高压电线防护措施（通用8篇）
为保证塔吊能在一个安全的环境下正常工作和顺利完成本楼的施工任务，现根据塔吊使用环境安全要求及有关对施工区域内高压电线防护措施要求，特制定此高压线防护专项施工方案。本工程高层部位的塔吊吊臂距离高压线不满足安全距离。按照电业局的要求，必须搭设必要的防护设施，以确保安全施工。要求防护架搭设高度超过上部高压线不小于2m，防护架应牢固、稳定，具有一定的抗风和抗倾覆能力。
二、编制依据
1、施工现场实地勘察；
2、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
3、国家相关规范规定；
4、《建筑施工扣件式钢管防护架安全技术规范》JGJ130-2011；
5、国家现行的技术政策及标准、安全操作规程及安全验收规范。
三、工程概况及现场概况
1、工程概况
工程名称：同和春天5#商住楼
建设地点；焦作市太行路与华宝路交叉口东北角 建设单位：焦作市厚海置业有限公司 设计单位：河南正鼎建筑设计有限公司 勘察单位：河南华兴地质工程有限公司 施工单位：河南荔湾建筑安装有限公司 监理单位：焦作建筑勘察设计有限公司
2、现场概况
在场地西侧有10KV高压线南北方向通过，现场5#商住楼施工中架设塔吊，因塔吊据高压线距离小于塔吊大臂长度，架空高压线在塔吊回转半径内，根据《施工现场临时用电安全技术规范》的要求，必须采用安全保护措施。（见平面布置图）
四、防护方法
因施工所用塔吊需要360度回转，所以现场塔吊西侧覆盖范围与高压线重合区域搭设单侧防护栏。防护架下部沿着高压线方向采用Φ48×3.5的建筑钢管搭设高度6m、宽度5m的排架，然后上部采用绝缘材料毛竹搭设防护架。搭设参数为：立杆纵向间距为1.8m，横向间距为0.9m。水平杆步距为1.7m，第一步扫地杆距地0.3m。防护架搭设高度超过上不高压线不小于2.0m，水平距离高压线不下于1.6m。同时在高压线保护架上设警示牌，警示牌上写：“高压线危险”，防护架顶部挂彩旗。
五、防护架施工技术要求
1、钢管防护架技术要求
1、防护架采用Φ48×3.5钢管搭设，纵距为1.8m，横距为0.9m，步距为1.7m。
1、立柱构造要求
（1）立柱接头必须采用对接扣件对接；
（2）立柱对接扣件应交错布置，相邻立柱接头在高度方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。
3、纵向水平杆构造要求：
（1）宜设置在横向水平杆之上，并以直角扣件扣紧在横向水平杆上。（2）长度一般不宜小于三跨，宜采用6m管。
（3）宜采用对接扣件连接，接头应交错布置，不应设在同步同跨内，扣件接头水平距离不应小于500mm，并应避免设在纵向水平杆的跨中。端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm。
4、横向水平杆构造要求：
（1）横向水平杆采用直角扣件固定在立柱上，端部伸出立柱不少于100mm。
（2）宜采用对接扣件连接，接头应交错布置，不应设在同步同跨内，相邻扣件接头水平距离不应小于500mm，并应避免设在跨中。端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm。
5、剪刀撑与支撑的构造要求：
（1）防护架沿纵向布置剪刀撑，自上而下连续设置，共设置3道。（2）每道剪刀撑跨越立杆的根数宜在5-7根之间，角度为45-60度。（3）剪刀撑斜杆的接头必须采用搭接，搭接要求根以上构造要求相同。
6、防护架拆除要点:（1）划出工作区域，禁止行人进入。
（2）严格遵守拆除顺序，由上而下，后搭先拆，先搭后拆。（3）统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一个人有关的结扣时，应先告知对付以防坠落。
（4）材料工具要传递而下，不得随意抛仍。
2、毛竹防护架技术要求
1、毛竹搭设材料；
（1）根据现场实际情况，用毛竹搭设防护架，其中毛竹小头直径不小于35mm，大头直径不大于100mm，长度不小于6m，毛竹不得腐朽，表面不见虫眼。
（2）离高压线4m以下部位绑扎，毛竹搭设架体范围内，采用12#镀锌脚手架专用铁丝，镀锌铁丝使用时不允许用火烧，次品和锈蚀严重的镀锌铁丝不得使用。
2、搭设尺寸要求：
（1）防护架总长按现场内高压线长度决定，立杆纵向间距为1.8m，横向间距为0.9m。水平杆步距为1.7m，第一步扫地杆距地0.3m。（2）防护架每隔3m设抛撑一根，抛撑必须牢固连接，同时遇电线杆处防护架与电线杆进行连接，以增强防护架的稳定性。（3）防护架应牢固稳定具有抗风能力。
3、参照标准：
《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）第4.1.4条，4.1.6条。
3、防护搭设程序
场地平整（基坑边缘围护桩位置需按围护设计要求进行硬化）→确定立杆位置→铺设垫板→竖立杆→绑水平杆→绑抛撑、斜撑、剪刀撑等→设置连电杆点→安装警示标志。
1、扫地杆：在立杆底部离地30cm处绑扫地杆。
2、竖立杆：先竖两端头的立杆，再立中间立杆。立杆竖好后，应纵成行，横成方，杆身垂直。立杆弯曲时，其弯曲面应顺纵向方向，即不能朝高压线面也不能背高压线面，以保证大横杆能与立杆接触良好。
3、绑大横杆：防护架两端大横杆的大头应朝外。绑扎第一步架的大横杆时，应检查立杆是否埋正、埋牢。同一步架的大横杆大头朝向应一致，上下相邻两步架的大横杆大头朝向应相反，以增强防护架的整体稳定。
4、绑小横杆：小横杆绑在立杆上，相邻的两根小横杆的大小头应相反放置。上下相邻的两排小横杆应绑在立杆的不同侧面，小横杆伸出立杆部分不得小于300mm。
5、绑斜撑、剪刀撑、抛撑：防护架搭设至二步以上时，即应绑设斜撑、剪刀撑、抛撑。
6、设置连电杆点：防护架高度超过7m时，随搭设防护架随设置连电杆点。
7、安装警示标志：在架体上方每隔20m左右悬挂警示标语。所有警示标志必须安装牢固。
六、毛竹架绑扎方法及搭设标准
1、毛竹架绑扎方法
1、直交：
毛竹垂直相交，如立杆与大横杆相交处，立杆与小横杆相交处应采用平插十字扣或斜插十字扣的绑扎方法，平插十字扣绑扎方法的绳扣不宜松动，横杆沉降量小，效果较好。绑扎时铁丝既要扭紧，使毛竹不松动，又不要扭紧过度，使铁丝绞断或受伤。平插十字扣、斜插十字扣见图：
2、斜交：
毛竹倾斜相交，如立杆与斜撑相交处，立杆与剪刀撑相交处，大横杆与斜撑相交处，应采用斜十字扣的绑扎方法。斜十字扣用的铁丝两个单头必须从毛竹交角最小处插进，才易扭紧，保持毛竹不松动。
