輸電線路狀態(tài)檢修與智能決策系統(tǒng)探究

劉云

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司陽(yáng)江供電局 廣東 陽(yáng)江 529500

引言

電能，是當(dāng)今時(shí)代不可或缺的重要能源。輸電線路，作為運(yùn)輸電能的重要通道，分布廣、數(shù)量大，具有舉足輕重的功用。隨著電網(wǎng)規(guī)模增加、自然災(zāi)害頻發(fā)、運(yùn)行環(huán)境變差，線路巡檢壓力增大，現(xiàn)代電網(wǎng)急需建立安全、高效、智能、全新的運(yùn)維模式，傳統(tǒng)的維護(hù)工作顯然已經(jīng)無(wú)法滿足輸電線路的要求。為確保檢修的全面性、及時(shí)性、有效性，需要?jiǎng)h除傳統(tǒng)定期檢修模式，根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用智能決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)輸電線路狀態(tài)檢修。

1 輸電線路狀態(tài)檢修

1.1 線路結(jié)構(gòu)

通常情況下，絕緣子、避雷線，是輸電線路必不可少的組成部分。其次還有導(dǎo)線、桿塔、金具，以及接地裝置。由于輸電線路，需長(zhǎng)期暴露于外部環(huán)境，因而在常年的輸電運(yùn)行過(guò)程中，隨著自然氣候不斷變化，輸電線路將會(huì)受到冰霜雨雪的侵襲，致使輸電線路受到影響，出現(xiàn)各種各樣運(yùn)行故障，威脅輸電線路運(yùn)行安全。其中絕緣子，主要應(yīng)用于絕緣導(dǎo)體。因此，輸電線路運(yùn)行時(shí)，絕緣子需要承受極大的過(guò)電壓，這就要求絕緣子自身具備十分優(yōu)越的絕緣性能。同時(shí)，絕緣子還需具備極高的機(jī)械強(qiáng)度，這是因?yàn)椋獠凯h(huán)境中的大風(fēng)，濕度，溫度，將會(huì)集中作用于絕緣子。目前階段，主要有陶瓷絕緣子、玻璃鋼絕緣子、有機(jī)復(fù)合絕緣子等3種絕緣子，可以應(yīng)用于架空輸電線路。關(guān)于避雷線，簡(jiǎn)而言之，設(shè)置此種構(gòu)件，即為輸電線路避免遭受雷擊威脅。電力行業(yè)規(guī)定指出，電壓≥110kV，避雷線將是不可或缺的架設(shè)構(gòu)件。這是因?yàn)?，輸電線路遭受雷擊，將會(huì)產(chǎn)生巨額電壓。而電壓異常，突破絕緣子承受范圍，便會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，隨之出現(xiàn)跳閘，造成停電事故。架設(shè)避雷線之后，幾百萬(wàn)伏的雷擊電壓，便可順著避雷線避開(kāi)導(dǎo)線流入大地。關(guān)于輸電線路中的導(dǎo)線，即是輸電線路的主體部分，主要具備電能傳輸功用。導(dǎo)線長(zhǎng)度，會(huì)因電壓不同，長(zhǎng)度各異，長(zhǎng)則上千公里，短則數(shù)幾公里，架設(shè)過(guò)程中，主要利用絕緣子串，將其懸掛在輸電線路的桿塔上面，導(dǎo)線需要具備極強(qiáng)的防腐性能、機(jī)械性能，更為重要的是，務(wù)必具備極強(qiáng)的導(dǎo)電性能。關(guān)于桿塔，需要采用鋼管、三角鐵，以及鋼筋混凝土等材料，完成桿塔搭建。桿塔的作用，即是保證輸電線路可以架空，并且可以通過(guò)計(jì)算，保持線路與線路之間的安全距離。另外，避雷線等，也需通過(guò)桿塔完成架設(shè)支撐。實(shí)際搭建中，可以搭建耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、換位桿塔、跨越桿塔、直線桿塔等多種類型。其中，耐張桿塔與直線桿塔，應(yīng)用最為廣泛。關(guān)于金具，即是用作固定連接的金屬構(gòu)件，這些金具，可使輸電線路在架空過(guò)程中，更加安全穩(wěn)定。關(guān)于接地裝置，主要作用在于預(yù)防雷擊事件[1]。

