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输电线路边坡在线监测方案

来源：本站 阅读量：7 发表时间：2025-11-25

输电线路跨越山区、丘陵及复杂地质区域时，沿线常存在大量自然边坡与人工开挖边坡。这些边坡受降雨、风化、地震、植被变化及人为扰动等影响，极易发生崩塌、滑坡、落石等灾害，严重威胁铁塔稳固性和线路运行安全。

随着国家对电网安全运行要求不断提高，《电力设施保护条例》《电网安全监测预警技术规范》等政策明确提出加强隐患识别和在线监控。因此，构建一套“全天候、智能化、可量化、可预警”的输电线路边坡在线监测系统，对提升线路安全等级、降低巡检成本、减少外破风险具有重大意义。

本方案以北斗位移监测、倾角传感、GNSS、微震监测、视频AI识别等技术为核心，实现边坡位移趋势、裂缝扩展、表面沉降、地下结构变化及雨量影响的综合判定，可有效预防边坡失稳造成的输电线路事故。

一、系统总体设计

输电线路边坡在线监测系统整体由“感知层—传输层—平台层—预警层”构成。

1. 感知层（监测设备）

根据不同边坡类型与地质特征配置：

  1. 北斗/GNSS高精度位移监测装置

    • 精度可达毫米级

    • 实时监测坡面整体位移、沉降、水平位移趋势

    • 支持差分定位、RTK/PPP模式

  2. 倾角传感器（双轴/三轴）

    • 监测坡体倾斜角变化

    • 适用于浅层滑坡、岩体松动场景

  3. 裂缝计/伸缩计

    • 用于监测裂缝张开、闭合情况

    • 适合强风化地段或人工开挖边坡

  4. 雨量/土壤含水率传感器

    • 统计降雨引发的地表软化情况

    • 为边坡稳定性分析提供影响因子数据

  5. 微震监测仪

    • 捕捉坡体内部微震事件

    • 识别内部结构松动和潜在滑移

  6. AI视频监测装置

    • 识别边坡表面裂缝、落石、滑坡迹象

    • 支持夜间热成像监控

    • AI模型训练可识别草动、动物、车辆等干扰源

  7. 太阳能供电系统

    • 适用于偏远地区

    • 低功耗设计保障长期稳定运行

2. 传输层（无线通信网络）

结合输电线路地域特点，采用多模式备份：

  • 4G/5G 公网传输

  • LoRa 自组网

  • 卫星通信作为兜底链路

  • 铁塔资源共享的微波链路

系统自动判断最优传输方式，确保边坡数据不中断上传。

3. 平台层（监控与数据分析平台）

平台采用云端架构，具备以下功能：

  1. 三维边坡可视化模型

    • 将监测点叠加到三维地形模型上

    • 支持旋转/放大查看边坡动态变化

  2. 多源数据融合分析

    • 北斗位移+雨量+倾角组合模型

    • 基于机器学习算法自动识别异常趋势

    • 支持大数据量长期分析与回溯

  3. 边坡健康评分系统

    • 按照位移速率、加速度、雨量指标自动评分

    • 分为安全、关注、预警、危险四个等级

  4. 事件管理与日志记录

    • 自动记录监测数据

    • 异常发生时形成完整事件链

  5. 巡检派单系统

    • 与运维APP联动，异常自动派发到检修人员

    • 支持一键上传现场照片与处理结果

4. 预警层（智能预警）

系统构建“三级预警机制”：

预警等级触发条件系统响应
一级预警（关注）位移微量超标、雨量偏大平台标记黄色提示
二级预警（告警）位移速率明显增大、倾角接近变化阈值向运维人员推送短信/APP
三级预警（严重）连续加速位移、视频识别滑坡征兆电话告警+关闭接地保护范围内巡视告知

预警策略支持按不同杆塔、不同地质段定制。

二、监测设备部署方案

根据边坡结构、岩土特征和输电线路安全等级制定部署方案。

1. 边坡类型划分

  1. 岩质边坡：结构完整但受风化影响

  2. 土质边坡：易受雨水冲刷、软化

  3. 人工开挖边坡：稳定性较弱，需长期监测

  4. 危岩与落石带：存在突发性崩落风险

2. 监测设备布设策略

（1）整体位移监测点

  • 布设在边坡顶部、中部、底部

  • 北斗监测装置一般 3–6 个点形成监测网

（2）裂缝计布设

  • 选择裂缝显著或风化强烈的区域

  • 每处安装 1–2 套用于趋势监测

（3）雨量与土壤湿度监测

  • 设置在坡体上方或排水沟附近

  • 用于构建“雨量—位移”模型

（4）倾角传感器布设

  • 安装在浅层滑动可能区域

  • 常用于人工开挖边坡安全监测

（5）视频监测点布设

  • 全景摄像头覆盖整个边坡

  • 特写摄像头监控重点裂缝或危岩

（6）供电与支架

  • 采用太阳能供电 + 锂电池储能

  • 支架设计考虑防盗、防风、防雷措施

三、系统运行与维护

为保证24小时连续可靠运行，系统在运维方面进行了专门设计：

1. 自动化运维功能

  • 设备自检

  • 传输链路监测

  • 电量自动告警

  • 固件远程升级

2. 现场巡检

巡检内容包括：

  • 设备外观检查

  • 太阳能组件清洁

  • 线缆连接是否牢固

  • 边坡表面新裂缝、松动情况

  • 视频监控镜头清洁

3. 数据备份与日志

  • 云端+本地双备份

  • 年度数据形成报表存档

  • 异常日志可用于事故分析及责任追溯

四、项目实施计划

项目分为四个阶段：

  1. 需求调研与现场踏勘（1 周）

    • 边坡测绘

    • 点位规划

    • 通信方案确认

  2. 设备建设与安装（2–3 周）

    • 设备采购

    • 安装调试

    • 通信联调

  3. 平台对接与参数配置（1 周）

    • 点位接入

    • 阈值设置

    • 监测模型建立

  4. 验收与培训（1 周）

    • 完整功能测试

    • 用户培训

    • 文档提交

五、方案优势

  1. 全定量监测，不依赖人工判断

  2. 毫米级位移监测，早期趋势即可识别

  3. AI视频自动分析落石/滑坡迹象

  4. 无人值守，低功耗运行

  5. 多源融合预警更精准、更及时

  6. 数据可用于工程治理、风险评估、塔基改造参考

输电线路边坡在线监测，是保障电网安全运行的重要基础设施。本方案以北斗高精度监测、智能感知设备和AI分析平台为核心，实现对边坡变形过程的全天候、全周期、全量化监测，并能提前识别隐患、发布预警，为电网安全保驾护航。