输电线路山火监测预警系统的研究及应用蔡广和

输电线路山火监测预警系统的研究及应用蔡广和

(大连长兴岛中广核风力发电有限公司辽宁大连116000)

摘要:伴随当前电力事业的快速发展,输电线路的可靠性和安全性逐步提高,但依然出现了很多不可抗的因素,可能导致输电线路的运行产生一定的危害。依照相关资料发现,输电线路产生山火的情况相当少见,然后一旦出现就会产生较大的危害,所以在敷设输电线路过程中,一定要监控输电线路山火的情况,随时对输电线路山或动态进行掌握,并且采取相关措施控制山火,防止山火过大而造成较大的经济损失。

关键词:输电线路;山火监测预警系统;应用

1山火导致输电线路跳闸的机理

1.1空气热游离

山火直接与输电线路进行接触的可能性不高,然而火焰的温度在100℃到177℃之间,空气在这种条件下会出现热游离的情况,在高温的条件下,地面附近的空气游离出带电粒子,而导线由于表面高温处出现电子游离在地面周围的电荷区,伴随火苗向高处进行发展。与此同时,大量的微粒和浓烟会让空气的绝缘性能大大降低,造成空气被击穿,输电线路对地放电等情况的产生。

1.2局部空气密度下降

输电线路下方出现山火的时候,由于温度升高,空气密度会下降,输电线路附近局部出现低气压而让导线地面间的击穿电压降低,造成空气容易被击穿的情况出现。输电线路会产生对地放电的问题。

1.3电导率增大

出现森林火灾的时候,在燃烧时地面的乔木和灌木会蒸发出一定的水分,这些水分有大量的盐粒子和烟尘微粒,会让空气的绝缘性能大大降低,造成空气容易被击穿,输电线路对地放电等情况。

1.4电场畸变,颗粒的触碰放电

火焰当中具有一定的带电电荷,会让附近的电场产生畸变。植被在燃烧的过程中大量碳化,灰烬会在强电场中漂浮,带电粒子由于空间电荷和高温的作用会让发电、放电的发展速度加快,火焰化学电离和热游离出现的电荷与电导线覆周围的颗粒触发流柱放电而出现电荷,在放电通道内聚集出现电弧,最终击穿空气。

2输电线路山火监测预警系统的研究及应用

2.1工程应用

我国南方地区的某一个省在2015年110千伏及以上输电线路因为山火而造成的跳闸次数达到了40余次。在2015年的五一期间,华北出现山火频发等情况,导致500千伏交变电路产生大面积故障,不得不对电线线路进行停运检修。2016年很多省份产生了大面积山火事故,造成很多跨区线路产生故障。2016年的下半年1000千伏高压交流线路出现三次跳闸,都是由于山火造成的,最为严重的一次造成线路停运三天,山火是对输电线路安全性产生影响的重要因素,需要及时监测山火,并且依照监测的信息进行预警,方便相关部门人员及时通过合理措施,应对山火的危害,让输电线路山火防控能力进一步提高。

2.2山火监测系统原理

输电线路山火监测系统在监测山火的过程中,主要通过红外热感应原理,利用红外热感应传感器检测附近的环境温度。在检测温度的过程中,如果温度不在阈值范围之内,感应器就会出现警报信号,并且向主控器进行传递,主控设备在获取报警信号之后,自动打开可见光摄像头的光源,并且对图像进行采集,辨识采集的数据,如果是出现了山火,就需要对附近的图像数据以及相关信息等进行采集,另外分析可能会被山火影响到的线路,通过短信的方式向检修人员进行传递,并且把现场的有关情况存储起来,以便检修人员对现场情况进行实时掌握。

2.3输电线路山火预警监测系统关键技术

2.3.1空间数据库技术

在管理空间数据的过程中,主要使用的是关系数据库,也可以通过对象关系数据库进行管理。在操作空间与非空间数据的时候,需要结合sql语言和RDBMS数据管理功能,因为关系数据库当中存储着庞大的数据信息,需要及时对这些数据信息进行处理和管理,做好记录和并发控制工作,建立起数据仓库。因此需要充分利用关系数据库的相关功能,让空间数据和非空间数据的集成得以实现,gis发展的过程中,通过关系数据库管理空间数据库能够让空间数据的互操作性提高,输电线路、山火预警监测系统还与地理空间数据库息息相关,管理模式是SQLServer和ArcSDE相结合,通过应用服务器空间数据引擎让空间数据管理的效率提升,通过专用开发包的使用,可以完善数据库的功能,加强数据库系统的集成化管理。

2.3.2组件式GIS开发技术

新gis系统是通过组件式模软件建立起来的,comGIS可以对传统gis当中的不足之处进行弥补,可以对gis的功能模块进行划分,并且形成多个控件。每个空间当中功能都是独特的,通过可视化软件开发系统能够对各控件及控件和非空间之间进行高度集成,最后形成一个gis系统.传统的gis系统当中往往具有二次开发语言,而组件式的gis系统中可以将这个缺陷克服掉,利用计算机语言让山火预警监测系统和其他系统进行充分的集成,将更齐全的功能开发出来,让它的应用范围进一步增大。

2.3.3山火识别与图像增强技术

因为红外图像反差比较低,而且背景比较高,所以和背景辐射相比,目标占用的动态范围相对比较小,输电线路的山火监测距离往往非常远,而且地形相对比较复杂,火点的覆盖面积不大,因此采集到的图像清晰度不高,所以需要利用图像增强系统来处理图像,让图像信号的温度对比度提高,让山火预警监测系统可以在红外条件下对细微的温差变化进行感知。

2.4系统应用效果

山火预警监测系统在各省市的输电线路当中得到了充分的应用,效果非常明显。在一定程度上造成的线路故障频率降低。比如说系统在我国各省市进行应用之后,在清明节的时候对火点监测发现接近900个火点。在跨区域电网输送线路当中进行山火警报一共34次,通过验证发现34次警告,当中32次是真正出现了山火。系统对我国中部某省电力公司运行线路进行监测的过程中,发现一个一级告警山火的量温值达到了330,与设定的山火判断阈值320相比,超过了阈值,所以进行了报警。在电力工程抢修人员核实之后,发现确实产生了山火,检修人员到达现场之后发现山火面积非常大,所以可以看出,输电线路山火预警系统能够对较大范围的山火进行预警,并且发出警报,让相关人员需要及时对其进行控制。

结束语

总而言之,为了防止输电线路产生严重的火情,一定要采取科学合理的手段对其进行动态监测,保证其运行过程中的安全性,输电线路山火预警系统科学合理的进行运用,可以准确预测线路当中的山火,并且依照山火的实际情况,发出报警信息,及时对其进行扑灭扑灭,因此山火监测预警系统可以在输电线路当中获得非常好的应用,及时判断现场的山火情况,并且传回相应的图像,方便检修人员对现场情况进行及时了解和掌握,让山火处理效率大幅度提高。

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