輸電線路通道可視化運(yùn)維管理體系的應(yīng)用

高成成

國網(wǎng)山東省電力公司臨沂供電公司 山東 臨沂 276000

引言

輸電線路巡檢是對輸電線路本體可能存在的缺陷、通道隱患進(jìn)行巡視檢查,對保障電網(wǎng)安全運(yùn)行有重要意義。傳統(tǒng)的人工巡檢仍然普遍被采用,但近年來也出現(xiàn)了機(jī)器人巡檢、無人機(jī)巡檢、在線監(jiān)測等新技術(shù)。其中在線監(jiān)測包括了多種監(jiān)測類型,尤以圖像效果最為直觀,既可以監(jiān)視線路本體部分問題,又可以監(jiān)視護(hù)區(qū)通道的隱患問題,成為應(yīng)用最為廣泛的在線監(jiān)測技術(shù)。然而,目前輸電線路圖像監(jiān)控產(chǎn)品存在著價(jià)格高、運(yùn)行費(fèi)用高、體積大、重量大、安裝不便,無法滿足大規(guī)模應(yīng)用的要求。產(chǎn)品或技術(shù)存在的問題已無法適應(yīng)輸電線路遠(yuǎn)程巡檢的需要,需要在重新審視需求和技術(shù)以及二者相互關(guān)系的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)突破?！盎ヂ?lián)網(wǎng)＋”作為智能電網(wǎng)重要助力,可以利用信息通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)平臺,更有效地解決輸電運(yùn)行安全的問題。

1 輸電線路通道可視化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

輸電線路通道可視化系統(tǒng)通過安裝在桿塔上的高清攝像頭,實(shí)現(xiàn)對輸電線路運(yùn)行狀態(tài)及周圍環(huán)境的監(jiān)測,并與其他相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成,為輸電線路的可視化運(yùn)維提供技術(shù)支撐。系統(tǒng)框架主要由前端裝置、通信傳輸網(wǎng)絡(luò)和視頻監(jiān)控中心主站組成。

1.1 前端裝置 前端裝置主要包括高清視頻監(jiān)測裝置、電源供應(yīng)系統(tǒng)以及配套通信設(shè)備。高清視頻監(jiān)測裝置安裝在鐵塔下橫擔(dān)以下塔身內(nèi)部或桿塔主材,采集的視頻流同時(shí)存儲在桿塔當(dāng)?shù)睾徒尤胱冸娬?上傳帶寬不大于2M。輸電線路大部分位于偏遠(yuǎn)無人山區(qū),不具備條件就近取電供設(shè)備運(yùn)行使用,因此主要采用太陽能獨(dú)立供電系統(tǒng)。太陽能獨(dú)立供電方式為：當(dāng)日照充足時(shí),由太陽能系統(tǒng)為負(fù)載供電,為蓄電池充電;在日落后或陰雨天,則由蓄電池向負(fù)載放電。必要時(shí)可考慮選擇風(fēng)光互補(bǔ)的供電系統(tǒng),部分有條件線路段供電方案可采用自建220V 市電方式。

1.2 通信傳輸網(wǎng)絡(luò) 目前,輸電線路通道可視化系統(tǒng)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)大體可歸為三大類,分別為全無線、光纖＋無線、全光纖。全無線方案包括利用公網(wǎng)3G/4G 和自建無線系統(tǒng)2種方案。利用公網(wǎng)3G/4G 方案見效快、成本低,主要適用于監(jiān)測點(diǎn)比較零散且有公網(wǎng)信號覆蓋的場景,但由于很多輸電線路比較偏僻、無信號覆蓋,影響了其推廣使用。光纖＋無線方案主要利用隨輸電線路架設(shè)的OPGW 光纜,在設(shè)有光纜接頭盒的桿塔同時(shí)安裝光通信設(shè)備和無線設(shè)備作為接入和傳輸裝置,在不設(shè)接頭盒的桿塔僅安裝無線設(shè)備。全光纖方案為沿輸電線路通道新建1根架空光纜,在每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置1個(gè)光纜接頭盒,同時(shí)安裝光通信設(shè)備作為接入和傳輸設(shè)備,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測點(diǎn)的全光纖覆蓋。新建架空光纜以自立桿塔為主,并根據(jù)實(shí)際情況單端或雙端接入就近變電站。

