高壓輸電線路巡檢專利技術研究

李萍萍　黃文　魏程程　郭鳳華　皇　銳

（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南　鄭州　450002）

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高壓輸電線路巡檢專利技術研究

李萍萍黃文魏程程郭鳳華皇銳

（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州450002）

摘要：文章立足于專利文獻，從專利的角度對高壓輸電線路巡檢技術進行介紹，梳理了高壓輸電線路巡檢技術的發(fā)展路線，對主要的技術分支進行了介紹和分析，為相關領域的審查工作提供技術支持，也為相關的企業(yè)和研究機構提供了參考。

關鍵詞：高壓輸電線路；巡檢；專利

1　引言

電力系統(tǒng)的完好是傳輸電能、保障安全用電的前提，由于輸電線路距離長、沿線地形復雜，其巡檢工作顯得尤為重要。伴隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展，高壓輸電線路巡檢技術的研究也不斷深化。文章主要通過對國內(nèi)相關專利信息的分析對我國高壓輸電線路巡檢技術進行梳理和展望。

2　高壓輸電線路巡檢專利整體情況分析

傳統(tǒng)的輸電線路巡檢主要采用兩種方式，即人工沿線逐塔巡檢式和直升飛機航測法。人工巡檢的效率低，精度低，并且勞動強度大，危險性大，難以避免巡檢盲區(qū)；直升飛機巡線存在不安全因素，巡檢精度有限，并且巡線費用昂貴。近年來，為了克服輸電線路巡檢中存在的問題，國內(nèi)關于輸電線路巡檢的研究主要集中在輸電線路故障指示器、巡檢機器人、故障測距及定位、巡檢管理系統(tǒng)的開發(fā)、巡檢結果告警及展示、特殊類型故障巡檢等方面，取得了顯著的進步。

3　高壓輸電線路巡檢重點專利分布及技術發(fā)展路線

本部分針對高壓輸電線路巡檢領域的重點技術進行闡述，分析技術分支的技術分布，在此基礎上總結重點專利技術發(fā)展趨勢。

本部分的分析數(shù)據(jù)來源于中國專利文摘數(shù)據(jù)庫CNABS，該數(shù)據(jù)庫收錄了1985年以來的專利數(shù)據(jù)。對相關主題的專利進行檢索后發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)高壓輸電線路巡檢技術主要發(fā)展于2000年以后，因而，僅對2000年至今的相關專利進行分析。

3.1輸電線路故障指示器

輸電線路故障指示器，用于在線路發(fā)生故障時，指示線路的故障，從而幫助巡線人員盡快查找到故障點，對故

3.2巡檢機器人

為了克服人工巡檢和直升飛機航測存在的不足，近年來，國內(nèi)研究更多地致力于巡檢機器人。中國科學院自動化研究所于2003年率先設計了高壓輸電線路自動巡檢機器人單體CN1619323A，該機器人取代人工對輸電線路進行巡檢，提高了工作效率，此后相繼出現(xiàn)的CN201035117Y、CN101477169、CN201656341U等專利，設計了不同結構的機器人或巡線行走機構，用于輸電線路巡檢，對其驅動機構、行走方式等進行了詳細設計。2011年公開的專利CN202050188U給出一種無人機，用于巡線，以及此后的CN202197057U、CN102589524等，均采用無人機進行線路巡檢，原理與巡檢機器人類似。隨著各項新技術的發(fā)展，2013年公開的CN103454556首次將3D掃描功能應用到線路巡檢中，實現(xiàn)了三維圖像的獲取，提高了巡檢精度；2014年公開的CN103576055首次在線路巡檢中引入多飛行器，以提高線路巡檢精度；同期提出的還有CN103593968，其基于激光通信進行高壓輸電線巡線，實現(xiàn)了巡檢系統(tǒng)飛行器與高壓線零接觸，安全性好，實時通訊；2015年CN204119375U設計了旋翼無人機輸電線路狀態(tài)監(jiān)測信息實時回傳裝置，其是對無人機中信息回傳裝置的細化研究，通過定點拍攝高精度照片，實現(xiàn)更精確地進行故障排查；同期公開的CN104881031涉及一種電力系統(tǒng)軌道式自動巡檢機器人，將巡檢機器人結構由傳統(tǒng)的輪式、履帶式改為軌道式，實現(xiàn)了上下、左右、前后三個方向的運動，進而實現(xiàn)更精確的控制、更準確的定位?？傮w來說，巡檢機器人得到較大發(fā)展，巡檢效率和精度得到較大提升，但巡檢機器人的應用仍有待進一步推廣，并且伴隨自動化研究的進一步深入，巡檢機器人仍有較大的研究和進步空間。

