輸電線路運(yùn)行維護(hù)智能化管理措施探討

蔣建萍

（國網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司，福建 廈門 361000）

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各行業(yè)對電能的需求不斷提高，輸電線路做為聯(lián)通電能供需的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是電力網(wǎng)絡(luò)的重要一環(huán)，因此輸電線路的運(yùn)行維護(hù)不僅關(guān)系這電網(wǎng)的穩(wěn)定，還與電網(wǎng)的運(yùn)行效率息息相關(guān)。就目前而言，由于我國輸電線路跨度較長，日常的運(yùn)行維護(hù)中存在有一些問題，導(dǎo)致輸電線路的運(yùn)維管理難度較大，影響了輸電線路的運(yùn)行質(zhì)量。因此供電企業(yè)需要通過推進(jìn)對輸電線路的信息化建設(shè)，搭建其智能化的管理平臺，并制定相應(yīng)的輸電線路運(yùn)維智能化管理措施，以保障電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)和高效的運(yùn)行[1]。

1 輸電線路運(yùn)行中的常見問題

輸電線路按其結(jié)構(gòu)可以分為架空輸電線路和電纜線路，由于我國幅員遼闊，輸電線路的路徑較長，跨越的區(qū)域較多，主要采用架空的形式搭建輸電線路。架空輸電線路主要是在戶外的環(huán)境運(yùn)行的，因此其的運(yùn)行過程中所面臨的問題也各不相同。通過這些問題產(chǎn)生的原因，可以將其大致分為主觀問題和客觀問題兩大類。

1.1 主觀問題

主觀問題是指因人的主觀因素對輸電線路運(yùn)行造成損害的問題。例如，因迷信和謠言誤導(dǎo)，部分群眾對輸電線路的認(rèn)知有誤，主動的對線路進(jìn)行破壞；或是處于利益驅(qū)動的因素，偷盜輸電線路以及桿塔的建材；又或是在輸電線路附近施工或駕駛車輛時(shí)，相關(guān)人員因自身的疏忽，掛碰導(dǎo)線或毀壞桿塔，造成線路短路等；線路設(shè)計(jì)施工不規(guī)范，導(dǎo)致平行的輸電線路彼此之間的間隔距離不足，存在發(fā)生碰線的可能從而導(dǎo)致線路短路[2]。

1.2 客觀問題

客觀問題包括了因臺風(fēng)、地震、雷擊等自然災(zāi)害對輸電線路造成了損害從而影響了輸電線路的運(yùn)行效率。此外，像樹木生長過快碰觸導(dǎo)線以及森林山火等因素的影響也會對輸電線路的正常運(yùn)行造成損害。另外，由于輸電線路是長期暴露在室外環(huán)境下，受到風(fēng)吹日曬，設(shè)備部件極易出現(xiàn)腐蝕氧化等問題，從而造成設(shè)備故障損壞，影響供電線路的問題運(yùn)行或產(chǎn)生多余的線路損耗[3]。

2 輸電線路運(yùn)行維護(hù)智能化管理的措施

2.1 構(gòu)建智能化管理體系

由于我國輸電線路較為密集，輸電線路途經(jīng)的區(qū)域較多，需要多個(gè)各地區(qū)的供電企業(yè)和多個(gè)部門共同運(yùn)維，協(xié)調(diào)管理難度較大，因此為了提高輸電線路運(yùn)行維護(hù)的管理效率，供電企業(yè)應(yīng)該依托現(xiàn)代的移動通信技術(shù)搭建起智能化的管理體系，通過智能化管理體系聯(lián)通協(xié)調(diào)各企業(yè)和各部門之間的協(xié)作。構(gòu)建智能化管理體系的前提是通過傳感器和可視化數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑瑢⑤旊娋€路沿途的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行信號化采集，相關(guān)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容見圖1。隨后將輸電線路的相關(guān)信息收集匯總后通過信息平臺將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析篩選，將信號異常的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給各級調(diào)度部門進(jìn)行進(jìn)一步的研判，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息發(fā)生至信息共享平臺，以便各區(qū)域各部門的相關(guān)供電單位相互協(xié)作的開展線路運(yùn)維工作。因此智能化管理體系的構(gòu)建有助于供電企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路的隱患以及潛在故障，減少線路的故障率，并提高故障修復(fù)速度，是保障供電企業(yè)供電穩(wěn)定性的重要手段；此外也是供電企業(yè)間加強(qiáng)協(xié)作，提高管理效率，提高運(yùn)行維護(hù)安全性的重要方法[4]。

