輸電線路通道可視化遠程巡檢實踐分析

湯智謙 楊斌

摘 要 輸電線路是確保輸配電工作有序開展的關(guān)鍵，采用可視化技術(shù)對輸電線路通道進行遠程巡檢，有利于緩解巡檢工作壓力大與人員數(shù)量少的矛盾。本文主要闡述輸電線路通道巡檢發(fā)展現(xiàn)狀，重點分析了輸電線路通道實現(xiàn)可視化遠程巡檢的有效措施，以期為提高巡檢質(zhì)量、保證通道安全、降低工作負擔奠定堅實基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 輸電線路通道;可視化;遠程巡檢;實踐

引言

輸電線路通道受外部運行環(huán)境的影響比較大，其使用壽命會因為受到外力打擊而縮短，既影響輸配電質(zhì)量，又增加了額外損失。實現(xiàn)輸電線路通道可視化遠程巡檢有利于提高外部破壞防護效果，對維護輸電線路安全且可靠運行具有重要意義，但實現(xiàn)這一目標需要可視化、智能化、信息化、自動化等先進技術(shù)的支持。

1輸電線路通道巡檢現(xiàn)狀

1.1 遠程巡檢遇到的難題

電力企業(yè)在針對輸電線路通道開展遠程巡檢工作時，經(jīng)常會遇到以下難題：第一，巡檢工作強度相對較大，主要原因表現(xiàn)在兩方面，一是科學技術(shù)與社會經(jīng)濟的支持，使得輸電線路鋪設(shè)范圍愈加廣泛，運維環(huán)境越來越復雜;二是電力企業(yè)擁有的巡檢人員數(shù)量比較少，在崗的巡檢人員需要承受的工作強度逐漸變大。第二，巡檢過程中遇到風險的可能性提高，造成這一問題的根本原因是部分輸電電路通道處于自然環(huán)境惡劣、交通條件較差的無人區(qū)，加上輸電線路通道相對較長，巡檢人員的工作時間較長，容易因為疲勞導致巡檢不完全，無法及時發(fā)現(xiàn)某些隱蔽性安全隱患。第三，由巡檢人員對輸電線路通道進行遠程巡檢，可能會因為距離的原因發(fā)生“線路出現(xiàn)故障而巡檢人員未到位”的情況，在技術(shù)與設(shè)備的限制下，巡檢人員不能在第一時間分析引發(fā)原因、判斷故障源、確定解決手段，降低了輸電線路運行的穩(wěn)定性與可靠性[1]。

1.2 以人工巡檢為主

我國的電力輸電線路通道一般安置于戶外，由于輸電線路需要延伸的距離長達千余公里且所經(jīng)過的環(huán)境條件相對復雜，故而輸電線路通道極容易因為外部不良環(huán)境影響出現(xiàn)故障，為了保證輸配電質(zhì)量與安全，電力企業(yè)必須加大巡檢力度。過去，企業(yè)會采用人工巡檢的方式對輸電線路通道進行巡檢，但這種方式需要消耗大量的人力物力，不僅巡檢人員承擔的工作壓力比較大，還易因為人為操作失誤出現(xiàn)巡檢誤差。

2輸電線路通道可視化遠程巡檢實踐

2.1 監(jiān)控終端技術(shù)

輸電線路通道可視化系統(tǒng)監(jiān)控終端主要為高清視頻監(jiān)測設(shè)備、電源系統(tǒng)和其他配套設(shè)施。將高清視頻監(jiān)測設(shè)備安裝在塔桿主材上，用于采集輸電線路通道的運行信息，獲取到的視頻資料首先存儲在與塔桿相鄰的變電站中。例如球型高清視頻監(jiān)測設(shè)備。該種監(jiān)控設(shè)備的旋轉(zhuǎn)角度為360°，最遠監(jiān)控距離為500m;采用CCD型感光器，尺寸為1/4″;鏡頭型號為36x，水平視距在1.7～57.8。觀測其拍攝的實際通道畫面，清晰度優(yōu)異，即便在惡劣天氣狀況下畫面質(zhì)量也較高。由于特高壓輸電線路一般設(shè)置在偏遠地區(qū)，周邊很難存在供電系統(tǒng)，因此在通道可視化系統(tǒng)中采用太陽能供電系統(tǒng)，對設(shè)備進行供電。該太陽能供電系統(tǒng)的運行原理為：陽光照射充足時，太陽能系統(tǒng)在為用電設(shè)備供電的同時，給自身蓄電池充電;當光照不足時，由蓄電池為用電設(shè)備供電。目前，有單位提出以風光結(jié)合發(fā)電系統(tǒng)代替單獨的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，進一步提升供電電源的穩(wěn)定性[2]。