斜十字扣做法见下图：
3、毛竹接长：
毛竹接长采用顺扣搭接法，接头长度不小于1.5m，绑扎扣不小于3个，两端及中间各一个，扣的间距不大于0.75m。接长处必须防止弯折扣松动，以免影响防护架的整体稳定和使局部受力状况恶化。
2、毛竹架搭设标准
1、立杆：立杆应大头朝下，上下垂直，立杆杆身垂直偏差不得超过架高的1/1000，且不得大于100mm，不得向外偏斜。最后一根立杆应大头朝上，为使立杆顶端齐平，且将高出的立杆向下错动。立杆必须按规定接长，相邻立杆的街头至少应错开一步架，接头的搭接长度应跨两层大横杆，且不得小于1.5m。为使接长后的立杆位于同一平面内，上下立杆的接头应沿纵向错开。
2、大横杆：大横杆绑扎在立杆内侧，沿纵向平放。大横杆必须按规定进行接长，接头应置于立杆处，大头伸出立杆200-300mm，并使小头压在大头上，搭接长度不小于1.5m。接头位置，上下相邻大横杆的接头应错开一个立杆。
3、小横杆：小横杆绑扎在大横杆上，大头朝里。伸出大横杆的长度不得小于200mm。小横杆应等距离均匀布置，不得抽拆。
4、斜撑：斜撑设置在防护架的外侧，与地面不小于45度角倾斜。其底端埋入土中，底脚距立杆纵距一致。
5、剪刀撑：剪刀撑设置在防护架外侧，是与地面成45-60度角的交叉杆件。从下至上与防护架其它杆件同步搭设，杆件的端部应交与立杆与大横杆的节点处，并与立杆和大横杆绑牢。剪刀撑本身与立杆、大横杆相交处应绑牢。
6、抛撑：抛撑与地面成45-60度角。防护架搭设到3步架高时，全高不大于7m，应每隔5m设置一根抛撑。其底角应埋入土中。
7、施工安全措施
1、严禁使用不符合要求的材料搭设。钢竹架体分界严格按方案执行，毛竹架应向下伸一部落脚在钢管脚手架的横杆上，并且绑扎成一体（至少3道）。
2、搭、拆防护架时应划分作业区，周围设围栏式竖立警戒标志，地面设有专人指挥，严禁非作业人员入内。搭拆高空作业人员必须戴好安全帽系好安全带，扎裹脚脚、穿软底鞋。
3、拆除顺序应遵循由上而下，先搭后拆，后搭先拆的原则，即先拆栏杆、脚手板、剪刀撑、斜撑，后拆小横杆、大横杆、立杆等，并按一步一清的原则依次进行，严禁上下同时进行拆除作业。
4、拆立杆时，应先抱住立杆再拆最后两个扣，拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时，应先拆中间扣，然后托住中间，再拆两头扣。
5、拆除时要统一指挥，上下呼应、动作协调，当解开与另一个人有关的结扣时应先通知对方，以防坠落。
6、搭拆防护架时要采取隔离措施，严禁架杆接触电线。
7、拆下的材料应从上传递下来，不得随意抛扔，拆下的扣件要集中堆放。
8、拆架不得中途换人，如必须换人时。应将拆除情况进行详细交底方可离开。
9、严禁工地施工人员随便拆动防护架杆件及脚手片。
10、五级及五级以上大风、零、雨、雪天应停止工作。
11、制定定期检查制度，安全员每半个月检查一次，发现情况及时整改。
八、安全技术措施
1、钢管脚手架搭设完成后间隔30米设置一处接地点。
3、对各班组进行安全用电教育，特别电工、塔吊驾驶员除必要的安全交底、教育外，针对场内的高压线、变压器的使用安全，要求每日交接班检查，任何人员未经许可不得入内。
4、项目部把高压线、变压器立为重大危险源，针对重大危险源制定专职安全员每日巡检，项目部周检制度。
5、防护架搭设前必须根据规范规定和施工方案，制定防护架的安全技术措施。
6、为防止塔吊臂碰撞防护架，每周对塔吊指挥、司机进行教育交底。
7、塔吊指挥员对所有在高压线附近材料等吊运时必须蹲点指挥。
8、防护架通长方向立杆要拉线整直成一条直线。
九、防护架体检查
（一）、防护架搭设和使用前的检查
1、防护架搭设至三步架高时，应按设计要求检验，符合后，继续向上搭设，至要求高度。并由工地技术负责人和安全员会同搭设班组按规定项目和要求进行检验，检查合格后办理交接验收手续方准许交付费用。
2、检验要求如下：
（1）整体防护架必须保持垂直、稳定，不得向外倾斜。
（2）防护架与电杆的拉结点及剪刀撑必须牢固，间距符合设计规定。
（3）毛竹、镀锌铁丝的规格尺寸和材质必须符合规定。
（4）立杆、斜杆底部应有垫块。填土要夯实，不得有松动现象，并应高出周围的地面。
（5）各杆件的间距及倾斜角度应符合规定。
（6）镀锌铁丝绑扎应符合规定，且不允许一扣绑扎三根杆件。
（二）防护架使用期间的检查
1、防护架使用期间必须设专人经常检查。
2、检查项目如下：
（1）防护架有否出现倾斜或变形。
（2）绑扎点镀锌铁丝有否出现松脱和断裂。
（3）立杆有否出现沉陷和悬空。
检查后不合格部位必须及时修复或更换，符合规范规定后，方准许继续使用。
（三）防护架在特殊情况下的检查
暂停工程复工，大雨、大雪及冰雪融化后的工程，必须重新对防护架进行详细的检查，符合要求后，方准许继续使用。
（四）管理
1、材料部门购进的防护架毛竹规格和材质应符合规范规定，不得采购等外材或残次品作为防护架的部件使用。
2、施工过程中，未经技术负责人批准，不得随意抽拆防护架上的杆件，并应及时清除防护架上的垃圾和冰雹等杂物。
3、毛竹应按规定分别堆放，四周应设置消防器材，如灭火器、消防水桶等备用。
十、防护架拆除
1、架子使用完毕后应由专业架子工拆除防护架。
2、防护架拆除时，作业区及进出口必须设置警戒标志，派专人指挥，严禁非作业人员进入。
3、拆除的杆件应自上而下传递或利用滑轮和绳索运送，不得从架子向下随便抛落。
4、竹防护架拆除的要求
1）防护架拆除必须严格遵守自上而下按顺序进行，后绑的先拆，先绑的后拆。拆除顺序如下，安全网→剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆等。严禁上下同时进行拆除作业，严禁采用推倒或拉倒的方法进行拆除。
2）拆除杆件时的注意事项如下： 立杆：先抱住立杆再解开最后两个绑扎扣。
大横杆：剪刀撑、斜撑：先拆中间绑扎扣，托住中间再解开两头的绑扎扣。
抛撑：先用临时支撑加固后，才允许拆除抛撑。
剪刀撑、斜撑及连接点只能在拆除层上拆除、不得一次全部拆掉。
八、防护架措设注意事项
1、垫板：底座应准确的放在定位线上，垫板必须铺放平稳，不得悬空。
2、搭设立杆时，外径不同的钢管严禁使用相邻立柱的对接扣件不得在同一高度内，错开距离应符合构造要求
3、开始搭设立柱时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可根据情况拆除。
