输电线路无线视频监控系统

.输电线路无线视频监控系统技术简要方案广州恒宗达电力科技有限公司2013年5月目 录1背景22需求分析43通信方案设计64供电方案设计85拟接入的输电线路视频监控系统96视频监控系统组成及性能指标107输电线路视频监控系统主要功能117.1远程控制摄像机、远程设置/调用摄像机预置位、巡航及轨迹117.2具有定时触发功能，系统能够定时进行预置位拍照和录像137.3WEB控制浏览和手机控制浏览功能137.4支持视频录像、喇叭喊话、短信报警等多种报警方式147.5远程配置和修正设备运行参数和报警参数147.6监控点历史图片查询和录像回放功能147.7根据线路现场监控需要，后期可扩充其它监测功能模块148设备现场安装151 背景 随着近年我国电网主要集中向超高压、特高压方向发展，输电线路的电压等级不断提高，输电距离也越来越远（比如文献22008年投运的晋东南至荆门1000kV特高压输电线路输电距离为近400公里，2009年投运的800kV向上特高输电线路输电距离近2200公里，2011年投运的660kV宁夏东至山东特高压输电线路输电距离近1400公里）。在检修模式方面，目前我国电网一直沿用定期检修和事后抢修相结合的检修模式。定期检修模式有自身的科学依据和合理性，在多年的实践中有效减少了设备的突发事故，保证了设备的良好运行，但这种检修模式的缺点也是很明显的，“一刀切”式的检修模式，没有考虑设备的实际情况，存在“小病大治，无病也治”的盲目现象。随着近年我国电网的迅速扩建，电网设备数量急剧增加，定期检修工作量剧增，检修人员紧缺问题日益突出。晋东南湖北荆门1000kV特高压工程云南至广东800 kV特高压直流工程为了实现电网事故发生前的及时准确预知，将线路事故隐患消除于萌芽状态；为了在输电设备事故发生后，利用科技手段使线路人员能够快速确定事故发生点，减少和降低事故排查难度；为了解决目前输电线路人员短缺与输电线路增长较快的矛盾和部分特殊地段巡视困难等问题，迫切需要研究和逐步引进使用新技术，以科技手段进一步增强蒙东电网运行的可靠性，逐步实现我国电网的数字化、网路化、智能化现代管理模式。由于我国电网覆盖面广，输电距离长，地形复杂，有些还位于无人区，因此数据传输通信方式是输电线路监测系统实现对线路进行实时在线监测的关键性环节。虽然目前移动、联通和电信等无线网络的覆盖面已经比较广，绝大部分输电线路中已架设有光纤，但对输电线路在线监测系统通信传输方面还存在一些弊端和困难： 3G、GPRS通信费用低，且前期成本投入也小，但微气象在线监测系统一般运行在偏远山区，GPRS、3G信号覆盖非常有限，而且信号也非常不稳定，无法满足微气象在线监测系统实时数据通信的应用需求； 架空输电线路基本上铺设都有光纤，但光纤接口非常有限，同时目前有些供电公司提供光纤接口，一般不愿把光纤端口与电力专用传输混合通用，因此采用光纤进行气象数据传输也有一定的局限性。鉴于上述情况，必须寻找新的通信方式，满足不同区域输电线路在线监测系统的通信应用需求。2 需求分析（1）需求：建设无线监控系统，要求采用先进的无线网络技术，要求无线网络安装方便、可靠性高、安全性高。分析：就目前无线网络的发展来看，先进的Mesh技术是无线网络发展的方向。l 无线Mesh网络采用“网格”状的组网结构，可以自由扩展，安装非常灵活、方便。l 无线Mesh网络是一种智能的网络，网络自身可以自 动组网、自动故障隔离、自动网络优化，具有很高的可靠性和稳定性。（2）需求：在电力系统的项目中，无线设备要求在光纤资源缺乏的野外的高压线沿线架设，要求无线Mesh设备有良好的多跳性能和稳定性延伸监控范围。 