1.2 檢修方法

1.2.1 輸電線路狀態(tài)檢修流程。檢修時(shí)，需要實(shí)時(shí)獲取各個(gè)單元的信息，并且需要確保信息的實(shí)時(shí)性、完整性、有效性。同時(shí)，需要基于獲取的數(shù)據(jù)，進(jìn)行診斷和判定，進(jìn)而完成輸電線路不同單元的狀態(tài)檢修。

1.2.2 輸電線路狀態(tài)檢修運(yùn)維管理。為保證輸電線路狀態(tài)檢修的安全，需要根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)置一套可以調(diào)節(jié)輸電線路狀態(tài)檢修過(guò)程的程序。具體來(lái)說(shuō)，需要分為狀態(tài)診斷評(píng)價(jià)和狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)兩個(gè)部分。同時(shí)，輸電線路狀態(tài)也可分為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，即是輸電線路運(yùn)行過(guò)程中，關(guān)于歷史檢修、故障處理，以及在線監(jiān)測(cè)的總和。靜態(tài)數(shù)據(jù)，即是輸電線路的硬件信息，包括工藝、材質(zhì)、設(shè)計(jì)等[2]。

1.3 檢修項(xiàng)目

輸電線路狀態(tài)，通常情況下，分為非停電檢修D(zhuǎn)、E類，以及停電檢修A、B、C類。這些類別主要根據(jù)檢修內(nèi)容而定。其中，非停電檢修中的D類，主要是需要采用等電位或者地電位作業(yè)方法完成線路的檢修試驗(yàn)與檢查的狀態(tài)。E類，主要是與帶電設(shè)備滿足一定的安全距離，不需采用帶電作業(yè)措施開(kāi)展的不停電檢修試驗(yàn)的線路。另外，停電檢修中的A類，主要是指改造或者更換主體部分的輸電線路。B類，則是檢修或者更換輸電線路的部分的零件、程序。C類，則是試驗(yàn)或者檢查輸電線路的內(nèi)容[3]。

2 輸電線路智能決策系統(tǒng)

2.1 設(shè)計(jì)原則

智能決策系統(tǒng)，即是一項(xiàng)更加高效的電力安全管理系統(tǒng)。通過(guò)此項(xiàng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以完成輸電線路狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與檢修。因此，有效應(yīng)用智能決策系統(tǒng)，不僅可以最大程度降低或者杜絕輸電線路的故障問(wèn)題，維護(hù)輸電線路順利運(yùn)行，安全傳輸。更可在智能決策系統(tǒng)的應(yīng)用之下，有效降低人為監(jiān)測(cè)與檢修的難度，并且可以更大程度保證操作人員的人身安全。因此，智能決策系統(tǒng)，設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際情況，謹(jǐn)遵以下設(shè)計(jì)原則，才可設(shè)計(jì)出具備安全性、合理性、高效性的智能決策系統(tǒng)[4]。

