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预防跨越航道架空线被船舶损伤的新措施

文档作者：何旭涛，林晓波文档来源：舟山海洋输电技术研究中心		点击数：	更新时间： 2025年07月14日
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2012年第8期
浙江电力
ZHEJIANG ELECTRIC POWER 29
预防跨越航道架空线被船舶损伤的新措施
何旭涛，林晓波
(舟山海洋输电技术研究中心，浙江舟山 316021)
摘要：舟山群岛新区是以海洋经济为主题的国家级新区，现有跨海架空线路14个区段，跨海线路
受损原因之一是船舶高桅挂住导线。就此提出一种新的技术措施，并提供了相应解决方案。
关键词：跨海架空线路；船舶；桅杆；红外线监测仪；激光补光夜视仪；AIS
中图分类号：TP79 文献标志码：B 文章编号：1007—1881(2012)08—0029—03
New Measure for Preventing Overhead Lines Across W aterway from
Being Damaged by Ships
HE Xu—tao，LIN Xiao—bo
(Oceanic Electric Power Transmission Technology Research Centre，Zhoushan Zhejiang 316021，China)
Abstract：Zhoushan Archipelago New Area，which is the national new area themed with marine economy，has
14 sections of overhead lines across waterway．One of the reasons for the line damage is the wire caught by the
ship mast．This paper proposes a new technical measure and provides the relevant solutions．
Key words：overhead lines across waterw ay；ship；mast；infrared detector；laser night—vision device；AIS
舟山群岛新区是我国第四个国家级新区，是
全国海洋经济比重最大的城市，有大小岛屿1 390
个．占我国海岛数量的25．7％。陆地面积1 440．12
km 。海域面积达1l万km 。特殊的海岛地理环
境形成了舟山独具特色的海岛型电力网架。
岛屿之间的电力联通采用2种方式：跨海架
空线路和海底电缆。目前舟山电力局管辖的跨海
架空线路有14个区段，合计达100 km。随着舟
山物流和船舶工业的快速发展，船只航运日益频
繁。对岛屿问的跨海架空线路的损坏也日渐增
多。如2001年桃天门35 kV架空导线被外轮船
舶桅杆挂断，2009年西蟹峙l0 kV跨海线被附近
船厂修理的船舶桅杆挂断，并导致塔架严重变
形。这些事故对舟山经济发展构成一定影响，增
加了电力部门维护成本，也给无意肇事的船主带
来经济上的损失。本文从技术的角度，就如何避
免这种现象的多次发生提出了解决措施。
1 原因与对策
1．1 原因分析
船舶的桅杆挂住导线，原因多为船舶不明情
况或判断失误，具体原因一般为：天气影响，如
夜间与雾天导线无法目视：判断失误．虽看到导
线但认为可以通过；粗心大意，未注意海面上空
的线路。
纤细的银线以蓝天为背景，对比不明显．的
确不易察觉。因此除了做好宣传报道。广泛告之
此处有跨海线路外，还应在工程设计中主动采取
相应技术措施，做好线路的实时监测是必不可少
的技术保障。
1．2 技术措施
航道上的跨海架空导线单靠船上人工了望显
然不够，必须依靠技术手段，对该海域过往船舶
进行实时监测并及时预警。本文提出的技术措施
是由船舶监测、信号传输、AIS(一种新型的航海
设备)告警3项功能组成的监控系统来实现的，其
监测范围为跨海线路的左右两侧水道。
船舶监测由红外监测仪与激光补光夜视仪组
成。当红外监测仪监测到船桅进入跨海导线的警
戒高度时．激光补光夜视仪将自动启动，对船舶
进行实时的视频记录。记录的视频信号将由
GPRS无线实时传输至监控中心，并自动接通海
事部门的AIS系统．采用海事频道与船舶进行现
场通话，及时疏导，以避免桅杆挂线的事故发生。
浙江电力 2012年第8期
跨海线路防船损方案是针对跨海线路特点，
利用计算机网络技术、信息技术、电子商务技
术，结合线路维护经验．依托网络资源设计的集
数据采集、智能分析、动态监测、自动报警功能
于一体的跨海线路防船损综合监控系统。通过综
合智能控制系统，做到对跨海线路的集中监控、
信息存储和管理，便于应急指挥，从而为海岛线
路管理向自动化、综合化、集中化、智能化方向
发展⋯提供技术保障。
2 技术原理
2．1 红外监测仪
红外线波长为0。78～1 000 I,zm，位于可见光
(波长为0．38～0．78 ixm)和微波之问，自然界所有
温度在绝对零度(一273oC)以上的物体都会辐射红
外线，是自然界中存在最为广泛的辐射。大气、
烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3～5 m
(中红外区域)和8～14 m(远红外区域)的红外线
却是透明的．这2个波段被称为红外线的“大气窗
口”。利用这2个窗口，可以在漆黑的夜晚，或是
在烟云密布的恶劣环境中，清晰地观察情况。利
用红外线的这一特性．红外监测仪能全天候工
作，随时监测船舶高度是否对导线构成威胁。