圖1 輸電線路運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)的采集傳輸示意圖Fig.1 Schematic diagram of acquisition and transmission transmission line operation and maintenance data

2.2 發(fā)展輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)技術(shù)

2.2.1 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

信息數(shù)據(jù)的雙向傳輸是實(shí)現(xiàn)輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)管理的基礎(chǔ)，但是目前的輸電線路的數(shù)據(jù)信息傳輸質(zhì)量較差，偶有出現(xiàn)因信號故障、網(wǎng)絡(luò)延遲和信號干擾等問題造成的數(shù)據(jù)采集和傳輸失敗，從而導(dǎo)致各級調(diào)度中心無法及時(shí)的收到準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)，對線路的運(yùn)行狀況做出誤判；或是調(diào)度的指令信號無法對輸電線路的自動化開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，影響運(yùn)維效率。當(dāng)前我國的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展較快，供電企業(yè)可以改良通信方式和信號傳輸方式，采用新的衛(wèi)星通信技術(shù)對輸電線路的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳遞，并利用衛(wèi)星信號對輸電線路進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸中斷或開關(guān)誤動的現(xiàn)象，以提高輸電線路智能化的穩(wěn)定性和安全性[5]。

2.2.2 在線監(jiān)測技術(shù)

輸電線路智能化管理的實(shí)現(xiàn)，離不開線監(jiān)測系統(tǒng)。供電公司通過利用在線監(jiān)測技術(shù)，在輸電線路及塔桿上搭設(shè)具有監(jiān)測功能的智能終端以及各類傳感器裝置，實(shí)現(xiàn)了對輸電線路實(shí)時(shí)監(jiān)控和相關(guān)數(shù)據(jù)采集，詳見圖2。這些信息和數(shù)據(jù)將通過無線傳播技術(shù)或光纖傳送至相關(guān)工作人員，或是調(diào)度監(jiān)控中心，用于觀測和分析輸電線路的運(yùn)行情況。

圖2 輸電線路的在線監(jiān)測系統(tǒng)Fig.2 Online monitoring system of transmission lines

2.2.3 故障診斷技術(shù)智能化

輸電線路長期在室外運(yùn)行，常受到各種主觀或客觀因素的影響而發(fā)生線路故障。同時(shí)由于輸電線路路徑過長且線路密集，傳統(tǒng)的線路巡查的方式難以準(zhǔn)確查找故障點(diǎn)以及故障原因，導(dǎo)致線路故障的修復(fù)時(shí)間較長。供電公司通過應(yīng)用分布式故障診斷系統(tǒng)的方式，提高線路故障診斷和修復(fù)的效率。

輸電線路故障診斷系統(tǒng)是由現(xiàn)場監(jiān)測終端、數(shù)據(jù)中心和客戶端三部分組成?，F(xiàn)場監(jiān)測終端在輸電線路上按合理的間隔距離進(jìn)行安裝，用于采集故障數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中心則是將現(xiàn)場終端的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出診斷結(jié)果，并發(fā)生至客戶端以便查詢。故障診斷系統(tǒng)可以對輸電線路的故障區(qū)間和故障點(diǎn)進(jìn)行快捷有效的定位，并快速的判別故障原因。

2.2.4 雷電定位系統(tǒng)發(fā)展

我國的幅員遼闊，各區(qū)域間的氣象環(huán)境各不相同，跨越多個(gè)區(qū)域輸電線路將面臨復(fù)雜的氣象環(huán)境，容易遭受雷擊、覆冰和臺風(fēng)等災(zāi)害的襲擊。由于電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，輸電線路也愈加密集，輸電線路遭遇雷擊的概率也不斷提高，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，雷擊已成為造成輸電線路跳閘的主要因素。當(dāng)輸電線路遭受雷擊時(shí)，會產(chǎn)生線路閃絡(luò)接地故障，需要盡快的對故障位置進(jìn)行定位以便開展檢修工作，因此雷電定位系統(tǒng)的應(yīng)用具有重大的意義。

