輸電線路智能化立體巡檢

黃海

（國網(wǎng)湖南省電力有限公司婁底供電分公司 湖南婁底 417000）

1 專業(yè)管理的目標(biāo)描述

1.1 立體巡檢的理念

線路巡視工作是輸電線路專業(yè)管理的重要組成部分，而當(dāng)前因偏遠(yuǎn)山區(qū)或無人區(qū)因4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋受限，輸電線路的巡檢主要依靠人力查巡，效率低下，而且線路狀態(tài)信息收集時(shí)間較長。依靠網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測設(shè)備，在偏遠(yuǎn)山區(qū)或無人區(qū)無法正常工作。制約了線路運(yùn)行狀況與運(yùn)行環(huán)境的實(shí)時(shí)反饋。為了提高電網(wǎng)智能運(yùn)維水平，采用全新的可視化技術(shù)和無人機(jī)技術(shù)手段輔助人工現(xiàn)場巡線，大大提升線路巡檢效率，降低人工和成本，開啟電網(wǎng)智能運(yùn)維新技術(shù)發(fā)展的新篇章，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)整個(gè)智能電網(wǎng)的發(fā)展。

1.2 立體巡檢的范圍和目標(biāo)

輸電線路智能化立體巡檢的應(yīng)用范圍：應(yīng)用于地形復(fù)雜、氣候條件多變的線路及重要“三跨”線路桿塔的巡視工作。

輸電線路智能化立體巡檢的目標(biāo)：①通過可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對輸電線路的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線巡檢，從而大大減少巡視人員的巡線工作量，特別是在人員不易到達(dá)的地區(qū)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)、整治危及電網(wǎng)安全運(yùn)行的隱患，最大限度地減少外力破壞、山火、基礎(chǔ)滑坡、山體塌方、地質(zhì)沉降等外部隱患和地質(zhì)、自然災(zāi)害引發(fā)的輸電事故。②利用無人機(jī)技術(shù)巡查，準(zhǔn)確快速地發(fā)現(xiàn)地面巡視肉眼無法發(fā)現(xiàn)的桿塔類、金具類、絕緣子類缺陷，以及人力巡視盲區(qū)存在的通道隱患，保障輸電線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。③在線路故障情況下，通過可視化技術(shù)能實(shí)時(shí)反映通道和本體故障如山火、樹障、機(jī)械施工、斷線、掉串等明顯故障，通過無人機(jī)巡查能快速高效查找通道和可視化盲區(qū)的通道障礙，替代人力完成高難險(xiǎn)山區(qū)的登桿檢查迅速發(fā)現(xiàn)絕緣子和避雷器閃絡(luò)等桿上缺陷，極大提高故障查找效率，有效降低人員安全風(fēng)險(xiǎn)，并能開展不停電情況下的35kV線路登桿檢查。

通過輸電線路智能化立體巡檢，有效的提高了輸電路巡檢、故障巡查的效率，為電力行業(yè)高壓輸電線路的現(xiàn)代化管理水平提供了有力的保障。

1.3 立體巡檢的目標(biāo)值

通過輸電線路智能化立體巡檢技術(shù)應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路重大缺陷，基礎(chǔ)滑坡、山體垮塌、山火等外部隱患，提前防控機(jī)械施工等安全風(fēng)險(xiǎn)，快速查找輸電線路故障。確保如下指標(biāo)達(dá)到最佳值。220kV線路樹障、山火、外破跳閘次數(shù)：0次，220kV線路外力破壞故障停運(yùn)率：0，輸電線路外力破壞隱患規(guī)范處置率：100%。

2 專業(yè)管理的主要做法

2.1 構(gòu)建輸電線路智能化立體巡檢工作組織機(jī)構(gòu)

成立輸電線路智能化立體巡檢領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)對立體巡檢工作進(jìn)行統(tǒng)一組織、統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

主要負(fù)責(zé)輸電線路智能化立體巡檢工作情況的匯總、上報(bào)，隨時(shí)掌握線路缺陷隱患情況與現(xiàn)場施工、山火外破等動(dòng)態(tài)。做好巡檢工作數(shù)據(jù)的匯總、傳遞，及時(shí)整理巡檢信息上報(bào)，及時(shí)安排人員進(jìn)行消缺工作和現(xiàn)場跟蹤督辦。

