输电线路智能巡检系统的设计与实践_1

输电线路智能巡检系统的设计与实践
发布时间：2022-03-09T08:11:57.741Z 来源：《新型城镇化》2022年1期作者：戴为
[导读] 输电线路作为电力系统中联络着用户和发电厂最为重要的组成部分，却一直以来都暴露在自然环境中，受着外界环境的侵蚀，给线路运维管理人员带来了极大压力。

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摘要：输电线路作为电力系统中联络着用户和发电厂最为重要的组成部分，却一直以来都暴露在自然环境中，受着外界环境的侵蚀，给线路运维管理人员带来了极大压力。

为此，研究如何利用一种新型、智能化、高效化的巡检系统来改善输电线路的运维管理工作，对保障电力系统的安全稳定运行有着十分重要的意义。

尤其是在当前中央政府大力倡导加强数字创新，重点在新基建、新技术等方面取得突破的大环境下，电网运维工作长期以来都依赖大量的人力、物力的投入，更加迫切的需要科技创新的投入。

关键词：输电线路；智能巡检系统；设计；实践
1输电线路智能巡检系统的分析
输电线路系统包含架空输电线路和电缆线路两部分，按规模总量以架空输电线路为主。

目前架空输电线路运维过程中面临的问题有自然环境的影响，包括雷击、鸟害、风害、覆冰、山火、树障等，还有面对人类活动的影响，包括外力施工、车辆运输、漂浮异物等。

面对各种难题，各个供电公司都会指定比较详细的管理制度，例如安排周期性的人工巡视、开展针对性的检测工作、定期开展检修等。

然而，很多问题也同时暴露出来：巡视人员现场责任心不强，部分杆塔未巡视到位，导致危急缺陷未发现，引起线路故障，造成供电中断；巡视人员主观判定缺陷不准确，导致需要紧急处理的缺陷记录为一般缺陷，错时了停电消缺的最好时机，导致发生重复停电，造成供电中断；巡视人员由于现场路径不熟悉，走错了杆段，记录错误信息导致缺陷遗漏；现场作业人员记录的纸质缺陷回去缺陷丢失、现场检修人员发现缺陷记录与现场不符等，各类问题频繁出现，传统的运维管理方式已不满足现阶段的运检工作，研究设计出高效可靠的管理系统显得尤为重要。

目前，国内各单位输电线路运维管理模式基本相同，部分单位将所有线路运维工作全部外委给有资质的运维公司，优点是可以让本单位人员抓好管理工作，提高运维管理效率，缺点也很明显，外单位管控水平参差不齐，人员责任心无法把控，浪费大量资金。

大多供电公司还是停留在传统的管理模式下，本单位人员直接参与线路运维巡视工作，未形成系统化管控，巡视人员和管理人员数据分离的形式，高度依赖员工责任心维持着线路平稳运行。

还有少数单位试行着部分线路无人机巡视、大量杆塔传统人工巡视记录的模式相结合，最终给管理人员汇总分析增加了极大的难度，而且容易遗漏出错，不能形成有效闭环。

2输电线路智能巡检系统的设计
2.1系统硬件
（1）数据服务器、客户端计算机。

系统运行依托于支持WindowXP及以上操作系统的数据服务器以及客户端计算机。

（2）掌上电脑(PDA)。

设备不但方便携带、易于操作，通过PDA进行具体操作，确保流程自动化，而且符合办公无纸化的标准，满足野外作业需求。

系统用户可基于输电线巡检的具体需求，配置PDA。

2.2系统软件
系统功能模块依次包括及时动态、档案管理、缺陷管理、作业管理、互动平台、基础数据、后台管理、系统维护。

（1）及时动态。

对一定时间段内巡检作业有关情况和工作计划安排做出准确显示。

（2)档案管理。

对同运行维护有关的关键资料及时上传、备份存储与查询。

（3）缺陷管理。

（4）作业管理。

关于标准化作业，具体的作业指导书范本由公司组织统一发布，达到权限级别用户能够自行进行调整修改；全部系统用户能够获取所需范本，对现场作业指导书进行有效编辑；编辑完成的现场作业指导书，通过主管部门完成严格仔细审批，方可执行实施。

（5）互动平台。

互动平台同网络论坛具有相似性，属于系统用户发布信息、寻求帮助的综合性平台。

（6）基础数据、后台管理、系统维护模块。

此部分模块应用范围以维护为主，涵盖模块更新、系统基础数据等维护，便于使用期间完成系统更新、升级与拓展。

3输电线路智能巡检系统的实践
3.1检测模块的测试和实践示例
输电专业检测工作被越来越多的公司作为日常运维工作的核心，通过检测工作的开展，越来越多的隐匿缺陷被发现，避免了发生线路故障的可能。