首先，智能決策系統(tǒng)需要遵循可靠性原則?？煽啃栽瓌t即是，智能決策系統(tǒng)，應(yīng)用過(guò)程中將會(huì)隨之產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息。為了切實(shí)保障電力企業(yè)安全生產(chǎn)，智能決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須重點(diǎn)考慮信息發(fā)布與身份確認(rèn)等功能。只有如此，才可充分保證智能決策系統(tǒng)的實(shí)用性。具體來(lái)說(shuō)，智能決策系統(tǒng)，要想真正實(shí)現(xiàn)智能，不僅需要連接電力企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)，還需連接外部系統(tǒng)。因此，基于這種特殊性，保障數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的可靠性和安全性尤為關(guān)鍵。另外，需要注重智能決策系統(tǒng)的兼容性。這是因?yàn)?，智能決策系統(tǒng)要想具備高效決策功能，需要囊括諸多子系統(tǒng)、子功能[5]。只有具備十分強(qiáng)大的兼容性，才可滿足此項(xiàng)系統(tǒng)的運(yùn)行需求。在此過(guò)程中，需要兼容諸多子系統(tǒng)、子功能中的所有標(biāo)準(zhǔn)和方法，使其可為智能決策系統(tǒng)中的技術(shù)決策提供必要支撐。此外，智能決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需遵循開(kāi)放性原則。這是因?yàn)?，檢修輸電線路，監(jiān)測(cè)輸電線路，要想通過(guò)智能決策系統(tǒng)即時(shí)完成，需要此系統(tǒng)具備外部處理能力以及數(shù)據(jù)交換能力。因此，開(kāi)放性設(shè)計(jì)原則，可以保障智能決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，更加靈活自如地處理各項(xiàng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，有效提高智能決策系統(tǒng)的分析決策效率?？偠灾悄軟Q策系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，遵循可靠性原則、兼容性原則、開(kāi)放性原則，便可促使在線監(jiān)測(cè)功能、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)功能、狀態(tài)診斷功能、實(shí)時(shí)預(yù)警功能、檢修決策功能等重要功能更具實(shí)用性，可以真正應(yīng)用于輸電線路的監(jiān)測(cè)與檢修，有效保障輸電線路運(yùn)行安全[6]。

2.2 設(shè)計(jì)功能

2.2.1 實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控。輸電線路智能決策系統(tǒng)，首先需要的基礎(chǔ)功能，便是實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控。目前階段，尤其是針對(duì)輸電線路的特高壓類，更需重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。具體來(lái)說(shuō)，需要監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括，線路狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)等。其中，線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)，主要以診斷技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等技術(shù)為基礎(chǔ)，利用線路監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)線路遠(yuǎn)程可視化，進(jìn)而提早采取應(yīng)對(duì)措施，保障設(shè)備和人員的安全。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，主要以線路走廊外力破壞和設(shè)備本體缺陷為主。利用缺陷圖像識(shí)別技術(shù)，挖掘輸電設(shè)備的先驗(yàn)形狀（比如：?jiǎn)纹^緣子是圓的）統(tǒng)計(jì)特征，從復(fù)雜背景的監(jiān)控圖像中定位具體設(shè)備，自動(dòng)檢測(cè)出鳥巢、絕緣子自爆、防振錘破損等缺陷，以此準(zhǔn)確診斷和判定輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)。另外，關(guān)于輸電線路的環(huán)境狀態(tài)，更需通過(guò)智能決策系統(tǒng)，做到實(shí)時(shí)全面的監(jiān)測(cè)[7]。輸電線路走廊運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，易受違章施工、漂浮物、山火、樹障等外力破壞發(fā)生故障跳閘。線路走廊違章施工等風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)增多，監(jiān)管、取證困難，對(duì)圖像視頻監(jiān)測(cè)需求大。通過(guò)在輸電線路隱患區(qū)段及重要輸電通道安裝圖像視頻監(jiān)測(cè)裝置，并進(jìn)行集中分析，以備輸電線路的故障預(yù)警、故障定位、故障維修之用[8]。