分析：无线Mesh基站使用模块化的、多频、多信道、多RF的方式展示高级的回程方式，根据现场环境满足每根电力杆架设一台基站，以便实现更好的现场图像获取和远程监控，并且通过无线Mesh网络良好的多跳性能延伸监控范围，降低光纤点的数量（3）需求：因本地区环境恶劣，且本项目大部分设备需在野外安装使用，要求无线网络设备应能在恶劣的地理环境中工作。分析：由于本地区的环境恶劣，对无线网络设备的选取将变得格外严格，应达到以下的各项指标: 工作温度：-40C 到 +55C 储藏温度：-50C 到 +85C 天气等级：IP67 防风雨 可承受风速：165 mph 可承受风力（165mph）：165 mph（4）抗盐/雾/生锈特性：Mil-STD-810F 509.4（5）抗击打和抗震性：ESTI 300-192-4 规格T41.E，Class 4M3，Mil-STD-810供电单元1套终端采用太阳能蓄电池供电模式，在持续阴雨情况下，装置分机能够正常工作至少30天。设备户外机箱及安装附件1套2摄像机高速球形摄像机1台（1）采用1/4高性能CCD，图像清晰，有效可视距离在300米以上；夜视情况下，自动彩转黑；（2）摄像机水平方向360、垂直方向180连续旋转，无监视盲区；（3）支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿和低照度（彩色/黑白）自动/手动转换功能；（4）支持128个预置位；（5）支持定时启动预置点、花样扫描、巡航扫描、自动扫描功能。（6）具有防雷、防浪涌保护功能；3软件平台系统服务器软件和WEB客户端系统软件1套（1）服务器软件实现现场监控设备视频的接收、处理和存储；WEB客户端系统实现用户在异地对现场视频的浏览和摄像机控制；（2）1台服务器可最多接入1000台设备，允许最多200个用户同时进行WEB访问；（3）系统支持GIS应用平台。后台短信DODEM1套实现后台和现场设备之间的短信唤醒。7 输电线路视频监控系统主要功能7.1 远程控制摄像机、远程设置/调用摄像机预置位、巡航及轨迹线路维护管理人员可在后台浏览现场视频，远程控制摄像机（调整镜头方位和焦距），远程设置/调用摄像机预置位及巡航轨迹。系统中配置的摄像机能够水平360度、垂直180度旋转，能够对绝缘子、金具、导线、地线、杆塔基础、弧垂、对面杆塔等位置进行全方位监控。用户在后台可实时调整监控点现场图像分辨率和图像质量，还可以调整摄像机运行参数（如亮度、饱和度等）。下面是设备返回的现场线路照片： 图例1 绝缘子及导线金具 图例2 导线间隔棒 7.2 具有定时触发功能，系统能够定时进行预置位拍照和录像用户在后台根据现场视频监测区域需要，远程可以设置多个预置位的定时自动拍照和多个巡航轨迹的定时自动录像，然后通过软件的查询功能够可以查询历史图片浏览和录像回放。7.3 WEB控制浏览和手机控制浏览功能后台系统软件采用B/S和C/S混合模式设计，使得线路管理人员通过Internet网络远程随时异地浏览现场视频、远程控制摄像机方位。同时，线路运行维护人员还可以用手机远程登录系统服务器，用手机方式浏览监控点视频和控制摄像机方位。7.4 支持视频录像、喇叭喊话、短信报警等多种报警方式当有非法侵入杆塔、破坏塔材时，系统能够以视频录像、现场喇叭喊话、后台软件报警、手机短信报警等多种方式进行报警。7.5 远程配置和修正设备运行参数和报警参数设备的运行参数（如手机短信远程修改设备IP、定时拍照和录像时间段、报警相关线路负责人手机信息等）、报警参数都可根据监控点实际情况进行远程配置和修正。7.6 监控点历史图片查询和录像回放功能 用户根据线路杆塔信息，