2．2 激光补光夜视仪
当红外线水平监测仪测得桅杆顶部处于构成
危险的高度时．激光补光夜视仪随即启动并记录
船舶视频。该仪器可全天候工作，夜间进行激光
补光可看清3 km范围内的船舶细节，这一距离
已能够满足大跨越线路监测的需求。
2．3 GPRS无线信号传输
视频信号采用GPRS无线传输至后端监控中
心。视频图像大小约300 kbit，一般GPRS实际
传输速率约为100 kbit／s．除了传输图像数据，系
统还需要传输设备的状态数据。因此，图像数据
要先压缩编码，再通过GPRS无线网络传输【 。
若线路自带通信光纤。可通过光纤传输，使
传输容量更大。
2．4 AIS系统
AIS监控报警系统基于海事部f-1 AIS系统。
AIS系统是一种船舶自动识别系统(Automatic I．
dentification System，AIS)，具有自动向已配备该
系统的岸台、船舶发送信息(包括船舶识别、类型、
位置、航向、航速、航行状态和其他与安全有关
的信息)，识别、检测和跟踪船舶的主要功能。目
前中国海事已经建成了覆盖中国沿海的AIS网
络，政府部门也已明文规定要求500 t以上货船、
所有客船和渔船必须安装AIS设备【 。
舟山电力局开发应用的AIS海缆综合监控报
警系统．对海缆保护区监控已取得了显著的效
果。该成果可应用到跨海架空线的监控中，通过
AIS实现与海事部门的实时联接。对架空线警戒
区内的船舶实时警示与对话。
3 实施方案
3．1 方案设计
方案设计主要针对船舶超高监测技术、图像
压缩技术、远程无线传输技术、监测信息的图形
化技术、超高信息的图像自动识别技术，以及系
统供电技术、防护技术等。
(1)船舶超高监测。在两侧跨越杆塔各安装l
台红外热成像监测仪，构成双向单目监测系统。
监测仪在其监测范围内可完成固定或旋转监测。
监测工作原理：当监控区域出现移动目标
时，安装在预定高度的红外热成像监测仪会拍摄
到其运动热图像，同时对图像进行识别。取监测
仪镜头水平中心线为水准高程，当高程内出现移
动物体时．即表明该物体超高。预警系统随即发
出预警信号，激光补光夜视仪自动启动，对船舶
进行视频摄像取证并通过GPRS传输到监控中
心。与此同时，与海事部门联动的AIS系统自动
向海事相关部门发送预警信息，线路监控中心通
过AIS系统及时与该船舶进行通话，指导其采取
措施，保障线路与船舶的安全。监测工作原理如
图1所示
杆
图1 红外热成像监测仪工作原理
2012年第8期 何旭涛，等：预防跨越航道架空线被船舶损伤的新措施 31
(2)采用GPRS实现无线数据传输，其关键
技术是对图像数据进行压缩编码，以获得更流畅
的图像信息。该设计需要无线传输模块支持。
(3)监控软件：远程主控端监控软件解读
GPRS传输的数据，主要实现船舶超高信息提取、
图像显示、图像存储和回放、热成像仪控制、远
程设备状态信息显示和存储等。
(4)监测设备安装平台：平台应能承载设备
重量、风荷载等，适用于杆塔构件，安装尽可能
便捷和通用．便于野外使用。
(5)信号箱：信号箱集成无线收发系统、视
频信息读取模块、热成像仪控制信息转换模块、
设备状态信息获取模块等。
(6)太阳能电源设计。电源供应对象为热成
像仪、数据处理模块、无线收发模块、设备状态
监测模块。根据模块功耗和现场特点，组建发电
及储能系统。
(7)设备防护系统：数据采集和发送接收设
备均在野外，需要考虑设备的防雷、防强电导
人、防电磁干扰等因素。
3．2 现场试验方案
现场试验包括：杆塔局部构件试验、监测仪
平台安装试验、监测仪安装试验、无线传输试
验、太阳能发电储能试验、防雷和防电磁干扰试
验、监测软件运行试验、整机测试等。方案设计
及测试技术路线见图2。
4 预期目标
通过红外线及视频监测技术、图像压缩技
术、远程无线传输技术、监测信息的图形化技
术、图像自动识别技术以及太阳能供电储能技
术、防护技术、AIS船舶监控技术等多种现代技
术的集成化应用，形成一套完整、可靠、适用的
跨海线路防船损监测系统，形成运行监测的闭环
管理，实现跨海线路监测信息化、智能化。最终
将野外分散的运行监测集中至监控中心，提高运
行管理效率，并及时发现隐患，保障线路及船舶
自身的安全。
l l l l l
红外热成像 GPRS无线通 组建监控中 监控软件
摄像机选型 信模块选型 电源选型 心硬件系统 系统设计
l I I
红外热成像摄像 GPRS无线通
机的安装 信模块安装 电源安装
上 I 1 ．
红外热成像摄像 GPRS无线通 电源测试 监控中心硬 监控软件
机测试 信模块测试 件系统测试 系统测试
l l I
l 无线收发系统整体测试 I
‘ 、 ， l
系统测试
验收 l
5 结语
图2 方案设计及测试技术路线
海岛坚强智能电网是国家智能电网的组成部
分⋯。结合舟山国家级新区建设与海岛电网的特
点，对跨越海域及航道的架空线路进行实时监测
是海岛坚强智能电网建设的重要内容。
本文提出的预防跨越航道架空线路被船舶损
伤的措施，是一项集图像采集与识别、信号传输
及分析、预警及对话于一体的综合性、联动性的
运行管理模式的技术创新，它将同舟山与大陆联
网大跨越线路运行与维护技术一起．有效保障跨
越海域架空线路的运行安全。
参考文献：
【l】 刘振亚．智能电网技术[M】．北京：中国电力出版社，
2010．
[2] 黄新波．输电线路在线监测与故障诊断【M】．北京：中国
电力出版社．2008．
【3】 王玉春．全球船载自动识别系统(AIS)的安装及检验[JI
天津航海，2009(3)：52—55．
收稿日期：2011—10-09
作者简介：何旭涛(1973一)，男，浙江舟山人，工程师，从事
海洋输电技术研究及其设计工作。

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