基于 3G/4G 无线视频特高压输电塔在线监控解决方案 一、概述： 目前我国的输电高速公路-特高压输电电网主要是 500kv 交流和 500kv 直流输电 系统。近年来，随着国家在输电线路在线监测技术方面投入的研究，输电线路在线监 测技术得到了飞速的发展。2008 年 1 月震惊 全国的特大冰灾，使湖南电网受到了重大的 创伤。据统计，整个湖南电网 500kv 线路 一共有 33 条,其中有 14 条线路受到严重破 坏,共倒塔 182 基,变形 68 基,导线断线等受 损 159 处 , 地 线 断 线 等 322 处 绝 缘 子 掉 串 284 处 。 其 余 线 路 如 220kv、110kv、35kv、10kv 及各变电站 均受到重大创伤（见右图），全国直接经济 损失超过了 1000 亿元。自 1932 年美国首 次发生输电线路覆冰灾害以来，加拿大、俄 罗斯、法国、冰岛和日本都发生过非 常严重的冰灾事故。我国因大气候和微地形的影响，冰灾事故也时有发生。对我国电力线 路的安全与人民的正常生活造成了非常大的影响。特别是西电东送、北电南送的战略目标 的确定，大量的输电线路必然要经过高海拔、重覆冰的地区。覆冰可以引起输电线路过荷 载、导线舞动、杆塔倾斜、倒杆（塔）、断线及绝缘子闪络及发生不均匀覆冰或不同期脱 冰等重大事故，严重威胁电力系统的安全运行，从而造成巨大的经济损失和一定的社会影 响。表 1-1 是 我国近年来 500kv 线路的倒塔情况。因此，对输电塔-线系统的状态进行 实时在线的监测是非常有必要的，这有助于工作人员在第一时间掌握输电塔的各种情况， 在发生意外时也能及时并准确的对其进行抢修，这与普通的单纯依靠人工对输电塔进行巡 线检测相比，大大降低了费用，并更加实际、可靠。 二、9.8 前沿新闻 才茂通信作为全国及厦门市知名高新技术企业，凭借历年来良好业绩、产品口碑及 核心的技术，无线视频监控通信技术的应用，此次受厦门市政府邀请，入驻厦门 2015.9.8 国际投资贸易洽谈会展馆——“人才项目资本合作馆”，作为本次展会中唯一的无线通 信企业，代表厦门向来自海内外政企业参会人员对接，展示无线通信高端产品在特高压 输电塔在线监控前沿的成功应用。 福建省委副书记于伟国参观才茂通信展位 三、 项目需求 保证特高压输电塔在线监控安全运行，发生故障后及时上报，是电力管理部门和政 府监管部门所需要的。在 2008 年冰雪灾害后，国家电网、南方电网均分别加大了对输 电线路覆冰、舞动的研究投入。2010 年开始国家智能电网报告提出要加强对在线监测 装置及系统的研制开发，完成覆盖整个电网的在线监测系统建设，利用测量、采集、无 线通信、控制、视频、报警等高端技术，以输电线路运行环境和状态参数的在线监测为 基础，实现对全国电网线路的实时在线监测，对其开展状态评估，实现灾害预警巡检。 四、系统设计方案 厦门才茂无线视频终端特高压输电塔在线监控系统，根据特高压输电塔在线监控 应用特点问题，智能巡线有效解决人工巡线方式，减少员工的劳动强度、避免人身安全 的危险性，提高工作效力。设计解决特高压输电塔在线监控无线动态状况数据上传，测 量、采集、视频图像、报警视频短信/彩信，有效的对数据采集、位移、温度、湿度、风 向、风速等参数的采集，再通过无线数据传输系统将各项参数发送至监控中心对输电 塔的状态进行实时在线监测。服务中国电力，保护电网安全。 系统方案拓扑图： 五、才茂 3G/4G 无线音视频设备主要功能 1. 支持视频加密与解密，支持国际标准加密算法和公司私有加密算法，双重视频加密； 2. 支持 3G、4G 无线通信 3. 支持 4 路以太网通信、RS232、RS485 接口； 4. 支持远程视频图像/语音对讲/报警/北斗/GPS 定位/温湿度监测。 5. 特有的 DTU/路由器功能组网自由功能强大，可与其它设备轻松组网。 6. 管理方便支持远程配置修改，远程升级，远程集中管理。 7. 支持网页、电视墙、手机（安卓和苹果）及本地监控台浏览视频； 8. 支持 1-4 路实时视频与录像，具备 1080P (1920*1080)和 720P (1280*720) 等高清分辨率及 D1 和 CIF 格式； 9. 支持常规录像，移动侦测录像，计划录像，手动录像，报警录像，同时支持录像的 轨迹回放； 10. 支持录像断电保护； 11. 支持录像存储在硬盘或者 TF 卡，TF 卡最大支持 128G，硬盘最大支持 2T（2048G）, 并支持录像文件自动覆盖； 12. 支持云台控制，控制云台上、下、左、右移动，放大、缩小，聚焦，光圈调节，云 台速度调节； 13. 支持 1 路和 4 路的 VGA 和 HDMI 输出； 14. 支持环境温湿度的检测； 15. 支持移动侦测报警与 IO 报警功能； 16. 支持 I/O 端口，支持 7 路带光电隔离高/低电平触发输入，支持 2 路高/低电平触 发输出；支持 1 路开关量/干节点输出； 17. 支持手动抓拍和自动抓拍，自动抓拍还可分为周期抓拍、定时抓拍和移动侦测抓拍； 18. 