4、当搭至有连墙件的构造层时，搭设完该处的立柱、纵向水平杆、横向水平杆后，固立即设置连墙件。
5、封闭行防护架的同一步纵向水平杆必须四周交圈，用直角扣件与内、外脚柱固定。
6、双排防护架的横向水平杆靠墙一端至墙装饰面的距离不应大于100mm。
7、当防护架操作层高出连墙件两步时，应采取临时稳定措施，直到连墙件搭设完成后方可拆除。
8、剪刀撑、横向支撑应随立柱、纵横向水平杆等同步搭设，剪刀撑、横向支撑等扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm。
9、对接扣件的开口应朝上或朝内，各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。
10、铺设脚手板时，应满铺、铺稳，靠墙一侧立墙面距离不应大于150mm。脚手板的探头应采用直径3.2mm的镀锌钢丝固定在支承杆上，在拐角、斜道平口处的脚手板，应于横向水平杆可靠连接，以放置滑动。
防护架搭设完毕后，必须经有关部门验收后，方可投入使用。
十二、防护架抗倾覆计算 作用于防护架的荷载包括自重图
风荷载
防护架受力情况分析图
（1）每米防护架钢管自重标准值为0.038KX/m，扣件自重标准值为0.0132KN/个，毛竹按0.007KN/m*1.3搭接系数计算为0.0091KN/m。
NG=[0.038+（1.8+0.45）×0.038/1.7-0.0132×2/1.7]×7.3=0.758KN NG=[0.038+（1.8-0.90）×0.038/1.7-0.0132×2/1.7]×7.3=0.831KN NG=[0.038+（1.8+0.90）×0.038/1.7-0.0132×2/1.7]×9.0=1.025KN NG=1.025+[0.0091+
（1.8+0.45）
×
0.0091/1.7]
×1.7=1.025+0.036=1.061KN NG=1.061+[0.0091+
（1.8+0.90）
×
0.0091/1.7]
×1.7=1.061+0.040=1.101KN NG=1.025+[0.0091+（1.8+0.90）×0.0091/1.7]×3.4+[0.0091+（1.8+0.45）×0.0091/1.7]×5.1=1.025-0.080+0.108=1.213KN NG=[0.038+（1.8+0.90）×0.038/1.7+0.0132×2/1.7]×10.7+[0.0091+
（1.8+0.90）
×
0.0091/1.7]
×10.2=1.219+0.240=1.459KN
NG=[0.038+（1.8+0.45）×0.038/1.7-0.0132×2/1.7]×10.7+[0.0091+
（1.8+0.45）
×
0.0091/1.7]
×11.9=1.111+0.252=1.363KN（2）风荷载
本工程地处焦作市，基本风压为0.55KX/㎡，风荷载高度变化系数为μ=1.42，开放式防护架风荷载体型系数为μ=0.087 WK=0.7μ×U×W =0.7×0.087×1.42×0.55=0.048KN/m3(3)防护架抗倾覆计算（按最不利组合计算）M = 0.758×6.3+0.831×5.4+1.025×4.5+1.061×3.6+1.101×2.7+1.213×1.8+1.459×0.9=4.775+4.487+4.613+3.820+2.973+2.183+1.313
=24.164KN·m M =0.048×1.8×20.7×20.7/2×2/3=12.341KN·m
K=
=1.958>1.4
(满足要求)
（4）立杆的稳定性验算
不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为： o=N/φA≤[f] 立杆的轴向力设计值为1.751KN； 立杆的截面回转半径i=1.58cm；
计算长度附加系数参照《扣件试规范》表5.3.3得：K=1.155； 当验算杆件长细比时，取块1.0;计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：μ=1.50 计算长度：Lu=K×μ×h=1.155×1.50×1.7=2.945m 长细比：Lu/i=186 轴心受压构件的稳定系数φ由长细比209查表得知到：ф=0.207 立杆净截面面积：A=4.89㎡ 立杆净截面模量：W=5.08cm³
1 采动影响下高压输电线路变形和破坏特征
1.1 高压输电线路安全运行的基本要求
高压输电线路是由很多的部分共同组成的, 在进行煤矿的开采过程中, 通常都是在地下进行的, 这样就非常容易导致地表出现移动和变形的情况, 这样就会导致高压输电线路的杆塔也会出现相应的移动和变形, 进而导致更多的安全隐患出现, 对线路的运行安全是有很大的影响。在煤矿开采的过程中为了更好的保证线路的运行安全, 可以对高压输电线路的运行规程进行要求, 在很多的工矿区已经慢慢实现了架空送电线路的操作, 这样能够更好的避免出现输电线路杆塔移动和变形的情况。在进行输电线路的杆塔建设的时候, 如果采用的是钢筋混凝土杆, 要保证其倾斜度在一定的范围内, 同时要保证导线和避雷线的驰度误差也在一定的范围内。
1.2 开采沉陷对高压输电线路的影响
在煤矿的开采过程中, 出现开采过程中的沉陷会导致地面出现变形的情况, 同时也可能会导致地面出现垂直方向上的移动和变形, 出现的变形情况主要表现为地面出现下沉、倾斜或者是扭曲的情况。地面在水平方向上也是会出现移动和变形的情况的, 主要的表现就是会出现地面的水平移动和压缩变形情况。地表出现变形会给高压输电线路的杆塔带来很大的影响, 同时也会导致杆塔出现移动和变形。
在煤矿开采过程中出现地表下沉会导致输电线路的杆塔的基础出现下沉, 杆塔的基础出现下沉的量是和地表下沉量一致的。很多的矿区位于高潜水位矿区, 在出现地表下沉情况的时候会导致地下的潜水位出现相对上升的情况, 这样就会导致地下水慢慢接近杆塔的基础底面, 在这种情况下, 地基土会受到地下水的浸泡, 在温度较低的情况下, 会导致杆塔的基础稳定性受到很大的影响, 同时也可能会出现杆塔的冻胀现象。杆塔的基础底面出现不均匀的沉降, 也是会导致上部的杆塔在受力方面出现很大的变化, 同时杆塔的构件内力会出现超过材料许可的范围, 这样会导致杆塔的结构出现严重破坏的情况, 进而导致安全事故出现。在进行高压输电线路架设的时候, 工矿企业可以根据电力部门的经验来进行操作, 这样能够更好的保证杆塔之间的稳定性。地表在出现下沉的情况时, 相邻的杆塔在下沉的时候也会出现不一致, 这主要是和线路的地形特征有很大的关系。