2.2 信息存儲技術(shù)

通道可視化系統(tǒng)長時間采集視頻信息，加上高清視頻的影響，其信息體量非常龐大，在傳輸過程中需要占用較大的寬帶。為確保獲取視頻信息的安全與完整，同時降低網(wǎng)絡(luò)運行壓力，選擇采用分級存儲的方式，對視頻信息進行保存。①塔桿級：高清視頻監(jiān)控終端本身安有存儲卡，可實現(xiàn)監(jiān)控視頻的實時保存。用戶可結(jié)合自身需求，設(shè)置定時存儲或移動偵測觸發(fā)采集等工作狀態(tài)。監(jiān)控終端工作時長為12h/d，按照1280×720、15幀的高清視頻計算，連續(xù)存儲7d，選用64G存儲卡即可。②變電站級：以斷點續(xù)存的方式將前端采集的視頻信息存儲至變電站。該方式的優(yōu)點就在于整合了網(wǎng)絡(luò)存儲和本地存儲兩種方式。常見的高清監(jiān)控裝置一般不具備自身存儲功能，僅依靠后端進行數(shù)據(jù)存儲，這樣的方式對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求較高，若網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性不足，很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、受損問題。因此在監(jiān)測終端設(shè)置視頻緩沖區(qū)，以免因傳輸負荷過大導致網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)、終端導致資料丟失。例如當出現(xiàn)斷網(wǎng)情況時，前端可正常對視頻數(shù)據(jù)進行備份，網(wǎng)絡(luò)恢復后，再將緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)存儲到后端硬盤。連續(xù)存儲30d，若每個變電站接入30個監(jiān)控終端，設(shè)置硬盤4TB×2即可。③主站級：在監(jiān)控中心設(shè)置存儲磁盤，將來自終端的信息分裂存儲在磁盤中，并進行檢索和調(diào)取。存儲時間為2年，需要8×4TB的磁盤陣列。

2.3 建立無人機巡檢系統(tǒng)

利用無人機構(gòu)建可視化遠程巡檢系統(tǒng)，能夠增強系統(tǒng)開展遠程巡檢工作的抗風能力、延長續(xù)航時間，有利于提高輸電線路通道巡檢工作效率與質(zhì)量。由于不同的無人機呈現(xiàn)出的飛行特點不同，所以在應(yīng)用無人機可視化遠程巡檢系統(tǒng)開展工作時，巡檢人員需要根據(jù)任務(wù)具體要求確定飛行指標，選擇適應(yīng)性最強的無人機。目前在輸電線路通道遠程巡檢工作中比較常用的無人機主要有：第一，便捷式多旋翼無人機可以搭載可見光設(shè)備、紫外設(shè)備、紅外設(shè)備、激光掃描設(shè)備等，基于此對輸電線路通道環(huán)境進行掃描，有利于提高遠程巡檢工作的精細化程度;第二，固定翼無人機具有飛行速度快的優(yōu)點，可以在短時間內(nèi)完成長距離、大面積輸電線路通道巡檢工作，若是搭載可見光設(shè)備與紅外設(shè)備，還能進一步提高巡檢速度;第三，在針對輸電線路通道遠程巡檢建立三維模型時，可以使用搭載了SAR的無人直升機，此類無人機巡檢系統(tǒng)獲得的參數(shù)準確性較高[3]。

3結(jié)束語

綜上所述，傳統(tǒng)的人工巡檢手段已經(jīng)不再適應(yīng)現(xiàn)代社會輸配電要求，無法在輸電線路通道遠程巡檢過程中保證工作質(zhì)量，因此電力企業(yè)要重視可視化、智能化等先進技術(shù)的應(yīng)用價值，基于此優(yōu)化遠程巡檢裝置、構(gòu)建智能巡檢系統(tǒng)，采用科學性較強的精細化管理模式提高巡檢效率，有利于保證輸電線路運行安全。

參考文獻

[1] 錢正浩，胡長華.VR技術(shù)和GIS技術(shù)相結(jié)合的電力通道可視化管理[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2019，38（4）：173-176.

[2] 熊山，李軍鋒，馮偉夏，等.GIS和VR技術(shù)下的電力通道可視化管理[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017，（22）：262.

[3] 呂志來，劉浩，李海，等.輸電線路通道可視化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及實踐[J].電力信息與通信技術(shù)，2016，14（9）：52-57.