3.3故障測距及定位

故障測距在國內(nèi)的研究較多始于2005年后，故障測距方法主要包括經(jīng)典電橋法、低壓脈沖法、高壓閃絡法、脈沖電流法、二次脈沖法，相關專利有CN101299538、CN102074937、CN102645616等。由于故障測距方法在國外的研究和發(fā)展更早，國內(nèi)在該方面的研究較多地借鑒了國外的技術，在此基礎上進行進一步研究，因而相關方法也較為成熟。2011年公開的CN102096020提出電力系統(tǒng)繼電保護故障測距修正方法，對故障測距方法進行修正，提高測距精度。其他的研究基于這些，并無太多改進。綜上，故障測距及定位方法的研究整體上發(fā)展較為成熟。

3.4巡檢管理系統(tǒng)

巡檢管理系統(tǒng)是對輸電線路故障指示器、巡檢機構、故障測距及定位等模塊的綜合管理，伴隨著各模塊的逐漸發(fā)展，巡線管理系統(tǒng)也不斷發(fā)展。2011年公開的專利CN102044094，率先設計了一套線路巡檢管理系統(tǒng)，其中包含簡單的功能模塊；其后，2013年公開的專利CN202649377U首次將專家系統(tǒng)引入輸電線路巡檢，通過建立專家系統(tǒng)，提高了輸電線路自動化水平以及運行管理維護水平；同年公開的專利CN103376387，首次將物聯(lián)網(wǎng)技術應用于輸電線路故障檢測，通過引入較新的物聯(lián)網(wǎng)技術，提高了線路故障排線效率。整體來說，對巡檢管理系統(tǒng)的研究相對較少，伴隨著各子模塊的不斷發(fā)展成熟，為了實現(xiàn)各模塊間更好的協(xié)調(diào)管理，并更好地適應智能電網(wǎng)建設的整體需求，巡檢管理模塊的研究顯得尤為迫切，相關研究仍大有可為。

3.5巡檢結果告警及展示

對巡檢結果進行展示、對故障信息發(fā)出警告，是輸電線路巡檢不可或缺的環(huán)節(jié)。國內(nèi)對巡檢結果的告警、展示一直有應用，但在2013年以前并未對此有專門的研究。2013年公開的CN103278736首先提出一種跳閘線路雷電自動查詢診斷及診斷結果發(fā)布方法，專項研究了診斷結果的發(fā)布方法；此后，2014年公開的CN103675598提出一種聯(lián)動視頻監(jiān)控系統(tǒng)的電網(wǎng)故障診斷結果顯示方法，對故障診斷結果展示方法提出改進；同期公開的CN103698659提出一種輸電線路黑點模擬預警平臺及監(jiān)控系統(tǒng)，其通過導航定位引入電力系統(tǒng)，建立地圖場景展示平臺，實現(xiàn)了更加清晰、完整、即時的故障信息指示，這與該時期各種智能軟件的廣泛推廣和應用是密不可分的；2015年公開的CN104505948提出一種基于安卓的架空高壓線路故障報警信息系統(tǒng)，首次在巡線報警系統(tǒng)中引用安卓手機，將安卓手機短信接收功能與互聯(lián)網(wǎng)地圖技術相結合，方便維修人員進行故障點維護。對巡檢結果告警及展示的研究，較多地依賴于其他相關領域如互聯(lián)網(wǎng)、智能軟件、通訊工具等的發(fā)展，后續(xù)研究中，將各項新技術較快、較有效地結合到輸電線路巡檢中，以較好地服務巡檢工作，也是后續(xù)研究一個可行的切入點。