2 優(yōu)化措施分析研究

2.1 解決輸電線路“三跨”在線監(jiān)測 “三跨”是指跨越高速鐵路、高速公路和重要輸電通道的架空輸電線路區(qū)段,在所有的輸電線路通道中,三跨地區(qū)隱患事故發(fā)生尤其頻繁,且事故發(fā)生后造成的后果更為嚴(yán)重,損失更為巨大。按照國家電網(wǎng)公司統(tǒng)一部署,對不滿足“三跨”要求的輸電線路區(qū)段要逐步在近5年內(nèi)完成桿塔改造。因此對不能立即納入整改計(jì)劃的區(qū)段,加強(qiáng)設(shè)備巡視顯得尤為重要,作為巡視重點(diǎn)區(qū)域,傳統(tǒng)管理模式下的人工巡視顯得力不從心。在采取新型輸電線路可視化運(yùn)維管理模式后,專業(yè)人員提前對承德市輸電線路“三跨”問題進(jìn)行集中隱患排查,針對所有不滿足三跨運(yùn)維要求的桿塔上加裝通道可視化在線監(jiān)測裝置,通過設(shè)定圖像采集頻率,實(shí)現(xiàn)對“三跨”區(qū)段的在線監(jiān)測。

2.2 解決通道隱患發(fā)現(xiàn)不及時(shí)問題 輸電線路通道綿延上百里,環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜,每時(shí)每刻都可能產(chǎn)生不同的外破隱患。運(yùn)維人員由于工作地點(diǎn)相對集中、日常工作繁重等原因,對一些隱患點(diǎn)往往不能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn),這時(shí)就需要分布在各地區(qū)的群眾護(hù)線組織提供有力的補(bǔ)充。但群眾護(hù)線人員多為當(dāng)?shù)氐钠胀ㄈ罕?電力專業(yè)知識往往不是十分豐富,在隱患發(fā)生后也容易發(fā)生遺漏,因此線下施工等外力破壞事件在隱患萌芽期往往不易被專業(yè)人員發(fā)現(xiàn)。傳統(tǒng)通道隱患發(fā)現(xiàn)主要依靠人員正常巡視,發(fā)現(xiàn)隱患效率較低,且每人巡視效率有限無法兼顧更多隱患點(diǎn)。采取新型管理方法后可借助智能識別系統(tǒng),極大限度增加該地區(qū)隱患發(fā)現(xiàn)和告警的能力,并且可以實(shí)現(xiàn)一人同時(shí)監(jiān)控多處隱患點(diǎn),巡視周期也可以根據(jù)需要自行設(shè)定。

2.3 提升重要輸電通道安全管理水平 辨識影響通道安全運(yùn)行的危險(xiǎn)因素,加強(qiáng)運(yùn)維管理和通道安全防護(hù),提高重要輸電通道抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力。

2.4 布點(diǎn)原則 考慮到外力破壞的嚴(yán)重性,山東電網(wǎng)首先針對通道問題進(jìn)行布點(diǎn)監(jiān)拍裝置,在安裝和應(yīng)用上主要遵循了4個(gè)布點(diǎn)原則：重要線路、外部破壞隱患重點(diǎn)位置(如施工、吊裝、堆物、釣魚、植樹、大棚等隱患多發(fā)區(qū)域)、保電線路、特殊區(qū)域(覆冰、舞動多發(fā)區(qū)域和東部化工區(qū))。

結(jié)語

本文提出了一套輸電線路通道可視化巡檢系統(tǒng)及其解決方案,通過該方案和高清視頻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè),可提升輸電線路通道安全水平,提高線路巡檢人員巡檢效率,力爭逐步達(dá)到線路主設(shè)備日常巡視由人工巡視方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐赃h(yuǎn)程監(jiān)控為主的目標(biāo),進(jìn)一步強(qiáng)化特高壓輸電線路的通道安全,有效提升特高壓安全管理水平,保證各級電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行。