电力防灾应急

冀北廊坊:自主研发激光光幕夜间防外力破坏智能预警系统

发布时间:2026-08-18来源:国家电网报

8月16日,夜幕降临,在河北廊坊110千伏渠科线下方,一束绿色激光光幕自动亮起,横跨档距形成一条醒目的“警戒线”。这是冀北廊坊供电公司自主研发的激光光幕夜间防外力破坏智能预警系统的运行场景。


输电线路夜间外力破坏是影响电网安全运行的重要因素。现有视频监控系统通常采用每15分钟轮巡抓拍一次的机制,而部分大型机械的越限作业过程较短,这种监测时间差可能导致系统难以及时捕捉隐患,增加了线路运行的安全风险。针对这一情况,今年1月,廊坊供电公司输电运检中心组建攻关团队,研发了激光光幕夜间防外力破坏智能预警系统,通过主动实时感知将风险干预关口前移。该系统无需人工介入,即可对侵入的大型机械进行实时告警,将夜间防外力破坏模式从“事后追溯”转变为“事前预警”。


激光光幕夜间防外力破坏智能预警系统构建了“光幕警示—遮挡检测—抓拍联动—平台处置”四层防控架构,实现从探测到响应的全链条闭环管理。在光幕警示层,铁塔上的激光发射器于夜间投射出醒目的绿色光幕,在线路档距间形成可视警戒区;遮挡检测层通过对端铁塔部署的光电接收模组,在大型机械穿入光路时触发入侵信号;抓拍联动层通过无线信号秒级唤醒云台抓拍机,自动完成现场图像的抓拍与上传;平台处置层在接收到告警图片后即时弹窗提示,并触发标准化处置流程。


“研发的第一道难题,是让一束光具备探测功能且判据可靠,不能因飞鸟穿行引发误判。”该项目负责人赵炳文说,“初期测试时,系统曾多次出现误报,经回看图像确认均为飞鸟所致。”为此,攻关团队在铁塔下连续蹲守3个通宵,记录并分析光束遮挡特征。观测发现,鸟类穿行时的光束遮挡时间通常不超过2秒,且光路中断信号呈不连续抖动;而吊车臂等大型机械入侵时,遮挡时长稳定在3秒以上,且遮挡状态连续。基于这一特征差异,团队在接收模组内嵌入延时过滤算法,将“持续遮挡3至5秒”设定为入侵判据,成功将系统误报率压降九成以上。


跨塔对准与全档距覆盖,是团队攻克的第二道难关。该系统依托本端铁塔发射激光、对端铁塔接收信号,档距跨度可达数百米。由于铁塔随风晃动极易造成光斑偏移甚至信号中断,团队将激光发散角适度放大,以广角光幕替代细光束,并在对端铁塔采用阵列式光电传感器,扩大接收窗口。这一设计使得光斑在小范围内漂移时仍能保持信号稳定,优化后的激光光幕可全覆盖线路档距空间,确保大型机械在档距内任何位置举臂入侵都能被及时捕获。


在野外无外接电源的环境下保障设备全天候稳定供电,是项目面临的又一难题。为此,团队设计了“太阳能+锂电池”独立供电方案,并采用低功耗值守与触发唤醒机制。常态下,仅激光发射器和接收模组保持低功耗工作,云台抓拍机和通信模块则处于深度休眠状态;一旦判定有入侵行为,系统会通过射频信号秒级唤醒抓拍机,完成图像采集与上传。该机制使系统从入侵到告警的响应时长不超过6秒,且在连续阴雨天条件下可稳定运行5天。


目前,该系统已在高风险区段试运行。试运行期间,系统多次快速捕捉到夜间吊车、泵车等大型机械的侵入行为,及时消除了线路跳闸隐患。


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