线路工作的检测工作主要包括红外测温、接地电阻测量、绝缘子零值测试、绝缘子盐灰密、覆冰厚度检测、在线检测等，另外还包括线路验收时的弧垂观测、杆子的倾斜观测等。

大多数检测工作的执行都是以一定的周期开展的，例如，接地电阻的检测周期为五年一轮，绝缘子的绝缘测试为十年一轮。

另外有些检测工作是根据日常运行情况来开展的，例如红外测温工作，弧垂观测等，这都需要结合查看线路运行的负荷。

所以检测工作的开展和检测数据的记录，需要稳定的载体，于是检测模块的应用就诞生了。

输电专业应用最常见的检测工作是红外测温和接地电阻测量工作。

每年在应峰度夏和迎峰度冬前，对负荷较重的线路都会开展一轮红外测温，并且通过排查出
发热设备及时安排检修，以保障线路能在负荷较大的夏、冬两季能平稳运行。

接地电阻的测量通常安排在下半年，下半年雨水较少，方便进行接地检测工作，而且数据出来后，可以及时安排项目对不合格的接地进行改造，保障次年雷雨季节能做好防雷工作。

通过移动巡检检测模块的应用，2019年输电专业完成了全部所有杆塔的接地数据采集，这是专业成立以来的第一次，也是省内行业内其他公司无法完成的，全年完成接地检测14126基，排查出1974基杆塔不合格，为次年防雷储备提供了重要依据。

2019年红外测温数据也取得成效，共采集红外成像数据1644条，发现缺陷10余条，甚至发现了部分危急缺陷，通过及时消缺避免了发生重大事故的可能。

检测模块的应用依然在深化，在19年底，我们将智能芯片引入了平台中，通过智能芯片的引入，我们可以远程自动传回大量监测数据，例如微气象、杆塔倾斜、导线震动等，极大的开拓了人工智能的新方向，为输电运维工作提供了极大的生产力。

3.2无人机巡检的测试和实践示例
巡检系统的亮点部分在于无人机巡检的应用，无人机的技术发展已经有80多年的历史，融合航空、电力、飞行控制、通信、图像识别等多个高尖技术领域。

现代无人机不仅重量轻、体积小、成本低、灵活性好，在小型化、智能化方向发展迅速。

通过搭载可见光、红外探测等设备，可进行准确高效的全方位检查，为输电线路无人机巡检提供了可靠支撑平台。

随着消费级无人机功能逐步完善，可具备自主飞行、轨迹记录等优点，飞行操作难度更小，可靠性更高。

随着可见光点云、缺陷分析等软件的开发应用，实现了无人机巡检数据的智能分析，为输电线路无人机智能巡检技术提供了广阔的应用前景。

目前用于输电线路巡检的无人机主要包括3类：固定翼无人机、小型旋翼无人机和无人直升机。

固定翼无人机的飞行速度快、续航时间长，需要审批航道、安全性不高，目前主要应用于通道巡检、应急巡检和灾情普查。

小型旋翼无人机重量轻、操控方便、稳定性强，能够定点起降和空中悬停，但其飞行速度较慢、续航时间短，非常适合进行短距离巡检，其最大劣势是载重小，仅能搭载单一、轻型的巡视设备，目前主要应用于短距离的多方位精细化巡检和故障巡检。

无人直升机能够定点起落和空中悬停，但是结构复杂、操控难度大、续航时间短。

与小型旋翼无人机相比，无人机直升机虽可搭载更多的检测设备，但是价格昂贵，一般用于中、短距离的巡检或者进行多方位精细化巡检和故障巡检。

4结束语
架空输电线路主要分布在户外，地形环境恶劣，且运维受环境、天气影响较大，在国网公司减员增效的大环境下，传统的运维模式已经无法完成目前的线路运维工作，如何推进专业化管理、精益化运维是本文的主要目的。

本文在输电线路智能巡检系统的设计上，以现有技术为基础，创新性的将GPS、4G/5G通讯、无人机拓展应用、可视化管理等技术进行有机结合，有效推动管理模式的变革，实现系统代替人管的新模式。

参考文献
[1]李倩竹,杜永永,杨阳.无人机智能巡检在输电线路中的应用与发展研究[J].四川电力技术,2020,43(03):53-56+63.。