地表出现倾斜的情况对输电线路的影响非常大, 杆塔通常都是比较高大的结构, 因此在地表出现倾斜的情况下倾斜变形的情况非常明显。地表倾斜对高压输电线路的影响主要表现在三个方面。在开采过程中, 地表出现倾斜会导致输电线路的杆塔基础出现相应的倾斜, 杆塔的基础出现倾斜会导致杆塔的基础不稳定。输电线路的杆塔倾斜会导致线路中的导线应力重新分布, 因此, 要保证导线中的应力保持平衡, 一定要避免杆塔出现倾斜。输电线路倾斜, 不一定会导致杆塔的档距相应的扩大和缩小情况。杆塔倾斜也会导致导线之间松弛, 同时也会导致导线之间的近地距离出现很大的变化。
地表出现水平的移动会导致输电线路的杆塔也会出现相应的水平移动, 但是这种水平移动不一定会导致线路之间的档距出现增大或者是缩小, 水平移动会导致杆塔之间的作用力出现很大的变化, 在情况比较严重下的情况, 会导致杆塔之间位置过大, 导致安全事故出现。
2 高压输电线路下采煤的地表沉陷控制措施
2.1 合理布置工作面控制地表变形分布
从上述分析可以看出, 杆塔处的地表倾斜和水平移动值的大小对杆塔的稳定性、档距、弧垂和近地距等元素的变化具有重要影响。根据开采沉陷动态和静态分布规律, 通过合理布置工作面和协调开采措施, 尽量减小杆塔处的地表倾斜和水平移动值, 可以大大减轻高压输电线路的采动变形程度。在高压线路下采煤时, 可采取的协调开采措施主要包括:全柱开采、协调开采和对称背向开采。工作面布置应尽可能使线路走向位于下沉盆地主断面内, 减小直线杆塔受到的扭矩。
2.2 采用部分开采技术减小地表移动变形值
常用的部分开采技术包括:条带开采、房柱式开采和分层限厚开采。根据国内外的实践研究表明, 条带开采的下沉系数一般在0.024~0.206之间, 是全部垮落开采下沉系数的4.8~26.8%, 房柱式开采的下沉系数一般在0.35~0.68, 均大幅的减小了地面沉陷。分层限厚开采减小地表一次下沉对建构筑物的影响, 一般适用于中厚煤层。
2.3 采用离层注浆减沉技术控制地表沉陷
煤层上覆岩层是由多层岩层组合而成, 其物理力学性质差异较大, 当岩层组合为下软上硬时, 煤层采后覆岩在垂直方向上的移动呈现时间和空间上的不连续性和不同步性, 于是产生离层。离层形成后, 实时地由地面向离层间隙注入粉煤灰等充填材料, 可以达到减小地表变形的目的。
2.4 控制工作面推进速度防止杆塔的急剧变形
根据实测资料分析, 对某一具体工作面, 最大下沉速度和工作面推进速度之间存在线性关系。工作面推进速度过快将导致地表剧烈变形, 从而使输电线路杆塔急剧变形, 可能在短期内超过变形极限, 无法通过及时维修来释放杆塔、横担等构件中的附加应力, 严重威胁线路安全运行。
3 采动影响下高压输电线路的维修和防护措施
一般当开采煤层的深厚比大于30时, 地下开采引起的地表移动变形过程是连续渐变的。采动引起的高压输电线路的移动和变形是随着地表变形连续渐变的过程。提高杆塔的抗变形或适应变形能力、及时采取维修和调整措施释放构件附加应力、保证各要素始终处于安全许可范围内是保证高压输电线路安全的基本途径。高压输电线路的变形包括两部分:地表变形引发的杆塔变形和杆塔变形引发的输电线路其它各元素的变形。这两类变形具有因果关系, 因此对线路的防护的重点也就是对杆塔变形的控制与防护。高压输电线路的维修和防护措施主要包括:杆塔基础和结构补强、更换部分构件为可调构件和各构件变形的调整和维修。
4 结束语
在开采过程中出现高压输电线路变形的主要影响因素主要分为两种, 分别是地表变形导致的杆塔变形和杆塔变形导致的输电线路的变形。输电线路出现变形的情况主要是地表倾斜和水平移动导致的。控制地表变形是高压线下采煤防护的基本措施之一。高压线下采煤的地表变形控制措施主要有:合理布设工作面、部分开采、离层注浆和控制工作面推进速度等。对输电线路进行改造、维修是高压线下采煤的主要防护措施。
摘要：在工矿企业中, 高压输电线路是非常基础的配套工程, 因此, 在很多的矿区都存在着高压输电线路下进行压煤的问题。在高压输电线路下进行工作要面临的问题非常多, 因此, 在工作过程中一定要采取必要的防护措施, 同时也要保证线路的运行安全。在进行采煤的过程中经常会出现沉陷的情况, 这样就使得高压输电线路经常会出现变形的情况, 因此, 在采煤的过程中一定要做好地表沉陷的控制措施, 这样才能更好的保证工作人员的安全。
关键词：高压输电线,采煤,防护措施
参考文献
一、编制依据
1.《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）2.《建筑施工手册缩印本第四版》（中国建筑工业出版社出版）
3.《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46-05）4.《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
二、工程概况：
中国石油东方物探北京办事处新街口外大街办公楼室内外装修改造工程，位于北京市西城区新康路5号，南邻第二炮兵总医院，西邻北京师范大学，本工程西、南两侧临街，西侧为市级城市道路，距本工程西侧外墙3.8m处，有高压电缆一道。线高12m-13.5m。为保证本工程的施工安全，必须对西侧高压电缆进行安全防护。
三、现场情况及具体操作：
根据施工现场的实际情况（施工现场的空间不足，无法搭设封闭式电缆防护棚），所以我单位经过研究决定，采用单侧防护的安全保护措施（见附图），具体操作如下： 1.高压电缆防护架总长度为75.0m，高度为24.0m（超过外墙脚手架总高2.0m）。2.采用直径100-150mm*6m长的木杆，作为高压电缆防护的主要材料。立杆间距1.5m，水平杆步距1.8m，立面做斜向交叉式45度角拉撑。
3.高压电缆防护架的施工，要与外墙脚手架搭设同时进行施工，高压电缆防护架与外墙脚手架之间的距离为0.5m，高压电缆防护架与外墙脚手架拉接，采用直径100mm的木杆与外墙脚手架绑扎拉接（见附图），拉接点布置为，水平间距为1.5m、竖向间距为1.8m，拉接层数为5层。4.高压电缆防护架外侧，立挂安全网进行防护。
5.杆件搭接采用镀锌铅丝顺扣绑扎，搭接长度不得小于1.5米。绑扎不少于3道，间距不小于0.6米。杆件垂直相交时采用平插十字扣。
6.大横杆应绑在立杆里测，接头应靠近立杆，大头伸出立杆200~300mm，小头压在大头上。