2.2 融合可視化技術(shù)和無人機(jī)技術(shù)手段

2.2.1 可視化技術(shù)手段

輸電線路分布式無源可視化巡線裝置是通過在線監(jiān)測用高壓導(dǎo)線磁場感應(yīng)取能，給前端數(shù)據(jù)采集單元提供電能，并通過無線自組網(wǎng)、無線自動(dòng)跳鏈的通訊方式，用以解決輸電線路在網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)通訊孤島難題。特別是在人員不易到達(dá)的地區(qū)，彌補(bǔ)人工巡線的不足，將遠(yuǎn)程無人值守或巡線人員無法到達(dá)、網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)的現(xiàn)場情況的高清圖片、視頻數(shù)據(jù)以及其它現(xiàn)場輔助信息數(shù)據(jù)即時(shí)傳送至監(jiān)控中心監(jiān)測服務(wù)器上，使巡線人員在監(jiān)控中心就可以實(shí)時(shí)查看線路現(xiàn)場畫面，獲取輸電線路現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對輸電線路的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線巡檢，從而大大減少巡視人員的巡線工作量。有效的提高了輸電線路巡檢、巡查的效率。為電力行業(yè)高壓輸電線路的現(xiàn)代化管理水平提供了有力的保障。

2.2.2 無人機(jī)技術(shù)手段

目前應(yīng)用于輸電線路巡檢的無人機(jī)機(jī)型主要是多懸翼無人機(jī)。多懸翼無人機(jī)飛行機(jī)動(dòng)靈活、操作簡單、懸停穩(wěn)定性高，抵御陣風(fēng)能力強(qiáng)，可以對線路桿塔、絕緣子串、金具等設(shè)備進(jìn)行圖像信息采集，取得圖像或視頻供技術(shù)人員進(jìn)行分析，也可在線路大型檢修作業(yè)前進(jìn)行勘測，提前檢查設(shè)備狀況，便于檢修方案的制定。

多懸翼無人機(jī)所能完成的輸電線路巡檢工作主要?dú)w納為五大類：桿塔類、導(dǎo)地線類、絕緣子類、金具類和通道類。桿塔類主要包括塔材變形、桿塔異物等；導(dǎo)地線類包括斷股、放電燒傷痕跡、異物等；絕緣子類主要包括合成絕緣子閃絡(luò)痕跡、電流燒蝕、破損等；金具類主要包括各線夾、均壓環(huán)、間隔棒破損、缺損、變形跑位等；通道類主要包括是否存在超高樹木等其他危險(xiǎn)因素。

3 評估與改進(jìn)

3.1 立體巡檢實(shí)施效果

通過輸電線路智能化立體巡檢技術(shù)的利用，大大提高了輸電線路缺陷隱患發(fā)現(xiàn)、處置成功率，同時(shí)確保了輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。

典型案例：2018年5月23日至6月1日，婁底檢修公司輸電室在所轄220kV銻群I線#001-#092全線共計(jì)97基桿塔加裝了98套分布式無源可視化巡線裝置，對全長31.036km線路的桿塔、線路通道及周邊環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線巡檢。及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工、山火外破情況和通道樹障，保證輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2018年9 月線路巡查人員對鵝上I線#059-#060、鵝上Ⅱ線#054-#055、鵝鴨線#122、上渠線#187等外破隱患點(diǎn)進(jìn)行無人機(jī)巡檢確保輸電線路外破隱患在可控范圍內(nèi)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)鵝上I線#001、#064-#065、觀鵝線#238缺陷隱患進(jìn)行處理，保證線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 立體巡檢存在的問題

（1）無人機(jī)巡檢技術(shù)不完善：無人機(jī)電池的續(xù)航能力差、飛控距離有限、無人機(jī)與巡檢線路的控制距離不夠、輸電線路復(fù)雜的地理環(huán)境如山谷橫風(fēng)等增加了操作的難度。

（2）無人機(jī)技術(shù)培訓(xùn)力度不夠，目前婁底輸電室經(jīng)過正式無人機(jī)技術(shù)培訓(xùn)并擁有無人機(jī)架使證的人員只有4名。

（3）分布式無源可視化裝置成本較高，難以大面積推廣運(yùn)用。

3.3 改進(jìn)方向

（1）推廣輸電線路智能化立體巡檢技術(shù)的應(yīng)用，重點(diǎn)針對施工、山火易發(fā)區(qū)段和輸電線路“三跨”桿塔。

（2）在重點(diǎn)時(shí)節(jié)對可視化巡檢裝置獲取輸電線路現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、撲滅危及電網(wǎng)安全運(yùn)行的火情，最大限度地減少山火隱患引發(fā)的輸電事故。

（3）嚴(yán)格執(zhí)行日常巡線管理制度，加大智能化巡檢力度，縮短巡查周期，重點(diǎn)加強(qiáng)輸電線路“三跨”線路桿塔無人機(jī)巡檢工作力度。

（4）改進(jìn)無源可視化巡視裝置的軟件和攝像頭，增加紅外探測和像素比對功能，實(shí)現(xiàn)山火和機(jī)械施工自動(dòng)預(yù)警。

4 推廣應(yīng)用可行性分析

本文結(jié)合婁底地區(qū)線路途經(jīng)地區(qū)地形復(fù)雜、氣候條件多變，加大無人機(jī)巡檢技術(shù)應(yīng)用力度，防山火、施工外破等重點(diǎn)區(qū)段加裝可視化巡線裝置相結(jié)合，取得了良好的成效，可在全網(wǎng)推廣。