基于通信技術的輸電巡視與檢修策略優(yōu)化

倪家麟

（國網江蘇省電力有限公司無錫供電分公司，江蘇 無錫 214000）

0 引 言

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和城市化進程的加速，輸電線路作為電力傳輸的重要組成部分，其安全穩(wěn)定運行對于維持社會經濟正常運轉至關重要。傳統(tǒng)的輸電巡視與檢修策略面臨眾多挑戰(zhàn)，如工作效率低、成本高以及對設備狀態(tài)實時監(jiān)測能力不足等問題，需要利用基于通信技術的創(chuàng)新手段進行優(yōu)化[1]。受傳統(tǒng)巡視模式范圍和視角單一的限制，輸電運檢人員無法及時發(fā)現輸電線路的潛在故障隱患，而傳統(tǒng)的檢修策略存在工作量規(guī)劃不合理、工程管理粗放的問題。文章通過引入多樣化的通信控制手段改善輸電巡視與檢修策略，旨在推動輸電運檢技術的創(chuàng)新發(fā)展，提升電網數字化水平，有望為提升電力系統(tǒng)的安全性、可靠性以及經濟性做出積極貢獻。

1 傳統(tǒng)輸電巡視與檢修的基本方法

巡視與檢修是輸電運檢人員及時發(fā)現并消除威脅線路運行因素的重要手段，對于確保輸電線路的安全穩(wěn)定運行、延長設備壽命具有不可替代的作用。輸電線路承擔著遠距離、跨區(qū)域輸送電力的重任。在線路長期運行過程中，輸電設備易受自然環(huán)境、外部物理力量等多種因素的影響，導致其出現老化、劣化和發(fā)生故障。巡視與檢修成為及時發(fā)現和消除這些潛在問題的有效手段。此外，當輸電線路處在污染嚴重、鹽堿含量高的環(huán)境中，或面臨強烈的風、暴雨、雷電以及冰雹等極端惡劣天氣時，可能出現設備絕緣子破損、螺栓缺失、金具與導地線銹蝕的問題，甚至出現導線斷裂、桿塔傾倒等事故，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行構成嚴重威脅。通過巡視與檢修，可以及時發(fā)現這些設備的外部異常，防范潛在故障，保障電力系統(tǒng)的可靠性。

傳統(tǒng)策略下的輸電巡視與檢修主要依賴于人工巡視和常規(guī)維護的方式，基本方法如下。第一，人工巡視通常由輸電運檢人員按照各自負責的線路區(qū)段，駕駛車輛或沿著輸電線路通道步行開展巡視，通過目視和望遠鏡來發(fā)現線路設備上存在的缺陷和線路通道內的隱患。人工巡視一般按固定的巡視周期開展，側重于發(fā)現一些外部可見的異常，如絕緣子的破損、塔材和金具的銹蝕、線下存在高大施工機械以及距離較近的樹木等[2]。第二，在傳統(tǒng)的檢修策略中，設備通常定期開展維護，如復緊螺栓、更換超期限運行的絕緣子、清理桿塔內的雜物等。通過定期的維護，可以有效防止設備長期運行而導致機械性能和電氣性能的下降，提高設備的可靠性和壽命。第三，輸電線路設備需要定期開展登桿檢查和參數測試，包括紅外線測溫、絕緣子測零、耐張線夾X 光檢測等，從而確定設備的運行狀態(tài)，以確保設備符合規(guī)定的運行標準。

2 傳統(tǒng)輸電巡視與檢修存在的局限性

傳統(tǒng)輸電巡視與檢修方法在應對復雜、大規(guī)模的電力系統(tǒng)運維中存在一系列局限性，具體體現在以下幾個方面。

2.1 效率低下

傳統(tǒng)的人工巡視需要大量的人力投入，耗時耗力。長線路、復雜設備布局和惡劣氣候條件會降低巡視效率，如果桿塔處于山區(qū)、河道等道路不通的區(qū)域，單靠人力巡視不僅效率低下，還存在人身安全風險，難以滿足現代電力系統(tǒng)對高效運維的需求。

2.2 盲區(qū)問題

無論是人工地面巡視還是登桿檢查，通常都以自下而上的視角觀察桿塔。這種模式存在盲區(qū)，巡視人員難以全面觀察到設備狀況，從而忽略威脅線路運行的缺陷和隱患。

2.3 主觀判斷

人工巡視依賴于人的主觀判斷和經驗，缺乏統(tǒng)一的缺陷認定標準，可能存在巡視人員對于異常情況的感知不足，或者對于一些潛在問題的判斷不準確，導致漏檢或誤判。

2.4 固定周期的維護

傳統(tǒng)維護一般按照固定的時間周期開展，而不是根據設備的實際運行狀況。這種方式可能導致對一些健康狀況良好的設備進行不必要的維護，也無法及時發(fā)現設備問題。此外，運行年限相近的線路若集中進入維護期，檢修人力和物資調配會出現短缺，大大增加運維成本。

2.5 缺乏實時監(jiān)測

傳統(tǒng)的運檢模式主要依賴于定期的人工巡視和檢修，無法實時監(jiān)測設備的運行狀態(tài)，難以應對設備突發(fā)性故障，對電力輸送產生較大的影響。