7.杆件搭接应大小头搭接，搭接长度不得小于1.5米。8.小横杆搭在立杆上，靠斜杆的小横杆则宜绑在斜杆上。小横杆伸出立杆部分不应小于30cm。9.在靠施工场地一侧的里杆端头设置红旗，间隔设置
四、质量保证措施：
1.构架结构符合以上的规定和设计要求，个别部位的尺寸变化应在允许的调整范围内。
2.节点的连接可靠，8号铅丝十字交叉扎点应拧1.5~2圈后箍紧，不得有明显扭伤，且钢丝在扎点外露的长度应大于80mm。
3.立杆按全架高中心线检查垂直度，其垂直度应小于1/150，且同时控制其最大垂直偏差小于100mm。
4.大横杆按全长的上皮走线检查水平度，其水平度应小于1/125，且同时控制其最大水平偏差小于100mm。
五、安全措施：
1.工人进场前须进行安全教育。2.距地2米以上作业必须系好安全带。3.施工人员需持《特种操作证》上岗。
4.在架设防护设施时，必须有电器工程技术人员或专职安全人员负责监护。
高新·未未来工程1#楼位于西安市长安区，西邻硕士路、南邻韦斗路，该工程1#楼建筑面积为31647.29㎡，3#楼建筑面积为20417.60㎡，均为地下2层；其中1#楼地上2层裙房；1#楼为地上32层，建筑总高度为97.80 m，为全现浇框剪力墙结构。根据工程的实际情况，计划设置1台塔吊，就可以全面覆盖整个施工场地，塔吊总高度120米。
塔吊位置在1#楼的1-G轴以东3.60 m、1-22轴与1-26轴之间设置一座TC5610型塔吊，大臂长度38m。2 现状分析
塔吊位置确定后,在塔机作业区内,距离塔吊西侧约47m处有一路高压线（南北走向）,高压线杆高度约为12m。由于南北向的高压线处于塔吊的大臂回转半径（离前端2米左右）的覆盖范围之内,根据《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）第3.1.4规定,旋转臂架式起重机的任何部位或被吊物边缘与110KV以下的架空线路边线最小水平距离不得小于10m。另外,在塔吊伸臂旋转范围内,如突遇停电,又刮起大风的特殊情况下,若塔吊正处在正常运行过程中,旋转机构因停电又不能立即采取制动措施;由于受风标效应的影响,伸臂继续随风向而旋转,极有可能造成吊索或吊物碰触高压线路的危险。为此,必须采取切实有效可行的防护措施。为了安全生产和塔吊的安全运行,确保正常供电和施工人员的人身安全,防止意外事故发生,项目部由项目经理组织，进行反复研究讨论,制定了一套综合性的安全技术措施,以防接触电等安全事故的发生。3 方案措施确定与实施
3.1 搭设高压线防护悬挑网,搭设高度高出外电架空线5m,长度按现场塔吊工作半径确定。
3.2 严格控制塔吊在高压线路方向施工区域的安全区范围内进行吊运作业。在距大臂端8m处设置限位装置,并在高压线范围内醒目处及司机操作室悬挂警示标语,加强监视与控制措施,司机在起重臂运转临近警戒区时,必须提前减速,一档微动,并有效制动和严禁吊运超过4m长的物料。
3.3 塔吊作业中当遇到停电又刮4级以上风,或如遇风力继续加大时,塔吊司机应立即迅速将吊物落下,将吊钩起升到大臂根部相距2m处,停止一切吊装作业,并立即松开旋转机构的制动器,使其在风标效应情况下,伸臂自由旋转,避免吊索或吊物碰触或接近
高压线路。其大臂及吊钩上升高度只要脱离了高压线路感应电场的范围,就不会发生触电事故,也不会造成塔吊在刮大风时,因强行制动旋转机构而以致损伤设备或造成倒踏事故。
3.4在塔吊驾驶室的台面配备高压绝缘垫,所有电器装置保持绝缘良好。
3.5 对塔吊的设备电气装置进行检查,使用五芯电线,做到电源线路和电气装置的工作零线与保护零线分设,动力与单相（照明）控制开关分设;并安装了漏电保护器,使其能起应有的作用。
3.6 严格做好物料的吊、运、落等日常工作,防止物料坠落,尤其是在塔吊旋转运行临近高压线警戒区时,应加倍谨慎小心。
3.7 严格对塔机进行日常的检查验收,并对塔吊司机、指挥人员、施工人员、电工及涉及到塔吊使用的操作工人就塔式起重机安全技术操作,塔吊作业信号、手势,多塔作业和预防高压线等进行专门安全技术交底和培训,使其达到密切配合、熟练操作,与此同时,严格岗位责任制,落实到操作责任人,做到万无一失。
陕建十一建高新·未未来项目部
2014年8月31日
保
证
书
我项目1#楼塔吊运转严格按照所编制的安全措施进行实施和有效控制，如若违章操作、违章指挥发生的事故，其责任由我项目部承担。
陕建十一建高新·未未来项目部
2. 溜车试转高声喊，人躲一边再开转。
3. 拉线缺塔材丢，报告县局来抢修。
4. 讲科学守规定，防范事故为三农。
5. 坚持经常别嫌烦，忽视出事后悔晚。
6. 一线一地来照明，危及安全严禁用。
7. 要用电先申请，安装修理找电工。
8. 严格遵守消防安全法规，努力做好安全生产工作。
9. 修房屋砍伐树，小心触电出事故。
10. 小水泵脱粒机，不准带电来搬移。
11. 消防设施，常做检查;消除隐患，预防事故。
12. 消除一切安全隐患，保障生产工作安全。
13. 线碰树电打火，赶快通知供电所。
14. 为防拒动月月试，退出运行害自己。
15. 玩弹弓打瓷瓶，危害电气欠文明。
16. 通信线电视线，远离电线才安全。
17. 虽说摘电别急干，电笔试电勿大胆。
18. 私拉电网属违法，用电捕鱼危害大。
19. 树立企业安全形象，促进安全文明生产。
关键词：高压电线,行波传输时差,GPS行波定位,冰厚测量,方法
2008年1月中旬以来, 我国华中、华东、南方等区域遭遇了罕见的持续低温、雨雪和冰冻极端天气, 电力基础设施遭到大面积的严重破坏, 部分地区电力设施受灾损坏极其严重[1]。电网覆冰严重, 造成电线断裂、电杆倒塌、大面积停电等冰灾事故, 严重威胁电网的安全稳定运行[2]。
目前, 对于输电线路覆冰情况的检测主要通过人工巡视来完成。由于输电线路覆冰受局部微地形气候条件影响大, 而有些线路架设在人烟稀少、交通不便的地区, 极大地增加了巡视人员的劳动强度。现有的覆冰在线监测技术稳定性有待提高, 机械传动部件容易冻结, 监测参数不全, 尤其在恶劣气候条件下可能发生摄像镜头冰雪遮蔽和冻结的问题, 降低了监测结果的时效性和准确性[3]。
笔者提出采用基于行波传输时差的测量方法, 可以精确地测量出行波到达线路两端的时间, 通过时间差可以计算输电导线在正常运行以及覆冰期间的实际长度, 利用长度与冰厚的关系可以计算出冰灾时期导线的覆冰厚度。
1 线路长度与冰厚的关系
