输电线路北斗激光防外破技术及装置.pdf

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1、输电线路北斗激光防外破技术及装置2024年8月刘兰兰国网湖南超高压输电公司0101项目背景 外力破坏是指人们有意无意的造成架空输电线路的非正常状态。常见的外力破坏行为包括输电线路通道保护区范围内的施工作业、保护区范围周边的作业、线下穿越及蓄意破坏等。随着基本建设规模不断增大、施工场地不断增多、线路里程不断增长、机械化施工占比增大，以及施工作业人员对线路安全距离把握不足，输电线路外力破坏形式日益严峻。输电线路防外力破坏属于架空输电线路“六防”重点工作之一，国家电网公司电力设施保护管理规定（国网运检/2294-2014）要求：“加强国家电网公司电力设施保护管理，实现公司系统内电力设施保护工作的标准

2、化、规范化运作，保障电力设施安全、可靠运行。”其中电力设施保护，即包含为防止输电设施及相关辅助设施发生外力破坏所开展的工作。各单位建立了防止外力破坏预警机制，不断完善外力破坏人防、技防和物防措施。0202防范现状1、可能造成人员伤亡 施工机械驾驶人员伤亡 施工作业现场人员群死群伤2、可能造成重大电网事故 对送端或受端电网造成冲击 重要输电通道受损造成局部电网停电 造成重大社会舆情事件发生 造成电量损失，影响供电安全 责任性外力破坏事件造成运维单位追责考核外力破坏事件危害目前主要靠人员现场值守，疲于奔命，值守人员防范意识不强、防控不专业、防范手段不足。外力破坏人防防不胜防外力破坏物防不著见效目前

3、采取设置警示牌、硬质围栏及限高杆等物理手段，无法主动告警，对施工机械驾驶人员警示效果有限。l 可视化装置只能监控现场，不能管控操作人员l 从探头抓拍、后台鉴别、通知运维人员、通知现场监控人员、告知操作人员，周期较长，往往20分钟以上l 装置抓拍间隙一般30分钟左右，存在监控盲区可视化装置防表不防本单点（多组）红外或激光对射阻断报警检测1、只能点对点单线监控，无法围绕导线周围环形监控；2、受环境、飞鸟等影响较大，误报率高；3、设备耗能大，无法做到长时间不间断监控。毫米波雷达探测1、只能获取外物与设备相对距离，无法判断外物与导线距离；2、依靠建模判断外物侵入，无法应对导线本身因风偏与弧垂变化的影响

4、。其它外力破坏技防装置存在漏洞0303方案介绍 针对架空输电线路防外破技防要求，利用激光探测技术和北斗技术，不间断监测输电线路导线周围高压电场强度变化，判断影响场强变化的外物到导线距离，及时警示并阻止施工作业人员的行为。实现外破事件由被动处理向主动防范、由事后处置向事前防控。彻底解决输电线路外力破坏事件，大幅降低因外力破坏引起的停电事故，减少由此带来的人身伤亡事故及经济损失，保障线路的安全运行。机械施工现场图片系统预警界面设备安装现场图片系统架构产品介绍检控装置管控软件提示装置北斗激光防外破系统由硬件设备检控装置、提示装置及警示装置，与管控软件组成。核心包括激光检测模块、电磁场强监测模块、解算

5、模块、通信模块、北斗定位授时模块及抓拍探头等。警示装置拍频信号产品原理激光监测模块包含可见光激光管，带有调制信号脉冲发射功能，接地异物靠近输电线路最近端点处的放电电场会使激光调制信号发生改变。信号激光和本振激光在满足频率、相位和偏振方向一致的相干条件下，经过光学混频发生相干作用，被光电探测器（二极管）探测接收光信号，得到相干后的拍频信号。通过解调这个拍频信号可以得到信号的频率、幅度、相位等信息，并转换为电信号，后设备AD模块将电磁信号转换为数字信号。信号激光和本振激光的电场可分别表示为:式中，和、和、和分别为信号激光和本振激光的振幅、频率和相位。=exp-j(t+)=exp-j(t+)根据不同

6、电压等级输电线路，监测到的210CP545CP范围内变化值（CP为弱相互作用下的电磁学单位，表示波的极化状态）。装置利用激光检测输电线路电场强度变化，电磁场强监测模块接收信号激光，实现外物进入预警。通过所需的变化信号比对分拣，计算大型施工设备与高压线的位置距离，按照预先设定安全距离参数值进行预警，超过警戒值时自动启动各响应流程。施工现场示意图防外破检控装置产品原理 激光管发射调制信号脉冲激光束，与电磁场强监测模块组成数据发射与接收的链路 进入的外物与高压线形成微放电，将调制信号原有基波数据与被监测的信号数据，通过分