输电线路在线监测系统综述

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电力技术

1　引言

输电线路在线监测技术是指直接安装在线路设备上可实时记录表征设备运行状态特征量的测量系统及技术，是实现状态监测、状态检修的重要手段，状态检修的实现与否很大程度上取决于在线监测技术的成功与否。本文主要在目前存在的检测技术进行了相关研究，阐述了视频监测技术、超声波技术以及雷达技术及存在的不足，表明了需要一种可以对现场状况实时监视，对现场即将要发生的各类事故，起到积极快速警告，避免现场可能产生损失的监测系统需要出现。

2　视频监测技术

目前的监测手段多为视频监测技术。当有外物入侵时，采用摄像头捕捉现场画面，采用背景差分法原理，建立高斯背景模型算法，根据捕捉到的帧与背景模型对比，判断入侵物体类型，并结合现场情况进行紧急处理。

背景差分法原理是对视频背景的场景建模，然后监测到的图像序列帧与背景模型帧进行差值运算，然后可以获得差分图像，将背景模型与差分图像中的像素值进行比较，如果改点的像素值大于给定的值则认为该点属于运动目标区域。否则为背景区域。 差分图像为：

其中为查分图像，为当前帧图像，为背景图像。目前，输电线路在线监测应用最多的是视频监测技术，视频监测技术虽然可以准确的了解现场的情况，但是受外界环境影响比较大，而且存在盲区等缺点。

3　超声波技术

系统的工作核心是PIC16F73单片机，通过超声波发射与接收电路进行信号的发出与接收，通过单片机对接受的信号进行分析、处理并计算出目标的距离等信息。，并将该信号通过GPRS 等无线传输方式传输至监控终端，最后又监控人员对现场情况进行处理。

超声波技术的优点是灵速度快、敏度高、而且成本比较低等优点，但超声波技术存在探测距离短、易受干扰、发生误报率高等弊端。

4　雷达技术

雷达传感器可以探测动态的检测目标的速度、距离以及是否存在等特征。雷达模块发射波和回波之间时间差会引起差频信号，而目标的距离和速度等信息存在于差频信号中,

具体计算公式为：

式中为差频，为雷达的发射频率，c 为光速，V 为运动物体

的速度范围，为运动的实际方向与传感器与监测物体连线之间的角

度。

目标距离R 与

差频的关系式为

式中: 为调频宽度,T 为锯齿波重复周期。

雷达技术优势在于扫描分析监控范围无死角，雷达扫描分析是采用雷达监控技术手段，可根据设定的安全范围，所监测的范围为塔基地面及上空的全景的范围，完全满足监控输电线路对各个空间环境及突发性监控的要求。

5　一种新型输电线路在线监测系统

新型检测系统是综合采用雷达与视频相结合的监控系统。当物体移动至前后雷达监视区域时，装置捕获到斜面测量距离，通过斜面与垂直夹角，迅速计算出物体的垂直高度，继而通过视频监测系统判定模型得出即将出现的危险，如果超过安全距离，判定模块会迅速将预警信息发送至集中控制单元，单元将信号快速联动发送至前端喊话与警灯装置，警示装置以声音和灯光震慑现场，起到预防作用，如果入侵物体仍旧坚持通过垂直区域，标志事故已发生。

6　结语

综合以上几种输电线路在线检测技术的研究，我们可以知道：输电线路防外力破坏应用最为广泛的是单一的视频技术，但容易受到天气的影响，而且功耗比较大。超声波技术同样有监测死角，功耗较大等不足。鉴于雷达所具有对温湿度变化噪声和光线灵敏度低以及抗射频干扰能力强等优点，作为新兴技术，将被广泛的投入到实际应用当中。但是，雷达同样存在价格、安装等问题，需要专家，学者进行进一步的研究和探讨。参考文献：

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输电线路在线监测系统综述

高　阳,曹　宇,许傲然（沈阳工程学院,沈阳 110136）

摘　要：本文阐述了目前的输电线路在线监测技术，针对现有的视频监测技术、超声波技术以及雷达技术进行了探讨，介绍了监测技术的原理，综合比较几种监测技术的优点以及存在的不足。最后讨论了一种新型输电线路在线监测系统的构思，表明了新型输电线路若要投入运行则需要更多的完善与改进。

关键词：视频监测；超声波；雷达

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.167