影响输电线路负荷的主要因素有线路自重、冰重以及风吹产生的压力。当导线覆冰时, 随着覆冰厚度的增加, 导线的弧垂会增大, 线路长度也会伸长, 可以通过建立线路长度与冰厚的关系来计算导线覆冰厚度。
1.1 比载计算
作用在导线上荷载都是不均匀的, 为了便于计算, 将单位长度输电线路上的荷载折算到单位面积上的数值定义为线路的比载, 用r表示, 单位为N/m·mm2。实际情况中, 根据各因素的影响不同, 可分为垂直比载和水平比载, 垂直比载包括自重比载和冰重比载, 水平比载即风压比载。
1.1.1 自重比载。
。自重比载是由导线自身重量引起的比载, 可认为其大小不受气象条件变化的影响。其计算公式如下:
式 (1) 中:q为导线单位长度质量 (kg/m) ;g为重力加速度, 取9.806 65 m/s2;S为导线横载面积 (mm2) 。
1.1.2 冰重比载。
冰重比载是由导线覆冰引起的比载。设覆冰厚度为b, 则冰重比载计算公式为:
式 (2) 中:ρ为冰的密度, 为0.9×10-3kg/cm3;b为覆冰厚度 (mm) ;d为导线的直径 (mm) 。
1.1.3 风压比载。
。导线上每平方米长、每平方毫米的风压荷载称为风压比载。无冰时风压比载可按如下公式计算:
式 (3) 中:a为风速不均匀系数;C为风载体型系数;v为风速 (m/s) 。
导线覆冰厚度为b时的风压比载计算公式如下:
1.1.4 综合比载。
。在导线未覆冰情况时, 综合比载是导线自重比载和风压比载的矢量和, 其计算公式如下:
导线覆冰情况下, 综合比载是导线垂直总比载和覆冰风压比载的矢量和, 其计算公式如下:
1.2 导线长度计算
由于导线的直径要远远小于杆塔间导线的长度, 同时导线大多是由多股细金属线构成的绞合线, 因此导线的刚性对其悬挂空间曲线形状影响很小。在计算中可作如下假设: (1) 导线是没有刚性的柔性索链, 导线只受轴向张力而其弯矩为零。 (2) 作用在导线上的荷载沿其线长均匀分布。根据这2个假设, 悬挂在两杆塔间的导线呈悬链线形状, 如图1所示。相邻杆塔间导线悬挂点高度差简称为高差, 用h表示。两悬挂点连线与水平面的夹角称为高差角, 用φ表示。
在档距l不太大时, 通过积分计算, 杆塔两端导线长度的计算公式如下:
其中
2采用行波时差计算线路长度和冰厚的原理
2.1行波传输时差计算线路长度
正常情况下, 行波定位装置检测到信号到达两端的时间分别为t1和t2, 两变电站之间导线总长度为Lp;覆冰情况下, 信号到达两端的时间分别为t1′和t2′, 导线总长度为Lp′。
根据以上测量, 结果为:
2.2行波传输时差计算线路冰厚
为了计算两变电站之间导线的标准覆冰厚度, 假设地形、气候等因素对不同杆塔间覆冰厚度的影响相同。在两变电站间取档距为l的导线进行计算, 在m气象条件下导线长为Lm, n气象条件下导线长为Ln, 从以上假设可得出如下关系式:
联立公式 (7) 和 (9) 可得
取tk= (t2′-t1′) / (t2-t1)
化简可得
结合公式 (6) 和 (11) 可求出输电线路覆冰厚度b的值。
3行波时差测量冰厚的实现方法
冰灾期间, 采用GPS同步时钟信号的电压行波故障定位系统, 可以准确记录覆冰线路上行波到达线路两端的时间, 测量精度高, 误差小[4]。
基于整个输电网的故障行波定位系统如图2所示:包括专用的行波传感器、故障定位装置、故障定位主机等。故障记录单元接收传感器传变的行波信号, 硬件检测行波到达的初始波头, 并启动GPS时钟单元记录初始波头到达时刻。行波定位装置将记录的行波数据和时间信息通过GPRS网络上传到故障定位主机, 当检测到电网故障后, 主机将数据进行过滤, 剔除无效数据后存入数据库, 再将各变电站的故障数据进行信息融合, 由定位算法计算故障点, 最后将定位结果通过Web服务器以动态网页的形式实时发布。
4 结语
持续雨雪冰冻气候是电网大面积冰灾的直接导因, 冰灾中线路设备大量损坏也反映出电网抵御严重自然灾害能力不足[5,6]。本文提出的采用基于行波传输时差的测量方法, 可以为输电线路覆冰检测提供参考依据, 有利于工作人员及时采取措施防止覆冰的进一步发展造成线路故障, 最大限度降低冰灾对整个输电网络的损害。
参考文献
[1]胡毅.电网大面积冰灾分析及对策探讨[J].高电压技术, 2008, 34 (2) :215-219.
[2]许树楷, 赵杰.电网冰灾案例及抗冰融冰技术综述[J].南方电网技术, 2008, 2 (2) :1-6.
[3]丁军策, 苏寅生, 李建设, 等.冰灾期间电网运行特点及应对措施[J].南方电网技术, 2008, 2 (2) :23-26.
[4]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社, 2003.
[5]吴娅.2010年广东电网覆冰监测网典型线路覆冰分析[J].广东电力, 2010, 23 (10) :47-49.
在架空输电线路上现在使用的有三种材料绝缘子——瓷绝缘子、玻璃绝缘子和有机复合绝缘子。我国目前的生产现状是以生产和使用瓷绝缘子为主，玻璃绝缘子国内生产能力只占国内绝缘子总需求量的20%;我国复合绝缘子的研制起步较晚，由于近年来国内外在此技术上的进展较快，生产和使用量已呈上升态势。
1对绝缘子可靠性评价的五项准则
运行的可靠性是决定绝缘子生命力的关键。最好的评价是大量绝缘子在输电线路上长期运行的统计结果和可靠性试验所反映出来的性能水平。因此，评价绝缘子应遵循下述准则：
⑴寿命周期
产品在标准规定的使用条件下，能够保持其性能不低于出厂和标准的最低使用年限为“寿命周期”，此项指标不仅反映绝缘子的安全使用期，也能反映输电线路投资的经济性。我国曾先后多次对运行5—30年的玻璃和瓷绝缘子进行机电性能跟踪对比试验。结果表明：玻璃绝缘子的使用寿命取决于金属附件，瓷绝缘子的使用寿命取决于绝缘体。玻璃绝缘子的寿命周期可达40年，而瓷绝缘子除全面采用国外先进制造技术后有可能较大幅度地延长其寿命周期外，其平均寿命周期仅为15—25年，复合绝缘子经历了“三代”的发展。但从迄今世界范围内的试验及运行结果分析来看，其平均寿命周期只有7年。[2]
⑵失效率
运行中年失效绝缘子件数与运行绝缘子总件数之比称为年失效率。对于国产玻璃绝缘子，其寿命周期内平均失效率为(1—4)×10-4/a[1]A，对于国产瓷绝缘子的失效率，除个别合资企业产品将有可能降低外，比玻璃绝缘子约高1—2个数量级;对于复合绝缘子，由于寿命周期不能预测、复合材料配方和制造工艺还不能安全定型。其失效率很难预测。
⑶失效检出率