3.6特殊類型故障檢測

隨著輸電線路巡檢技術的不斷發(fā)展，相關研究的不斷細化，近兩三年來涌現(xiàn)出一些對特殊類型輸電線路故障進行檢測的專利。CN103529362公開了一種絕緣子缺陷診斷方法；CN203502542U公開了一種絕緣子故障遠距離激光定位器；CN203414561U公開了一種基于導線取能的雷擊故障點定位裝置；CN103713236公開了一種輸電線路覆冰故障自動判定方法；CN204166080U公開了一種電力快速搶修的移動監(jiān)測裝置，用于對災害地區(qū)的電網(wǎng)進行巡查，搶修爭取時間，減少事故對電網(wǎng)的危害；CN105093069公開了一種在Android平臺上實現(xiàn)配電網(wǎng)絡快速運維搶修服務的方法，通過該方法可隨時查看線路隱患，實現(xiàn)故障預防，即時知道故障信息，自動顯示最合適搶修路徑，并可記錄搶修過程，便于事后分析。上述專利從輸電線路絕緣子故障檢測、雷擊故障檢測、覆冰故障檢測、電力快速搶修服務的較多進行研究，立足于實際問題，提出解決方案。伴隨著國家電網(wǎng)建設的進一步智能化、精細化，以及對于提升災難應急能力的迫切需求，上述研究的繼續(xù)深化將成為趨勢。

4　結語

由上文分析可知，目前國內(nèi)輸電線路巡檢技術取得較大的進步和發(fā)展，但仍有較大的提升空間。文章通過對輸電線路巡檢技術各個技術分支的論述，有助于國內(nèi)各企業(yè)及科研院所了解相關技術的發(fā)展狀況，在此基礎上明確研究方向，加強自主創(chuàng)新，切實推動智能電網(wǎng)的建設及高速發(fā)展。

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中圖分類號：TP242.2

文獻標識碼：A

文章編號：1003-5168（2016）02-0060-03

收稿日期：2016-1-10

作者簡介：李萍萍（1989—），女，審查員，研究方向：電磁測量領域相關發(fā)明專利實質(zhì)審查。

通訊作者：趙景煥（1970—），男，研究員，二級審查員，研究方向：發(fā)明專利審查及專利分析研究。障進行及時處理。國內(nèi)對故障指示器的研究最早出現(xiàn)在2001年，公開號為CN2438131Y的專利中介紹了故障指示器的具體機械結構，其后在2001-2011年間，相繼出現(xiàn)了專利申請?zhí)枮?9CN2501061Y、CN2586168Y、CN2597999Y、CN201429668Y等專利，對故障指示器的電路結構、機械結構、功能模塊進行設計，故障指示器的研究得到較大發(fā)展。此號，2014年公開的CN204065317U，首次提出組網(wǎng)通信型配電線路故障指示裝置，實現(xiàn)了高壓線故障指示器之間的自組網(wǎng)，每臺裝置數(shù)據(jù)均可自動路由到數(shù)據(jù)采集器和后臺監(jiān)控系統(tǒng)；2015年公開的CN204269751U提出一種具有預防故障功能的故障指示器，在傳統(tǒng)故障指示器的基礎上，引入故障提前預警功能，擴展了故障指示器的功能；2016年公開的CN204945309U提出一種超聲波檢測裝置，首次將超聲波應用于輸電線路巡檢，以超聲波為主、結合熱成像來實現(xiàn)巡檢，克服了高壓絕緣設備發(fā)熱給檢測帶來的困難。總體來說，故障指示器已經(jīng)發(fā)展得比較成熟。

Survey on Patent Technology of High Pressure Transmission Line Polling

Li Pingping Zhao Jinghuan Huang Wen Wei Chengcheng
（Patent Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office，SIPO，Zhengzhou Henan 450002）

Abstract：This article bases on patent documents，introduces the polling technology of high pressure transmission line from the aspect of patent，sort out the development route of the technology，introduces and analyzes the main technology branches，provides technology support for patent examination work of correlative fields，and also provides reference for correlative corporations and research communities.

Keywords：high pressure transmission line；polling；patent