防山火預警系統(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幾百度到上千度,遠高于背景的溫度。針對熱源的紅外輻射可

以使用最新的熱成像雙光譜網(wǎng)絡云臺攝像機。

在監(jiān)測到超過設定熱幅值時，具備報警功能。可實時探測煙霧、明火等，在火苗出現(xiàn)的第一時間，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、直觀的展現(xiàn)，有利于運維人員實時預警

火情、確定山火地點，并及時把火點的坐標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。

防山火預警系統(tǒng)功能

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

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

多變，傳輸距離遠，時常發(fā)生輸電線路山火事故。山火具有突發(fā)性、隨機性、快速性等特點，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)輸電線路的安全運行構成了較高

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發(fā)生火源的存在，利用新時代的輸電線路防山

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

武漢風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、紅外熱釋重疊測溫技術以

及紅外輻射探測技術對目標進行監(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 公里半徑內逐點逐行進行搜索，可及時發(fā)現(xiàn)沒有全部遮擋

的明火和暗火，不論白天、夜間 24 小時都可以工作，一旦發(fā)生火災，將自動報警，并將數(shù)據(jù)上傳到上位機

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

防山火預警系統(tǒng)裝置特點：

? 通信方式靈活，支持多種 4G 網(wǎng)絡，覆蓋區(qū)域廣，用戶無需建設通信基礎設施；

? 采用工業(yè)攝像機；

? 采用先進的 H.264 壓縮方式，碼流數(shù)據(jù)率低；

? 提供一路 RS485 接口，可實現(xiàn)遠程變焦、調向、預置位設置等云臺控制功能；

? 設備使用太陽能進行供電，蓄電池為備用電源；

? 設備安裝方便、長期無須維護；

? 設備防雷擊、抗（干）擾；

? 具有自動報警功能，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荷分布決定了發(fā)電中心遠離負荷中心，需要采用遠距離輸電。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)常跨越植被茂密的山區(qū)和林區(qū)。山火蔓延至線路下方時可能會導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、高電導率以及大量的灰燼與煙霧，這些特性嚴重影響輸電線路的桿塔、導線、絕緣子以及相間和相地之間間隙的電氣絕緣與機械性能。統(tǒng)計數(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到15起，嚴重影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

山火引發(fā)線路故障的機理

架空輸電線路外絕緣以空氣作為絕緣介質，受天氣條件(如風、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)生的山火卻會導致導線對樹木或對地放電而跳閘。極端高溫和干旱天氣條件下，森林易發(fā)生大面積山火。當線路下方出現(xiàn)山火時,線路相地或相間間隙就會發(fā)生擊穿，特別是山火經(jīng)過多回線路共用的走廊時有可能引發(fā)多條線路跳閘，導致大面積停電事故。

對于山火引發(fā)跳閘故障的機理，普遍認為:輸電線路下發(fā)生山火后，由于山火燃燒的熱空氣向上運動，周圍的冷空氣隨之不斷補充而形成對流;而這些燃燒的熱空氣中含有的導電物質也隨之向上運動，熱游離的空氣在上升過程中逐步地去游離，在導線與地面間產(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的最小間隙時，就極有可能發(fā)生空氣間隙被擊穿，導致線路跳閘。
在初始階段，如果能及時發(fā)現(xiàn)山火并采取有效措施撲火，就不會引發(fā)大面積火災。所以防山火預警就顯得尤為重要。

針對山火重災區(qū)的輸電線路通道上安裝風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。在監(jiān)測到超過設定熱幅值時，具備報警功能。可實時探測煙霧、明火等，在火苗出現(xiàn)的第一時間，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、直觀的展現(xiàn)，有利于運維人員實時預警火情、確定山火地點，極大的提高了山火的防控效率。

審核編輯黃宇