绝缘子失效后能否检测出来的检出率对线路安全运行的影响是比失效率本身更为重要的因素，检出率取决于绝缘子失效的表现形式和失效的原因。玻璃绝缘子失效的表现形式是“自动破碎”和“零值自破”[1]。“自破”不是老化，而是玻璃绝缘子失效的唯一表现形式，所以只需凭借目测就可方便地检测出失效的绝缘子，其失效检出率可达百分之百，瓷绝缘子失效的表现形式为头部隐蔽“零值”或“低值”，复合绝缘子失效的主要表现形式为伞裙蚀损以及隐蔽的复合“界面击穿”，此外，瓷和复合绝缘子失效的原因是材料的老化，而老化程度是时间的函数。老化是隐蔽的，因此给检测带来极大的困难，造成检出率极低，对于复合绝缘子，实际上根本无法检测。
⑷事故率
年掉线次数与运行绝缘子件数之比称为年事故率。绝缘子掉串是架空输电线路最为严重的事故之一。对于EHV输电，若造成大面积、长时间停电，后果则不堪设想。
国产玻璃绝缘子30年来的运行经验证明：在220—500KV的输电线路上，从来没有因为玻璃绝缘子失效而发生过掉线事故。而国产瓷绝缘子掉线事故率则高达2×10-5。前苏联的研究指出，即使失效率相同，瓷绝缘子较玻璃绝缘子的事故率也至少高一个数量级[3]。由于复合绝缘子为长棒式，掉线事故一般很少发生。但导致内绝缘击穿、芯棒断裂和强度下降的因素始终存在，一旦失效，事故概率会高于由多个元件组成的.绝缘子串。
⑸可靠性试验
为对绝缘子进行可靠性评价，国内外曾对玻璃绝缘子和瓷绝缘子作过各种方式的加速寿命试验和强制老化试验。如：陡波试验、热机试验、耐电弧强度试验、1500万次低频(18.5HZ)和200万次高频(185—200HZ)振动疲劳试验及内水压试验，都从不同角度得出结论：与玻璃绝缘子相反，绝大多数瓷绝缘子都不能通过这些试验[1]。对于复合绝缘子，可靠性试验则还是一个有待于继续探索的课题。
2影响绝缘子可靠性的三大因素
⑴材料是基础
玻璃和瓷均属铝硅酸盐，瓷是三相(结晶相、玻璃相和气相)共存的不均质体，而玻璃是液态和玻璃态互为可逆的均质体。“均质性”是影响绝缘材料介电强度的重要因素。脆性材料的机械强度和热稳胜，不完全取决于材料力学性质，而极大程度上取决于材料内部的缺陷和表面状态。这就是钢化玻璃较之退火玻璃和瓷，上釉的瓷较不上釉的瓷强度高得多的原因。此外，玻璃的“热钢化”技术，赋予玻璃表层一个高达100—250Mpa和永久预应力。这就是“钢化玻璃”强度钢铁化，热稳定性高，较瓷不易老化和寿命长的道理，对于复合绝缘子的难点是解决有机材料在户外条件下的老化、芯棒的脆断的蠕变。可见，钢化玻璃既较瓷有高得多的机械、绝缘强度，又较有机材料具有优良的抗老化性能，为绝缘子的可靠运行奠定了良好的基础。
⑵产品结构和耐污性能是关键
玻璃绝缘子采有圆柱头结构，承力组件受力均匀。较之国内传统瓷绝缘子数十年一贯制的圆锥头结构，具有尺寸小、重量轻、强度高和电性能优良的特点。由于玻璃的线膨胀系数较瓷大得多，较复合绝缘材料小得多，且与金属附件和水泥的线膨胀事故接近，因而受力组件材质匹配良好。在各种气候条件下，不会象瓷绝缘子和复合绝缘子那样容易产生危险应力而导致老化。且复合绝缘子很难解决复合界面的结构质量。
但复合绝缘子具有优良的耐污性能，而且通常无需清扫这就极大地减少了线路维护费用。就此而论，复合绝缘子发展前景广阔。玻璃的介电常数较大，因而单只玻璃绝缘子的干闪络电压比瓷绝缘子的低，但有较大的主电容来改善表面的电压分布，使之与瓷绝缘子串的闪络电压相当。加之玻璃绝缘子泄漏比距大，表面产生的凝聚物少，抵抗由污秽引起的热应力的能力强，因而不易因闪络而出现事故。污闪实践一证明，玻璃绝缘子的耐污性能优于瓷绝缘子。
⑶制造水平是保证
在国外，优质产品的生产均已形成相当经济规模、且具有工艺先进的高自动化生产线。因而，整个西欧和前苏联，玻璃绝缘子的市场占有率高达90%以上，整个北美复合绝缘子使用量为世界之最占本地绝缘子市场总量的25%—30%;在日本，瓷绝缘子则一统天下。在我国，所幸的是国产玻璃绝缘子通过技术引进和自己开发，已具备了上述生产条件，对于瓷和复合绝缘子，除个别合资企业外，上述制造水平有我国尚未达到。可见，选用何种产品还取决于产品的制造水平和对产品性能及使用环境的全面了解。
3结束语
⑴绝缘子的寿命周期、失效率、失效率检出率、事故率和可靠性试验，应居为综合评价EHV绝缘子可靠性的五项准则。
⑵扩大使用国产玻璃绝缘子在当前在着较大的优势。作为玻璃绝缘子制造者应精益求精，有效降低绝缘子运行头几年的失效率。
⑶复合绝缘子有着较为广阔的发展前景，应集中力量开发研制，以求在延缓材料老化和预测寿命周期上取得突破。
关键词：MESH,高压输电线,监测
一、引言
随着“电力高速公路” (特高压交、直流输电网络) 的建设, 输电线路的可靠、安全运行, 日益得到重视, 针对高压输电线杆塔及线缆的监测也得到了大力发展, 相关的系统也如雨后春笋般, 蓬勃发展起来了。目前, 高压输电线智能监测系统的主要模式为杆塔上安装数据采集器, 采集各种监测传感器的数据, 进行分析后, 通过GPRS、3G网络等回传到监控中心进行统一存储和管理。
实现大规模、长距离的输送电能, 可靠而有效。优化全国的电力资源分配。
二、无线MESH概述
2.1无线网络概念。
无线Mesh网络不同于传统的无线网络。传统的无线网络, 其接入技术, 主要采用点到点、点到多点的拓扑结构, 一般存在一个中心节点, 无线终端 (如手机、笔记本电脑等) 通过单跳无线连接同中心节点 (如移动通信系统中的基站、802.11无线局域网中的接入点等) 相连, 受中心节点的控制, 在连接形式上为单跳无线链路连接;中心节点与有线骨干网相连, 以提供网络访问服务。无线Mesh网络, 其拓扑结构为网状无线拓扑, 是多点到多点的网络拓扑结构。网络中, 各节点通过相邻其他网络节点, 以无线多跳的形式进行连接。
无线Mesh网络的性能主要从以下四个方面考量:1) 经过多跳后的吞吐量;2) 经过多跳后的时延;3) 端到端的Qos;4) Layer2交换能力。以上这四个因素中的任何一个都将直接影响到可扩展性 (根据用户的数量和网络的覆盖) 和语音质量。
2.2无线mesh的方案。
无线Mesh的方案有很多种, 大都来源于最初的无线分布式系统, 即WDS (Wireless Distribution System) 概念——一种使用无线桥接和无线中继的无线AP模式。无线桥接只能在AP间进行通讯, AP不接受无线客户端的访问;而无线repeating既允许AP之间互相通讯, 也允许AP与无线终端进行通讯。Mesh网络在本质上都是终端流量在离开网络根节点之前通过多个无线节点。