2.2.2 兼容其他系統(tǒng)信息與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。輸電線路智能決策系統(tǒng)，除卻需要基本的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控功能之外，還需擁有兼容其他系統(tǒng)信息與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的功能。具體來(lái)說(shuō)，智能決策系統(tǒng)，需要接入輸電線路的監(jiān)測(cè)終端、PMS系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)。另外，除卻接入這些系統(tǒng)，獲取信息之外，還需智能決策系統(tǒng)根據(jù)全部信息，做出分析計(jì)算，準(zhǔn)確發(fā)出指令，完成對(duì)應(yīng)操作。只有如此，智能決策系統(tǒng)，才可最大程度實(shí)現(xiàn)輸電線路的狀態(tài)檢修和維護(hù)，保障輸電線路運(yùn)行安全。同時(shí)，智能決策系統(tǒng)還需針對(duì)輸電線路的線路信息、設(shè)備信息、環(huán)境信息，進(jìn)行收集、整理、歸檔，以備查詢之時(shí)可以生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。智能決策系統(tǒng)，顧名思義，應(yīng)該極為科學(xué)、便捷、高效的解決輸電線路運(yùn)行的檢修與維護(hù)問(wèn)題。因此，智能決策系統(tǒng)，不僅需要即時(shí)應(yīng)對(duì)各種問(wèn)題，更需具備檔案查詢的功能，才可真正實(shí)現(xiàn)輸電線路的決策系統(tǒng)智能化，最大程度降低輸電線路狀態(tài)檢修、維護(hù)的強(qiáng)度和難度，保障輸電線路安全運(yùn)行[9]。

2.2.3 狀態(tài)報(bào)警與智能決策功能。輸電線路狀態(tài)報(bào)警，主要包括狀態(tài)預(yù)警和環(huán)境預(yù)警。這些功能，基于輸電線路運(yùn)行安全受到威脅，將會(huì)立即發(fā)出預(yù)警信號(hào)。首先，關(guān)于狀態(tài)預(yù)警，智能決策系統(tǒng)可以通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，綜合判定輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)是否安全，經(jīng)過(guò)判定，如果輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)處于隱患，或者危險(xiǎn)狀態(tài)，輸電線路狀態(tài)報(bào)警功能，將會(huì)即時(shí)報(bào)警，并且指明輸電線路的具體故障位置。關(guān)于環(huán)境預(yù)警，智能決策系統(tǒng)則可根據(jù)自身環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測(cè)，結(jié)合系統(tǒng)本身氣象、臺(tái)風(fēng)、覆冰、雷電、山火、地震、內(nèi)澇、地質(zhì)災(zāi)害等專題模塊，迅速應(yīng)對(duì)線路突發(fā)性事件，從“被動(dòng)防御”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)防御”。這是因?yàn)椋悄軟Q策系統(tǒng)，可以利用接入的GIS系統(tǒng)，明確影響半徑，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，為突發(fā)事件的預(yù)先防范和事后處理，提供參考依據(jù)，進(jìn)而保障輸電線路正常運(yùn)行。此外，關(guān)于智能決策，可以根據(jù)此項(xiàng)系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)分析，以及預(yù)警信息，予以及時(shí)反饋，最終解決輸電線路狀態(tài)失常問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)輸電線路狀態(tài)的及時(shí)檢修和維護(hù)[10]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，輸電線路狀態(tài)檢修，屬于電力運(yùn)行最為基礎(chǔ)，同時(shí)也是最為重要的事項(xiàng)之一。輸電線路狀態(tài)檢修，主要以獲取信息、分析信息，完成診斷和判定為流程。其包括的檢修項(xiàng)目，主要有非停電檢修和停電檢修。無(wú)論基于哪種檢修，均需以人為本，率先保障相關(guān)操作人員的人身安全，其次需要保障輸電線路的運(yùn)行安全和供電安全。關(guān)于智能決策系統(tǒng)，主要需要滿足實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能、兼容其他系統(tǒng)信息與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、狀態(tài)報(bào)警與智能決策功能等。智能決策系統(tǒng)，只有具備這些功能，才可在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，具備可靠性、兼容性、開(kāi)放性，滿足輸電線路狀態(tài)檢修的需求，最大程度降低輸電線路狀態(tài)檢修的難度和強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)輸電線路狀態(tài)檢修的智能化，保障操作人員人身安全，保障輸電線路運(yùn)行安全。本文上述內(nèi)容，因時(shí)間和范圍等不可控因素，仍然存在諸多不足，以期在后續(xù)深入探討中逐步完善。