支持 DHCP、路由转发、IPTABLES 防火墙、VPN 连接、NAT 功能、DMZ 主机 等路由功能； 19. 支持 1 路 RS232 通信，RS232 接口可以当作 DTU 功能使用（实现 TCP/UDP 透明传输）； 20. 支持 1 路 RS485 通信，RS485 接口可以当作 DTU 功能使用（实现 TCP/UDP 透明传输）； 21. 支持远程配置、远程升级，远程集中管理； 22. 支持广告播放。 六、才茂无线音视频通信产品特性与稳定 工业级设计 1. 工业级无线模块：采用工业级无线模块，抗干扰强，传输稳定。 2. 实时操作系统：采用 LINUX 操作系统，带内存管理单元，实时性强，功能升级快， 系统稳定。 3. 强化电路板：PCB 遵循 20H 和 3W 原则，同时公司所有产品电路板都采用生益 材质来生产，确保板材的稳定可靠。 4. 工业级元器件：整机元器件采用严格筛选的工业级元器件来生产。 5. 工业级电源：宽压电源设计，电源适应范围为 DC6V~DC36V，内置电源反向保 护和过压过流保护。 6. 电磁防护：以太网接口内置 1.5KV 电磁隔离防护。 7. 抗干扰设计：采用金属外壳，屏蔽电磁干扰，系统保护等级 IP41；天线带防雷设计； 系统超低温和超高温设计；特别适合在环境恶劣的工业环境下使用。 七、稳定可靠 1. 在线维持技术：防掉线，在线检测，在线维持，掉线自动重拨，异常自动复位， 确保设备永远在线。 2. 三层系统保护：在原来两级（软件保护+CPU 内置看门狗 WDT 保护）系统保护 的基础上，增加一级系统虚拟值守 VMW（Virtual Man Watch）检测保护功能， 网络异常、或者系统收到强干扰异常时，系统会重新彻底复位，相当于维护人员上 门拔电，彻底解决了业内系统异常是需要上门拔电的麻烦，保证系统稳定可靠。 3. UIM/SIM 卡 ESD 保护：1.8V/3V/5V 标准的推杆式用户卡接口，内置 15KV ESD 保护。 4. 串口 ESD 保护：RS232/RS485/TTL/RS422,内置 15KV ESD 保护。 5. 金属外壳：采用金属外壳，防辐射，抗干扰；外壳和系统安全隔离，防雷设计； 符合电力安规要求；防护等级为 IP41；特别适合于环境恶劣的工业控制领域。 6. 产品通过 3C 认证，所有无线模块都有通过 CGD 认证或者 FCC 认证或者 CE 认证。 7. 高速处理 CPU：采用高速工业级 CPU，可以更加高速地处理各种协议数据转换； 解决了“假在线”、“假死机”、“当机”等疑难问题。 8. DNS 自动获取：自动获取 DNS，不再需要人工配置输入 DNS；规避了因为选择 的 DNS 服务器异常，导致设备当机的严重现象。 9. 完善的协议栈：新系统加载了完善的 TCP/IP 协议栈，采用了完善的 TCP/IP 协议 栈；使网络通信性能优异，掉线概率极大降低。 10. EMC 性能优异：通过电力 3000V 电击测试，特别适合在工业领域环境恶劣下使 用；系统 EMC/EMI 优异，系统稳定可靠；通过 EMC 测试； 八、才茂通信系列产品资质与检 测 1、无线通信在线维持专利技术 2、摩尔实验室高低温检测报告 3、福建省产品质量检验研究院检测 4、著作版权证书 5、EMC 检测报告 6、国家强制 3C 认证 7、DTU 创新产品奖 8、深圳比亚迪用户测试报告 九、厦门才茂主要产品及应用领域 公司自成立以来已完成 GSM/GPRS/CDMA/WCDMA/TDSCDMA/EVDO/HSPA+/LTE MODEM/DTU/RTU/ROUTER/WIFI 网关以及无线网络高清视频监控系列产品和 GPS/ 北斗厘米 级定位系统的生产和销售，应用于充电桩系统，金融交易，邮政交易，智能电网，智能 交通，环保监测，消防监控，安防监控，水利监测，公共安全，广告发布，遥感勘测， 工业控制，油田监测，煤矿监测，地震监测，气象监测，仪表监测，水表抄表，电表抄 表，燃气抄表，热网监控，集中抄表等行业。 十、厦门才茂光辉历程 1. 2001 年在 GPRS 网络未开通情况，通过和福建移动合作，率先在业内推出 GPRS DTU； 2. 2003 年公司在业内率先制定 TCP 透传协议标准，现成为业内 DTU 产品事实标准； 3. 2005 公司率先在路由器上推行定时上下线功能，现在成为业内普遍使用功能； 4. 中移动无线 DDN 协议标准制定参与者； 5. 公司员工参加设计的无线自助终端项目，被评为“国家火炬计划推广产品”； 6. 公司员工参与开发的无线终端评为“福建省优秀项目奖” 7. 公司员工主持了 863 无线网络通信实验室承建工作； 8. 公司员工累计主持和参与了 12 项著作版权及专利技术设计。 结束语： 大力推进充电基础设施建设，解决电动汽车充电难题，是发展新能源汽车产业的重 要保障，对于打造大众创业、万众创新和增强公共产品、公共服务“双引擎”，实 现稳增长、调结构、惠民生都具有重要意义。