802.11是一种半双工技术, 即在一个时间内只能执行一个行为 (要么发送, 要么接收) 。因此, 在无线终端和无线Mesh骨干网之间使用的频段个数及其在拓扑图中的功用, 直接影响Mesh网络的性能。 (1) 单模方案。单模方案——所有信息都在同一信道上, 是无线Mesh最脆弱的一种方案, 网络内所有无线节点都使用同一个频段进行通讯 (终端接入、ingress回程和egress回程) 。随着网络的拓展, 回程流量的带宽占有率将越来越高, 而无线客户端的带宽将越来越少;同时, 由于同频段、半双工通讯, 在3跳之后, 几乎无法忍受其通讯性能。 (2) 双模方案。双模方案——回程共享, 采用将终端接入独立出来的方式, 专门用一个频段进行, 而回程通讯专门用一个频段共享进行。这种方案中, 回程频段需要在ingress回程和egress回程间不断进行转换, 因此, 网络性能仍然不理想。 (3) 多模方案。多模方案——结构化的无线mesh, 每个无线Mesh节点至少采用三个频段, 分别用于终端接入、ingress回程和egress回程。每个链路都工作在独立的频段上, 专用的回程信道同时进行数据的收发。
三、高压输电线智能监测
随着电网的日益庞大, 电压等级的逐步提升, 电力输电线路的安全性、可靠性要求也越来越高。
3.1系统构架设计。
高压输电线路状态监测系统 (GMS) , 以多路实时视频监测技术、现代传感技术为核心, 以宽带无线多媒体通信技术为业务承载, 以太阳能供电、新科技材料存储技术为保障, 搭建了全程覆盖、统一网管、智能视频分析告警的综合智能状态监测平台。
系统由四个部分构成, 即管理服务器、WEB浏览终端、监控主机、采集终端, 如图所示:
管理服务器兼作WEB服务器, 用于监控主机、系统用户、权限、数据等的管理, 提供实时视频图像的网络浏览服务。监控主机用于采集终端管理和信息采集分析, 为管理服务器提供TCP/IP协议的视频流服务, 接口采用HTTP协议, 视频流采用MPEG-4、H.264或更先进的压缩标准。
3.2子站监测。
根据国家“坚强智能电网建设理念”以及95号文, 输电部分的监测类型和参数有以下9类:1) 杆塔倾斜监测:监测综合倾斜度、顺线倾斜度、横向倾斜度;2) 导地线弧垂监测:监测弧垂、对地距离;3) 导线温度监测:监测线路温度;4) 微风振动监测:监测振幅、频率;5) 风偏监测:监测风偏角、倾斜角、最小电气间隙参数;6) 覆冰监测:监测等值覆冰厚度;7) 绝缘子污秽度监测:监测盐密;8) 微气象监测:监测气温、相对湿度、风向、瞬时风速、气压等;9) 视频/图像监测:监测现场局部环境图片/视频。
监测子站采用多路视频图像的运动目标识别技术, 实现对导线舞动、微风振动、导线弧垂、杆塔倾斜、覆冰、风偏、异物侵界视频图像的动态传递和实时智能视频分析告警, 并实现了各种复杂情况下全天候的、统一集中的视频巡检;采用现代传感技术, 设置子站微探测站, 进行采集数据的实时传递, 实现对导线温度、绝缘子污秽、微气象的实时动态传递和实时告警。不但包含以上的9项功能, 而且从智能视频分析上, 拓展出异物侵界、人员闯入等功能。功能分布及实现方式如表1所示:
3.3网络传输。
架空输电线路智能监测目前采用的通信通道可采用单一通信接口或者多接口组合, 以适应不同监测环境的需求。目前的通信接口有:1) GPRS;2) CDMA;3) SMS;4) 自建无线 (含无线接力) ;5) 电力通信网;6) 其它模式.
电力通信网的资源有限, 在高压输电线上主要有OPGW, 无法满足每个节点的割接应用, 而且会造成维护极其困难的局面。因此, 通常只能采用个别点作为根节点使用的方式。
其它三网的比较如表2所示。
如上表比较表明, 高压输电线的网络传输在费用允许的情况下, 采用一次投入, 免费使用。同时, 无线MESH网络的多模方案, 其性能优越性还体现在:在10跳以上的情况下, 依然能够保持高吞吐量, 系统带宽超过10M;每一跳的时延可以保持在4到5毫秒;如果每个模段均能支持QoS和多重SSID/VLAN, 通过mesh网络最终到达有线终结点;输配电线路区域内的全程业务覆盖, 实现输配电线路区域内任意点的监控业务支撑, 并可实现应急抢险通信保障和电力光纤通信系统的有效保护。
应用现场组网应因地制宜, 充分发挥无线MESH网络的局部性高性能, 根节点采用交换机转到光纤复合架空地线 (Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire, OPGW) , 形成多环路、冗余、自愈传输网络, 以提高网络的安全、可靠性能。具体实施如图2所示。
3.4主站监控。
监控主站主要包括通信处理器、数据库服务器、WEB服务器、网络接入设备、微机 (或工作站、工控机) 等。通信处理器负责将监控网络内的所有监测子站的数据采集解析, 并存储到数据库服务器上, WEB服务器将采集到数据通过综合分析后, 发布到特定的网络范围内, 供相关工作人员进行查询、访问和操作。针对电力既有专用网络, 鉴于其安全等级防护的要求, 在数据的交互上, 采用被动式提取的方式, 依据特定规约, 由通信服务器向专用内网提供高压输电线子站相关数据。
四、结论
本高压输电线智能监测系统, 采用当前的两项先进技术:视频智能分析和多模无线MESH组网, 与传统的传感器监测, 数据通过GPRS或3G进行通信, 相形之下, 其具有以下优势: (1) 视频智能监测的特点。视频移动目标识别精度达到毫米级, 精确识别告警;支持摄像机、红外夜视仪、激光夜视仪设置视频告警阈值, 实时告警;支持多路摄像机、红外夜视仪、激光夜视仪联动, 综合分析视频图像, 区分导线舞动、导线摆动、铁塔位移、异物侵界、雨雪雾天气等现象。 (2) 多模无线MESH组网的特点。系统提供高速率 (300M) 的丰富业务端口, 实现全程、无缝隙、带状覆盖, 满足任意点多媒体业务的承载;系统支持电力线路维护、巡检、作业和应急通信事故抢险;系统适用于复杂地形, 恶劣天气环境组网, 可实现运行稳定可靠;系统可实现智能化的网络损坏自愈修复;系统采用双频智能调制方式 (2.4G/5.8G) , 有良好的抗干扰能力;系统满足基站间级联多跳 (15跳) 后, 业务质量不受影响。
综合上述优势, 本系统在高压输电线的智能监测上, 具有极高的推广价值和实用性。
参考文献
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