在線監(jiān)測系統(tǒng)，可實時監(jiān)測導線因“卡門漩渦”產(chǎn)生的垂直振動現(xiàn)象，并通過GSM/CDMA/GPRS或4G網(wǎng)絡將監(jiān)測信息發(fā)送給遠程監(jiān)控中心。

9、遠程視頻在線監(jiān)測，F(xiàn)H-9009型高壓輸電線路遠程視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用數(shù)字視頻壓縮技術、嵌入式計算機技術和4G無線通訊技術等先進技術，對惡劣環(huán)境中運行的架空高壓輸電線路的運行狀況進行全天候、實時監(jiān)測，可使管理人員第一時間了解監(jiān)測點的動態(tài)視頻信息。

10、CT取電視頻在線監(jiān)測，F(xiàn)H-9009-CT是武漢風河智能科技公司針對供電部門對輸電線路實現(xiàn)實時監(jiān)測的客觀需求，利用數(shù)字圖像壓縮技術、圖像識別技術、嵌入式計算機技術和GPRS/3G/4G無線通訊技術等研制的專用監(jiān)測設備，可對高/低壓輸電線路的運行狀況進行全天候、不間斷地遠程實時監(jiān)測。

11、視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)，圖像視頻監(jiān)控單元以圖片視頻監(jiān)控為核心，前端工業(yè)高清攝像頭時刻關注輸電線路下的安全隱患，圖像、視頻信息會通過設定的時間間隔自動推送到監(jiān)控中心，工作人員可隨時隨地查看輸電線路下有沒有違章作業(yè)等隱患，保證信息真實，大量減輕巡線人員工作強度。

12、雷擊在線監(jiān)測，FH-900B型高壓輸電線路雷擊在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用最新的MEMS傳感器技術和無線通信技術，實現(xiàn)對高壓輸電線路受雷擊情況實時監(jiān)測，并通過GSM/CDMA/GPRS或4G網(wǎng)絡及時將告警信息發(fā)送給監(jiān)控中心，提醒線路運行負責人對線路運行狀況予以關注并采取相應處置措施。

13、接地電阻在線監(jiān)測，F(xiàn)H-900C型高壓輸電線路桿塔接地電阻在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用三電極測量法和無線通信技術，實現(xiàn)對高壓輸電桿塔接地電阻的實時監(jiān)測，并通過GSM/CDMA/GPRS/4G網(wǎng)絡及時將預/告警信息發(fā)送給監(jiān)控中心，提醒線路運行負責人對線路運行狀況予以關注并采取相應處置措施。

桿塔接地電阻是一個重要數(shù)據(jù)，降低電力線路桿塔接地電阻，可以提高線路的耐雷水平，減少雷害事故，在桿塔附近降低接觸電壓和跨步電壓，防止人畜觸電事故。該系統(tǒng)支持感應取電和太陽能電池板+蓄電池供電兩種方式，安裝方便。投入運行后，可使運營部門及時掌握接地情況，提高線路安全運行及信息化管理水平

14、防外破在線監(jiān)測，F(xiàn)H-900D型高壓輸電線路防外力破壞在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用綜合微波、被動紅外、人工智能三鑒入侵檢測、數(shù)字視頻壓縮技術和4G無線通訊等先進技術，通過全天候?qū)σ曨l監(jiān)控系統(tǒng)實時分析的方式，在線預警線路走廊附近施工以及塔材偷盜狀況，對大型施工機械違章超高作業(yè)、塔材偷盜行為實時抓拍照片，可使管理人員第一時間了解監(jiān)測點的動態(tài)視頻信息。

15、絕緣子污穢度在線監(jiān)測，F(xiàn)H-900E型高壓輸電線路絕緣子污穢度在線監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)Ω邏哼\行環(huán)境中絕緣子鹽密度、灰密度、氣溫、相對濕度進行實時監(jiān)測，并通過GSM/CDMA/GPRS或4G網(wǎng)絡將監(jiān)測信息發(fā)送給遠程監(jiān)控中心，由運行于監(jiān)控中心的監(jiān)控軟件進行數(shù)據(jù)存儲、顯示，并綜合各種參數(shù)計算分析得出絕緣子的絕緣水平。

16、故障定位在線監(jiān)測，F(xiàn)H-900F高壓輸電線路故障定位在線監(jiān)測系統(tǒng)其核心部件是安裝在輸電線上的監(jiān)測終端可以近距離捕捉故障瞬時的行波信號，判斷故障類型，并通過公式計算得出故障發(fā)生的確切位置。

17、接地環(huán)流在線監(jiān)測，敷設在電纜溝或電纜隧道內(nèi)的高壓電纜存在著漏電（絕緣損壞）、發(fā)熱起火和外力破壞（盜割、施工損壞）三大問題。武漢風河智能科技自主研發(fā)的FH-900L型電纜智能綜合監(jiān)測系統(tǒng)，利用最新的MEMS傳感器技術、普適計算技術和無線通信技術，實時監(jiān)測電纜的接地線環(huán)流、接頭溫度及外力造成的振動現(xiàn)象，可有效預警上述問題，保障線路安全運行，減少生命財產(chǎn)損失。

本系統(tǒng)配備的監(jiān)測裝置采用CT感應取電方式供電，安裝方便。投入運行后，可自主監(jiān)測接地線環(huán)流、電纜(接頭)溫度、電纜振動等數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)發(fā)送給遠程監(jiān)控中心。一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，監(jiān)控中心則通過警燈、警笛、短信、微信等方式通知相關人員及時處置。

18、防山火在線監(jiān)測，F(xiàn)H-900M高壓輸電線路防山火在線監(jiān)測裝置利用圖像視頻手段、火焰探測技術、紅外熱釋重疊測溫技術以及紅外輻射探測技術對目標進行監(jiān)視、山火精確定位、環(huán)境溫度探測以及紅外輻射探測，并將信息記錄。探測器在水平360度，垂直180度，距離3—50公里半徑內(nèi)逐點逐行進行搜索，可及時發(fā)現(xiàn)沒有全部遮擋的明火和暗火，不論白天、夜間24小時都可以工作，一旦發(fā)生火災，將自動報警，并將數(shù)據(jù)上傳到上位機或監(jiān)測主站系統(tǒng)給消防指揮部門提供參考，以便能及時補救，避免造成火災。

19、驅(qū)鳥，武漢風河智能科技自主研發(fā)的FH-900N型高壓輸電線路云控智能綜合驅(qū)鳥系統(tǒng)，具有“云控”、“智能”、“綜合”三大特點，利用最新的MEMS傳感器技術和無線通信技術，對在高壓輸電線路桿塔、變電站附近活動的鳥類進行監(jiān)測和驅(qū)離，可以打破鳥類的超強環(huán)境適應性，防止其在桿塔或變電站進行筑巢等活動造成絕緣子串污染、線路短路、跳閘等事故，保障線路安全運行。

本系統(tǒng)配備的驅(qū)鳥裝置采用太陽能電池板+蓄電池供電方式，安裝方便。投入運行后，可自主監(jiān)測和驅(qū)離鳥類，同時將工作狀態(tài)發(fā)送給遠程監(jiān)控中心。監(jiān)控中心也可遠程控制驅(qū)鳥裝置工作。本系統(tǒng)也可用于果園、糧站、農(nóng)場、飛機場驅(qū)鳥。