在线监测系统

1、概述

近几年来，随着电网结构的发展和完善，电力线路的建设得到了长足的发展。但是，由于电力线路所处地理位置和环境条件的特殊性，杆塔点多，面广，线长，终年暴露在野外，除了要遭受恶劣自然天气的侵袭外，人为因素，外力破坏、杆塔倾斜、偷盗引起的线路跳闸，线路被迫停电事故的概率呈上升趋势，不能不引起我们的极大重视。

与此同时，国网公司提出了对跨越高速铁路、高速公路、重要输电通道区段的监控管理要求，探讨研究防止电力线路免遭外力破坏、杆塔倾斜、防盗等的对策方案，遏止各类因素导致的事故，确保电网的安全运行，成为线路管理和维护单位急需解决的问题。

在当前线路走廊防破线路越来越多的情况下，人工现场监护的方式效率低下，

同时传统的无线视频监控装置由于对施工现场缺乏智能预警的功能。我司“输电线路 AI 图像在线监控系统”的出现，可以彻底解决不能及时发现的外力破坏、杆塔倾斜、防盗预警等问题，大幅降低由此引起的停电事故，减少由此带来的经济损失，同时更加合理有效的配置人员，保障线路的安全运行。

2、设计原理

输电线路相关的监控系统必须是高性能、可扩展的计算机网络体系结构，以便支持今后不断更新和升级的需要，从而保护投资。同时本系统以满足实际应用为出发点，设计时主要遵循以下原则：

2.1规范性

设计符合国家电网输电线路运行相关的技术要求和标准规范，并结合当地电网

公司的建设现状。

2.2可靠性

系统可靠性是系统长期稳定运行的基石，只有可靠的系统，才能发挥有效的作

用。本方案从系统设计理念到系统架构的设计，再到产品选型，都将持续秉承系统可靠性原则，均采用成熟的技术，具备较高的可靠性、较强的容错能力、良好的恢复能力及防雷抗强电干扰能力。同时系统的使用不能影响被监控电气设备的正常运行。

2.3兼容性

国家电网制定了技术规范，为了规范系统建设，以后的新建系统都会参照执行。

但原有前端系统已投入使用，且未达到使用年限，大规模更换并不现实。本方案需要充分考虑对原系统的兼容，保护原有投资，最大程度地降低系统造价和安装成本。

2.4先进性

在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系

统所具有的先进水平，包括先进的传输技术、图像编码压缩技术、视频智能分析技术、存储技术、智能数据采集技术、算法分析技术等，另一方面使系统具有强大的发展潜力，设备选型与技术发展相吻合，能保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。

2.5扩展性

系统充分考虑扩展性，采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行

业标准（国家电网技术规范），确保系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑与其它系统的连接；在设计和设备选型时，科学预测未来扩容需求，进行余量设计，设备采用模块化结构，便于系统扩容、升级。系统加入新建输电设施时，只需配置终端系统设备、建立和上级监控中心的连接，在管理平台做相应配置即可，软硬件无须做改动。

2.6安全性

综合考虑设备安全、网络安全和数据安全。在前端采用完善的安全措施以保障前端设备的物理安全和应用安全，在前端与监控中心之间必须保障通信安全，采取可靠手段杜绝对前端设备的非法访问、入侵或攻击行为。数据采取前端分布存储、监控中心集中存储管理相结合的方式，对数据的访问采用严格的用户权限控制，并做好异常快速应急响应和日志记录。

3、设备使用环境

(1)环境温度：最高温度：-40℃～+70℃

(2)湿度：5%RH～98%RH

(3)气压：50kPa～06kPa

(4)风速：不低于本体抗风等级，且应满足北方电网风速分布图设防标准（沿海地区按 Ⅰ类风区50年一遇设防，V≥37m/s））。

(5) 覆冰厚度：不低于20mm。

4、输电线路可视化监控装置总体参数

(1)装置用于输电线路及通道进行远程巡视巡检，装置应采用模块化设计，符合标准化、开放性、小型化、低功耗、低成本、易安装的设计要求，软件设计应具备可扩展性。

(2)装置由主机、太阳能板、安装支架构成。主机由图像/视频拍摄模块、供电系统、控制模块及通信模块组成，天线必须内置主机内。

(3)装置（上塔安装的所有设备）平均静态功耗不大于0.2W；采集功耗不大于5W。

(4)装置整体应采取防雨、防潮、防尘、防腐蚀措施，防护性能应满足GB4208《 外壳防护等级（IP代码）》规定的IP67级要求。

(5)装置具备图片对比分析功能，具备异常图片上传及定时图片上传功能，定时 拍照的图片若分析无可见异常则不回传。

5、输电线路可视化监控设备参数

(1) 装置通道可见光高清摄像头，像素1600万，拍照像素可设置。

(2) 装置应具备星光夜视功能，夜视摄像头像素300万，拍照像素可设置。

(3) 可见光变倍相机：变倍相机可跟随云台实现水平0~360 °，垂直±90 °转动 ，全方位拍摄。

(4) 云台设备需具备镜头加热，红外补光，雨刷防花等功能。

(5) 装置通信方式满足电信、联通、移动2G/3G/4G通讯网络，并可根据现场网络 及实际情况选择安装运营商，当从一个运营商切换到另一个运营商时硬件无需更换和 升级。

