防山火預(yù)警系統(tǒng)裝置工作原理

我國輸電線路走廊林區(qū)山火燃燒的溫度高達(dá)幾百度到上千度,遠(yuǎn)高于背景的溫度。針對熱源的紅外輻射可

以使用最新的熱成像雙光譜網(wǎng)絡(luò)云臺攝像機(jī)。

在監(jiān)測到超過設(shè)定熱幅值時(shí)，具備報(bào)警功能。可實(shí)時(shí)探測煙霧、明火等，在火苗出現(xiàn)的第一時(shí)間，通

過雙光譜攝像前端采集的數(shù)據(jù)回傳，告警，將線路“火情”及時(shí)、直觀的展現(xiàn)，有利于運(yùn)維人員實(shí)時(shí)預(yù)警

火情、確定山火地點(diǎn)，并及時(shí)把火點(diǎn)的坐標(biāo)用有線或無線傳輸給消防指揮部門，極大的提高了山火的防控

效率。

防山火預(yù)警系統(tǒng)功能

隨著電力建設(shè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高壓遠(yuǎn)距離架空輸電線路日益增多，在復(fù)雜地形

條件下的電網(wǎng)建設(shè)和設(shè)備維護(hù)工作也越來越多。高壓輸電線路分布范圍廣，穿越地區(qū)地形復(fù)雜、氣候條件

多變，傳輸距離遠(yuǎn)，時(shí)常發(fā)生輸電線路山火事故。山火具有突發(fā)性、隨機(jī)性、快速性等特點(diǎn)，往往難于控

制，在夏季高溫天氣及秋冬節(jié)干燥天氣，山火突發(fā)的概率十分高，對電網(wǎng)輸電線路的安全運(yùn)行構(gòu)成了較高

的威脅。 而過去電力部門采取的人工巡線方式根本無法及時(shí)發(fā)生火源的存在，利用新時(shí)代的輸電線路防山

火在線監(jiān)測裝置對山火進(jìn)行預(yù)警及定位，才能有效解決防山火災(zāi)害問題。

武漢風(fēng)河輸電線路防山火在線監(jiān)測裝置利用圖像視頻手段、火焰探測技術(shù)、紅外熱釋重疊測溫技術(shù)以

及紅外輻射探測技術(shù)對目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視、山火精確定位、環(huán)境溫度探測以及紅外輻射探測，并將信息記錄。

探測器在水平 360 度，垂直 180 度，距離 1—50 公里半徑內(nèi)逐點(diǎn)逐行進(jìn)行搜索，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)沒有全部遮擋

的明火和暗火，不論白天、夜間 24 小時(shí)都可以工作，一旦發(fā)生火災(zāi)，將自動(dòng)報(bào)警，并將數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)

或監(jiān)測主站系統(tǒng)給我們的消防指揮部門提供參考，以便能及時(shí)補(bǔ)救，避免造成火災(zāi)。

防山火預(yù)警系統(tǒng)裝置特點(diǎn)：

? 通信方式靈活，支持多種 4G 網(wǎng)絡(luò)，覆蓋區(qū)域廣，用戶無需建設(shè)通信基礎(chǔ)設(shè)施；

? 采用工業(yè)攝像機(jī)；

? 采用先進(jìn)的 H.264 壓縮方式，碼流數(shù)據(jù)率低；

? 提供一路 RS485 接口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程變焦、調(diào)向、預(yù)置位設(shè)置等云臺控制功能；

? 設(shè)備使用太陽能進(jìn)行供電，蓄電池為備用電源；

? 設(shè)備安裝方便、長期無須維護(hù)；

? 設(shè)備防雷擊、抗（干）擾；

? 具有自動(dòng)報(bào)警功能，可以接入火警平臺

系統(tǒng)概述

我國的能源資源分布與用電負(fù)荷分布決定了發(fā)電中心遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，需要采用遠(yuǎn)距離輸電。隨著輸電線路走廊用地越來越緊張，許多輸電線路走廊經(jīng)?？缭街脖幻艿纳絽^(qū)和林區(qū)。山火蔓延至線路下方時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致線路相地或相間擊穿而引發(fā)跳閘事故。特別是每年清明時(shí)節(jié)，居民焚燒祭品引發(fā)山火而造成的跳閘事故尤為突出。隨著植樹造林、退耕還林及封山育林等政策的出臺，輸電線路走廊附近山區(qū)和林區(qū)的植被高度及密度顯著增加，進(jìn)一步加劇了山火對輸電線路的危害。

山火的主要特性為高溫、高電導(dǎo)率以及大量的灰燼與煙霧，這些特性嚴(yán)重影響輸電線路的桿塔、導(dǎo)線、絕緣子以及相間和相地之間間隙的電氣絕緣與機(jī)械性能。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，不同電壓等級的輸電線路都有可能發(fā)生山火引起的跳閘事故。2009–2011年，僅湖北電網(wǎng)因山火引發(fā)的500kV輸電線路跳閘事故就達(dá)到15起，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

山火引發(fā)線路故障的機(jī)理

架空輸電線路外絕緣以空氣作為絕緣介質(zhì)，受天氣條件(如風(fēng)、雨、雷電、雪等)影響，常發(fā)生絕緣失效引起的跳閘故障，這些故障一般發(fā)生在塔頭或絕緣子串等位置。但線路下方發(fā)生的山火卻會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線對樹木或?qū)Φ胤烹姸l。極端高溫和干旱天氣條件下，森林易發(fā)生大面積山火。當(dāng)線路下方出現(xiàn)山火時(shí),線路相地或相間間隙就會(huì)發(fā)生擊穿，特別是山火經(jīng)過多回線路共用的走廊時(shí)有可能引發(fā)多條線路跳閘，導(dǎo)致大面積停電事故。

對于山火引發(fā)跳閘故障的機(jī)理，普遍認(rèn)為:輸電線路下發(fā)生山火后，由于山火燃燒的熱空氣向上運(yùn)動(dòng)，周圍的冷空氣隨之不斷補(bǔ)充而形成對流;而這些燃燒的熱空氣中含有的導(dǎo)電物質(zhì)也隨之向上運(yùn)動(dòng)，熱游離的空氣在上升過程中逐步地去游離，在導(dǎo)線與地面間產(chǎn)生大量的電荷;煙霧在不斷升騰的過程中造成空氣間隙小于線路工頻電壓閃絡(luò)的最小間隙時(shí)，就極有可能發(fā)生空氣間隙被擊穿，導(dǎo)致線路跳閘。
在初始階段，如果能及時(shí)發(fā)現(xiàn)山火并采取有效措施撲火，就不會(huì)引發(fā)大面積火災(zāi)。所以防山火預(yù)警就顯得尤為重要。

針對山火重災(zāi)區(qū)的輸電線路通道上安裝風(fēng)河智能電力防山火監(jiān)測系統(tǒng)裝置（FH-900M輸電線路防山火監(jiān)測裝置），包含紅外雙光譜采集模塊、傳輸模塊、監(jiān)測模塊、主控模塊和監(jiān)控終端，采集模塊包含傳感器和攝像機(jī)。在監(jiān)測到超過設(shè)定熱幅值時(shí)，具備報(bào)警功能。可實(shí)時(shí)探測煙霧、明火等，在火苗出現(xiàn)的第一時(shí)間，通過紅外攝像前端采集的數(shù)據(jù)回傳，告警，將線路“火情”及時(shí)、直觀的展現(xiàn)，有利于運(yùn)維人員實(shí)時(shí)預(yù)警火情、確定山火地點(diǎn)，極大的提高了山火的防控效率。

審核編輯黃宇