输电线路在线监测无线Mesh通信系统

   输电线路在线监测系统对于气象灾害易发区域、塌陷易发区域、跨越高速铁路、跨越高速公路、跨越森林区域,以及地形复杂区域的高压输电线路以及铁塔,其通过无线传输方式,对输电线路环境通道环境、温度、湿度、风速、风向、泄漏电流、覆冰、导线温度、风偏、弧垂、舞动、绝缘子污秽、周围施工情况、杆塔倾斜等参数进行实时监测,提供线路异常状况的预警,通过对线路各有效参数的监测,能够提高对输电线路安全经济运行的管理水平,并为输电线路的状态检修工作提供必要的参考。
   传统的方案以4G来进行传输,带宽有限、传输高清视频的流量成本过高;如果部署光纤,则必须考虑到部署成本过高等问题;裔云科技从智能输电线路在线监测业务及通信需求分析出发,结合无线Mesh通信技术特性,提出基于高可靠性无线Mesh系统建设方案。在输电线路在线监测应用中,通过具有多跳组网的高可靠性宽带无线Mesh技术, 具有自动组网、自动故障隔离、自动网络优化,可有效提高输电线路无线网络的健壮性,实现高压输电线路的宽带无线网络覆盖,实时监控电力输电线路及杆塔运行状态。

挑战:

可靠性:由于受监测的输电线路通常在户外各种复杂恶劣的应用环境,并易受各种自然环境、人为环境的破坏,因此要求无线传输网络设备就有很高的可靠性,能适应高温、严寒等气候,同时系统具有很高的自愈功能,保证系统的健壮性。
高带宽:由于传输的实时视频传输,并且各级实时视频的传输叠加,因此系统要求很大的带宽,传统4G/5G 带宽有限,传输高清视频的流量成本过高,而且很多偏远的监控路段,运营商的网络覆盖有限,信号不稳定。
适应性强:适应特高压输变电线路的超高电磁干扰环境;低功耗设计,支持支持太阳能、风光互补等多种供电方式;适合于以线路链状为主的级联拓扑。
光纤资源有限:架空输电路线路基本铺设光纤,但光纤端口非常有限,同时目前有些供电公司提供光纤端口,一般不愿把光纤端口和电力专用传输混合通用,因此光纤进行气象数据传输也有一定的局限性。要求有良好的多跳性能和稳定性延伸监控范围,降低光纤点的数量。

解决方案:

   有别于传统点对多点的无线网桥解决方案的远距离的局限性(边缘基站必须与中心基站进行可视连接,不能就近接入),我们创造性地无线Mesh自组织网络进行传输,按照每个电线杆架设视频监控点的设计,每个Mesh节点的距离约为400米(支持单跳传输距离最远可达20Km),通常设计是按照1-2km架设Mesh基站;如安装在输电线路的铁塔上,基站之间的距离可以按照5-10km以上设计。基站之间采用5.8G高增益的定向天线进行无线互联,支持无限跳的Mesh接力传输拓扑,最大限度的节省光纤成本;同时可巧妙利用OWPG开口光纤与无线专网实现环路备份,网络自组自愈能力强大。其带宽高达100-1000M,搭建了一个无损耗,低延时的高速视频无线传输平台,拥有一次性部署无后续运营成本的优势。供电方式采用太阳能供电,同时配备DC12V蓄电池作为备用电源,以保证长时间日照条件不好的情况下的设备供电。
   部署完毕后,Mesh基站对于周边的手持和移动车辆提供无线覆盖,提供无线IP电话服务、移动视频监控等服务,用于工作人员的通信和指挥调度等。


优势:
1、系统可靠性高,浪涌静电防护、IP67 及透气防护、高低温防护(满足野外输变电站线路恶劣环境需求),无线MESH和光纤组成的无线环网,避免了单个节点的故障。
2、容量高,100M-1000M的带宽,支持无限级的低损耗、低延时,接力链路。
3、 成本低、开通快、维护少,施工难度小
4、超强抗干扰设计:适应特高压输变电线路安装。
5、自组网设计:无线设备支持自组网,单一设备故障节点,可快速链接至下一跳,确保链路稳定可靠,同时支持光纤和无线的冗余备份。




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