(6) 装置供电系统应为高效光伏发电储能系统，蓄电池应为安全磷酸鉄锂电池。

(7) 装置主机应能适应角钢塔、水泥杆、钢管杆（塔）等不同类型的杆塔。

(8) 持续无光照且无其他电力补充的条件下，蓄电池应至少可以维持监测装置正 常运行持续30天。

(9) 需具备前端机器学习算法实现外破报警。

(10) 需支持远程手动控制开启和关闭补光功能

(11) 装置的运行时间可进行远程设置持续运行。

(12) 装置具备主站召测进行实时视频查看功能，网络信号良好情况下，主站可在10秒内浏览到实时视频。

(13) 装置与后台系统之间的数据交互应符合国网和省公司相关的数据传输协议规范，传输协议采用TCP或者UDP协议。

(14) 装置与后台系统之间的实时视频协议应支持RTMP或者RTSP协议。

(15) 装置应支持GPS、北斗定位功能。

(16) 前端摄像机拍摄的视频至少满足1080P分辨率。

(17) 装置回传图片格式为JPEG格式，并自带时间戳，图片分辨率不1280*720。

(18) 装置的拍照像素、拍照间隔、拍照时间段、定时回传图片时间段等参数支持远程读取及设置。

(19) 装置具备拍照智能分析及上传主站功能，异常图片上传（包括挖掘机、吊车、水泥泵车、烟火等）。

(20) 覆冰期重点监控导线本体和塔体，非覆冰期重点监控输电线路走廊。并随覆冰厚度的增长，增加图像采集频次。

(21) 前端设备应具备不低于16GB的数据暂存能力。当从通讯异常状态中恢复时,相应的图片能自动上载到后端平台。

(22) 因网络故障不能实时推送的图片及视频，应在网络恢复时向主站请求上传。

(23) 前端装置无图片及视频推送、无平台视频浏览、无前端装置状态信息上传时不产生传输流量。

(24) 前端设备应正确输出蓄电池电压、设备内部运行温度，当前信号强度、存储剩余容量等信息，定时传回主站平台。

(25) 装置支持远程软件升级。

(26) 装置支持不低于3个扩展接口，支持外扩微气象、倾角传感器、毫米波雷达、声光报警、喊话喇叭、副机等。

(27) 装置具有智能电源管理系统，能根据电量自动调整拍照/录像间隔。

(28) 应具有良好的抗静电、抗工频电磁干扰性能，能实现在特高压电磁环境中正常工作，不应出现雪花点、黑纹等视频干扰现象等故障现象。

6、输电线路可视化监控供电系统参数

(1) 供电系统具有过压保护、防过充等功能。

(2) 蓄电池应采用磷酸铁锂蓄电池，容量不小于100Ah，蓄电池应采取保温措施。

(3) 蓄电池使用寿命： ≥5 年。

(4) 太阳能板光伏组件总功率： ≥25W。

(5) 太阳能电池使用寿命： ≥20 年。

(6) 工作温度满足：-40℃～+70℃。

(7) 相对湿度满足：5%RH～100%RH无凝结。

(8) 平均无故障工作时间：MTBF ≥ 25000h。

7、输电线路可视化监控施工要求

(1) 针对不同类型杆塔，有成熟施工方案，包括钢管塔，角钢塔。在安全距离允许的情况下，设备可安装在杆塔任意高度横担及斜担上。

(2) 安装位置和安装工艺应具有良好的防抖动性能。

(3) 应具有良好的接地性能，能实现在特高压电磁环境中正常工作。

(4) 电源应有可靠的保护措施，应避免因电源故障对运行线路及杆塔造成损伤。

(5) 电缆不得与铁塔部件直接接触，必要时需用衬垫隔离，电缆固定要牢靠，每个间隔要有一个固定点；严禁线缆悬垂在空中，避免随风舞动给线路安全运行带来隐患。

(6) 安装支架及螺栓：不锈钢、热浸镀锌防腐。

(7) 前端装置所有部件室外长期运行不应出现锈蚀、变形等现象。

(8) 应充分考虑线路人员的高空作业环境，安装简单方便。

(9) 设备固定螺栓要有防松措施装置具备防振措施，避免在杆塔安装环境中的振动对光学部件产生影响和对视频图像质量产生影响。

(10) 装置的安装固定结构方式不应破坏杆塔的原有结构和部件，不应影响安装 点的电气绝缘距离。

8、输电线路可视化监控标准技术参数