国网青海省电力公司黄化供电公司 李 博 陈 勇 李世俊 王 星 贾世娟

保证输配电线路的安全运行是提高电网供电可靠性的关键措施之一，然而输配电线路在运行的过程中，容易遭受到外力的破坏，给输配电线路的安全运行带来较大的影响。本文分析了视频分析预警技术在输配电线路防外破中的应用，通过对视频图像技术发现输配电线路是否出现了外界物体入侵的情况，并将预警信息发送到云平台，供输配电线路运维人员参考。

随着信息技术的发展，将信息技术应用在输配电线路防外力破坏领域中，能够明显提高输配电线路防外力破坏的保护效果。一般输配电线路经过的地理环境较为复杂，气候条件也存在较大的不确定性，容易引发输配电线路故障。为了保证输配电线路的运行安全，应在输配电线路发生故障之前，就主动发出相关的运行预警信息，从而采取相应的措施消除输配电线路的运行安全隐患，避免线路出现故障。本文根据目前输配电线路防外力破坏的现状和实际情况，分析了视频分析预警技术在输配电线路防外力破坏中的应用情况，还介绍了输配电线路防外破主动预警系统的硬件子系统和软件子系统。

1 输配电线路防外破

目前在输配电线路防外力破坏保护中，大部分电力企业依然是采用人工对输配电线路进行巡检的方式。这种方式的工作量较大，需要配置的输配电巡检人员数量也较多，给电力企业带来较大的输配电线路运维成本；并且，这种方式也不能及时发现输配电线路中存在的安全风险。目前在实际中有采用智能输配电线路防外力破坏保护装置。如基于光纤的输配电线路防外力破坏系统，在该系统中，采用光纤作为输配电线路主动预警的关键材料，由于光纤传输通道和输配电线路一般同杆架设，当有外界物体靠近输配电线路时，此时光纤的部分特性会发生变化，利用传感器检测光纤中出现的变化，可作为判断输配电线路是否出现了外界物体入侵的依据。在这种方法中，光纤的检测灵敏度虽然较高，但造价较为昂贵，难以大规模使用。本文介绍了通过云计算和控制装置实现输配电线路防外力破坏的主动预警，以下分别进行分析。

图1 输配电线路防外破主动预警系统的硬件结构图

2 输配电线路防外破主动预警系统的硬件分析

输配电线路防外力破坏主动预警系统主要包括硬件系统和软件系统等两部分，首先对硬件系统进行分析。在主动预警系统中，通过摄像头等传感器将检测到的输配电线路入侵信息传输到线路杆塔上的控制装置，控制装置确认确实为入侵信号时，则启动声光报警模块，并通过通讯模块发送短信给输配电线路运维人员的手机终端，同时将数据发送到云端数据库，进一步传输到输配电线路防外力破坏主站系统，供主站人员在电脑终端上进行分析。图1为输配电线路防外破主动预警系统的硬件结构图。

在该主动预警系统中，摄像头主要通过控制器中的程序进行拍照，并把图像数据信息存储到内存器中，再通过图像处理算法进行分析，判断所采集到的图像形状及大小，从而得出输配电线路是否遭受了外界物体的入侵。该输配电线路防外破视频分析预警技术具有运行稳定、预警及时可靠的优势，在控制模块中采用图像处理技术来判别输配电线路的物体入侵情况。通过控制器模块，还可以传输图像信息，更直观地掌握输配电线路的运行状况。

3 输配电线路防外破主动预警系统的软件分析

在输配电线路防外破主动预警系统的软件系统中，包括数据处理及传输、网络通信、云端数据共享等多个不同的软件模块，以下分别对不同的软件模块进行分析。

3.1 数据处理及传输

数据处理及传输模块在输配电线路防外破主动预警系统中占有关键地位，通过该模块，输配电线路运维人员不用亲自到线路现场，就可以掌握线路的运行数据信息，并采取相应的应对措施。数据在进入到传输阶段之前，需要先经过处理，这样才能保证数据传输的高效性。对于采集到的输配电线路视频和图片数据信息，可以采用数字化压缩技术进行处理，从而使得数据可以更容易地在网络通信系统中进行传输。但在数据压缩处理过程中，应保证数据依然具有较高的分辨率，不能影响数据的正常使用。输配电线路的运行数据一般可以通过公用线路或专用线路进行传输，主要的传输数量类型包括短信数据和图片数据等。图2为GSM模块和核心控制模块之间的连接示意图。

图2 GSM模块和核心控制模块之间的连接

在GSM模块中包括RS232以及TTL串口等接口，将这些接口和主控制器的接口相互连接，通过控制器中编写的程序来控制GSM模块；同时，GSM模块的数据发送和数据接收接口也和主控制器的数据发送和数据接收接口相连，保证数据传输和通信的高效性。

3.2 网络通信

在输配电线路防外破主动预警系统中，所有的数据传输都需要基于网络通信系统才能实现。对于输配电线路预警短信的通信，可以借助无线通信公网实现，如在GSM模块中具有GPRS通信功能，网络通信可以通过GSM模块实现。此外，在网络通信访问的过程中，应在所发送的数据中加入验证的信息部分，当发送的数据为图片信息时，应指定好图片具体的存储路径，这样可以更加方便调取图片数据，满足实际的应用需求。

3.3 云端数据共享

在输配电下防外破主动预警系统中，需要开发部署云监控平台和移动终端，此云监控平台是一个信息数据高度交互及共享的枢纽，通过该云平台可以实现输配电线路现场和主控制室相互通信，所有采集的输配电线路现场数据信息都可以储存在云端数据库中。主动预警系统可以将预警装置发送的线路图片数据传输到主站，通过调取该数据就可以查看输配电线路的运行情况。在云平台中，服务器可以实现虚拟化。虚拟化云平台通过对物理资源、虚拟资源、业务资源进行统一管理，为输配电线路防外力破坏应用系统提供高性能、高安全、高可靠的计算、存储、网络服务，构建高度可用、按需服务的虚拟数据中心。此外，采用云平台可提升资源利用率、池化基础架构资源，按需调度，降低数据中心能耗；同时，其具有强大的冗余机制，满足输配电线路防外破系统的应用需求。

结论：为了提高输配电线路防外力破坏的保护效果，由传统的被动式防护方式向主动式防护系统转变是今后输配电线路防外力破坏技术领域中的重要发展方向。本文系统分析了视频分析预警技术在输配电线路防外破中的具体的实现原理和应用情况，在输配电线路防外力破坏保护实际中可以加以应用。