在采用雷電定位系統(tǒng)以前，電力企業(yè)通常是根據(jù)繼電保護(hù)的故障指示動作和故障錄波圖分析計(jì)算出雷擊故障點(diǎn)的，但這種方式效率較為低下，且準(zhǔn)確度不高。而雷電定位系統(tǒng)則利用時(shí)差法則對雷擊故障進(jìn)行分析定位，能準(zhǔn)確迅速的探測到雷擊故障點(diǎn)。此外，雷電定位系統(tǒng)能夠?qū)⒗纂姷男畔?shù)據(jù)進(jìn)行記錄總結(jié)出各地域的雷電活動規(guī)律和輸電線路的雷擊跳閘原因，便于電力企業(yè)根據(jù)雷電活動規(guī)律和輸電線路的實(shí)際情況采取相應(yīng)的防雷、避雷措施，提高輸電線路運(yùn)行的安全系數(shù)[6]。

2.2.5 無人機(jī)巡視運(yùn)維技術(shù)

最后，近幾年來無人機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，因此無人機(jī)巡視與排故也被逐漸運(yùn)用在輸電線路運(yùn)行維護(hù)當(dāng)中。無人機(jī)的使用極大的提高了輸電線路現(xiàn)場巡視的效率以及巡視的質(zhì)量，尤其是在信號隔絕，人員進(jìn)出難度較大的高山和森林當(dāng)中，提高了巡視人員的工作安全系數(shù)。目前，改進(jìn)型號的無人機(jī)還加裝有噴火裝置，用于焚燒造成碰線短路的易燃異物，如風(fēng)箏、氣球等。從而減少了線路維護(hù)的工作難度，提高作業(yè)效率

2.3 提高相關(guān)作業(yè)人員的綜合素質(zhì)

實(shí)現(xiàn)輸電線路運(yùn)行維護(hù)管理智能化不僅是依靠先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，維護(hù)及使用這些設(shè)備的作業(yè)人員才是根本的因素，人員的綜合素質(zhì)是實(shí)現(xiàn)輸電線路智能化管理質(zhì)量的保證。因此，供電企業(yè)要加強(qiáng)對相關(guān)作業(yè)人員的培訓(xùn)和培養(yǎng)，確保作業(yè)人員有足夠的技術(shù)能力操作和使用相關(guān)的技術(shù)設(shè)備，并對相關(guān)的智能化和自動化的設(shè)備技術(shù)有一定了解，能夠?qū)?shù)據(jù)和信號進(jìn)行正確的分析研判，從而確保智能化管理能落實(shí)到位。

2.4 建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制

由于我國輸電網(wǎng)絡(luò)分布密集，且相互連接影響，而且輸電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的戶外環(huán)境較為復(fù)雜，所以產(chǎn)生輸電線路運(yùn)行異常的原因也不相同。因此供電企業(yè)進(jìn)行智能化管理時(shí)，要注意根據(jù)不同的信號反饋進(jìn)行分析，針對緊急故障也重大影響的故障建立起應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，所有的管理人員和作業(yè)人員對不同的故障和應(yīng)對處理方式要提前熟悉，確保故障發(fā)生時(shí)，供電企業(yè)的各級人員能及時(shí)準(zhǔn)確的應(yīng)對，將不良影響降至最低。供電企業(yè)可以通過制定各類應(yīng)急處置預(yù)案和定期開展應(yīng)急演練，以提高相關(guān)人員的應(yīng)急處置能力和對應(yīng)急處置預(yù)案的熟悉程度[7]。

3 結(jié)論

輸電線路在電力系統(tǒng)中具有極為重要的地位，因此提高輸電線路運(yùn)行維護(hù)的質(zhì)量，就是提高電網(wǎng)的供電的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，也是保障我國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的重要基石。隨著電力系統(tǒng)的持續(xù)改革，供電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和智能化水平的提高，因此輸電線路運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)水平和管理方式也要不斷的改進(jìn)。輸電線路可以通過建立信息化管理平臺和構(gòu)建智能化管理體系的方式，通過多種方式對輸電線路的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理和分析，對輸電線路進(jìn)行及時(shí)和準(zhǔn)確的維護(hù)工作，確保運(yùn)行質(zhì)量和效率?？梢灶A(yù)見，輸電線路的運(yùn)行維護(hù)的管理將是朝著智能化的方向發(fā)展下去。