2.6 數據收集和分析不足

傳統(tǒng)巡視方式對設備運行狀態(tài)感知能力較弱，缺乏人工智能分析，導致電力大數據利用效率低，無法充分利用數據中有效信息為系統(tǒng)運行方式提供支撐。

這些局限性使得傳統(tǒng)的輸電巡視與檢修策略已無法適應電力系統(tǒng)數字化的發(fā)展趨勢，也無法滿足現代電力系統(tǒng)對高效、智能、可靠運維的需求。

3 基于通信技術的輸電巡視與檢修優(yōu)化策略

3.1 無人機通信技術的應用

無人機通信技術的應用為輸電巡視與檢修注入高效、智能的元素。無人機可覆蓋大范圍的巡視區(qū)域，迅速飛越障礙物，克服傳統(tǒng)人工巡視中地形復雜、危險區(qū)域難以接近的問題。自主飛行、高機動和靈活的特性，使得無人機能夠在較短的時間內按既定巡視路線安全、全面地完成對轄區(qū)內輸電線路的巡視，大大提高巡視效率[3]。無人機通信技術在輸電線路巡檢中的通信應用如圖1 所示。

圖1 無人機技術在輸電線路巡檢中的通信應用

無人機搭載的高分辨率攝像頭和其他傳感器可以實時獲取電力設備的圖像與數據。因此，無人機巡視檢測精度更高，觀察視角更合理，能夠發(fā)現人工巡視難以發(fā)現的螺栓銷釘缺失、表面裂紋以及絕緣子破損等問題。

3.2 物聯網通信技術的引入

物聯網通信技術通過連接各類傳感器和設備，智能化監(jiān)測和實時傳輸電力設備信息。通過在輸電線路的接地極、桿塔、導地線等位置安裝可視化設備、微氣象監(jiān)測儀，或者輸電人員手持的各類傳感器，可以獲取輸電線路通道狀況、導線覆冰、實時風速等信息。輸電運檢人員通過實時監(jiān)測的信息能夠實時準確地了解設備的工作情況，有助于及時發(fā)現線路問題，從而降低突發(fā)故障的風險[4]。輸電線路巡檢中物聯網通信技術的應用如圖2 所示。

圖2 輸電線路巡檢中物聯網通信技術的應用

一方面，運維人員可以通過云平臺遠程監(jiān)視輸電系統(tǒng)的運行狀況，實時獲取設備的數據和圖像。在發(fā)現威脅線路運行的因素時，可以遠程判斷并不通知現場人員處理，提高異常處理的即時性和準確性。對于維護大規(guī)模的輸電網而言，具有顯著的效益[5]。另一方面，物聯網通信技術支持預測性維護。通過大數據分析設備數據，可以建立設備的健康模型，預測設備的壽命和可能發(fā)生的故障。

3.3 遠程通信控制技術

遠程通信控制技術充分利用通信技術建立遠程通信通道，實現對輸電設備的遠程監(jiān)控、操作和控制。該技術可以實時傳輸設備狀態(tài)數據、圖像和視頻等信息，使運維人員全時段和不受地域限制地監(jiān)測輸電網，可以遠程獲取關鍵設備的運行狀況，極大提高系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時感知能力，為迅速響應潛在問題提供有力支持。

3.4 無線傳感網技術的應用

基于通信技術的輸電巡視與檢修優(yōu)化策略在電力系統(tǒng)運維中扮演著至關重要的角色，而無線傳感網技術的廣泛應用則為這一領域注入新的活力。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大和技術水平的提升，傳統(tǒng)的輸電巡視與檢修方式已難以滿足高效、精準且及時的需求。無線傳感網技術作為通信技術的重要分支之一，通過分布在輸電線路、變電站等關鍵位置的傳感器節(jié)點，實現對電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的實時監(jiān)測和數據采集。這些傳感器節(jié)點能夠獲取如電流、電壓、溫度及濕度等關鍵參數的信息，并通過無線通信手段將數據傳輸至監(jiān)控中心，為電力系統(tǒng)的巡視與檢修提供全面的實時數據支持。這種高度智能化的監(jiān)測體系不僅能夠準確捕捉潛在故障因素，還能在事故發(fā)生前及時發(fā)出預警，從而增強輸電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的巡視與檢修方式相比，基于無線傳感網技術的輸電巡視與檢修優(yōu)化策略具有較多優(yōu)勢。

4 結 論

基于通信技術的輸電巡視與檢修策略優(yōu)化能夠極大改善傳統(tǒng)巡檢策略的不足，適應能源電力系統(tǒng)數字化發(fā)展趨勢。引入無人機通信技術使得巡視更加高效且全面，物聯網通信技術實現設備的實時監(jiān)測和遠程操作，而集成式巡檢平臺整合多種技術手段，構建智能、高效的電力系統(tǒng)管理解決方案。這些創(chuàng)新性技術的應用不僅提高巡視效率、降低事故風險，也實現對設備狀態(tài)的實時監(jiān)測、智能巡檢以及遠程操作。大數據分析和人工智能技術的結合更使得預測性維護與智能決策成為可能，進一步提升系統(tǒng)的可靠性。