输电线路智能巡检系统的设计与实现

输电线路智能巡检系统的设计与实现
摘要:随着经济和电力行业的快速发展，输电线路安全稳定运行是电力系统中及
其重要的一环，为确保输电线路安全稳定运行，电力公司定期开展输电线路的巡
检工作，包括:人工巡线、输电线路的常规检修、缺陷消除及定期开展的各项检测;输电线路新投运或迁改工程的现场安全生产监督管控、工程验收等内容。

巡检的
目的是及时掌握设备的运行状况和周围环境的变化，发现设备存在的缺陷和安全
隐患并及时进行修复。

目前电力公司的输电设备跨距长、数量多、分布范围广，
并且逐年倍数增加，然而在巡检过程中，巡检人员仍采用纸质记录信息，缺乏有
效的信息化手段，导致巡检效率较低。

除此之外，在输电巡检工作中，也会出现
巡检人员工作不全面、不到位的情况，使得管理人员难以及时、准确、全面地了
解巡检状况，及时做出合理的决策。

关键词:输电线路;巡检系统;设计;应用
引言
我国输电线路覆盖范围广、距离长，但输电线路在线监测及巡检的信息并不
全面与可靠，存在与变电站信息不对称的问题，造成智能电网安全可靠运行的非
均衡性。

当前泛在电力物联网的发展，为输电线路巡检技术提供新的研究与应用
方向。

提出了基于泛在物联的输电线路智能巡检系统的基本框架，根据其系统组
成和功能需求，重点分析了主要的关键技术，包括输电线路取能技术、全自主导
航无人机巡检技术、巡检数据泛在物联通信技术、巡检图像目标检测与智能故障
辨识技术。

有效综合多个技术领域的输电线路智能巡检系统，可创造更高的经济
效益和社会效益，具有重要的工程应用价值。

1输电线路巡视内容阐述
巡检工作内容具体包括对线路本体、附属设施、电力设备、所处环境的检查
与巡视，明确掌握巡查范围内输电线路的具体运行情况，对输电线路运行期间存
在的故障问题第一时间发现并上报，为线路的稳定可靠运行提供保障。

现阶段输
电线路巡查作业开展，具体包括故障巡视、正常巡视以及特殊巡视3种方式，在
以往工作期间，无论开展哪种类型巡视，所采用的模式均为人工地面巡查，只有
在突发特殊情况时，才会出现人员灯塔巡视的情况，此巡查模式的应用无法发挥
出巡检工作的最大作用与功能。

传统人工巡检方式的应用，无法与现阶段不同运
行状况线路的不同巡视要求相契合，影响到巡检工作开展有效性，无法帮助电力
企业精确且及时的获取输电线路的具体运行状态与情况，不仅造成人力资源的浪费，甚至对输电线路的稳定、安全运行产生影响。

2输电线路巡检现状
近年来，随着移动通信、物联网技术和无线通信技术的不断发展以及巡检工
作需求增多，出现了一系列基于GPS(GlobalPositioningSystem)技术和ＲFID(ＲadioFrequencyIdentification)技术的电力设备巡检系统，巡检人员利用移动终端
PDA(PersonalDigitalAssistant)读取电力设备上的电子标签以获得相应数据，再将巡
检数据通过无线通信网络传输到PC端的后台管理系统。

这类系统与人工纸质巡
检方式相比，工作效率有了很大的提高，但流程繁杂，不满足国网信息安全规定，在使用过程中逐渐被淘汰。

随着智能手机、平板电脑以及智能手表等一系列移动
智能终端普及率越来越高，将智能移动终端带入到电力设备巡检工作中不仅能大
大提高巡检工作的效率，也为电力系统输电巡检提供了机遇。

现阶段移动网络基
础设施建设的不断推进，在云计算、物联网等技术支撑下，移动互联网在电力行
业的应用潜力得到有效激发，各专业领域的移动作业系统在现场应用中发挥作用
突出，因此，本文结合现有的信息化技术，依据现有的巡检模式，设计开发了一
种输电线路智能巡检系统，满足输电巡检的各项工作内容，不仅能大大提高巡检
工作的效率，更能扩大智能巡检在各电力企业中的普及率和覆盖率，从而保证电
力系统的安全稳定。

3输电线路智能巡检系统的设计
3.1巡检数据泛在物联通信技术
输电线路的数据传输一般采用无线公网和电力无线专网两种通信网。

目前，
无线公网常采用GPRS通信方式，但存在传输速率低(理论最大带宽为114kb/s)、
覆盖范围受限、流量费用高等问题；230MHz的电力无线专网虽然可提供安全、
可靠的数据传输通道，但需建立专用基站，运维成本较高。

在复杂的现场环境中，单一的通信网技术在功耗控制、传输距离、组网灵活性等方面无法满足业务需求。

目前，针对输电线路上各类传感器的网络节点组网规则不统一、数据类型不统一
等问题，构建“无线传感网+光纤通信网”的链状组网，实现网络中传输的数据有效管理和分配。

监测设备采集的普通数据(如微气象、应力、舞动、覆冰等)可通过
低功耗无线传感网与就近的汇聚点或接入点连接，汇聚节点、接入点间采用光纤
通信网进行链状多跳组网，最终通过接入节点对接至网络层;而采集的图像、视频
数据直接在杆塔光纤接续处接入光纤通信网。

3.2可见光遥感
可见光遥感巡检即利用稳像仪、相机等可见光采集设备，检查肉眼可见的电
力设备特征性质变化，其设备要求简单，检测缺陷范围广，被大量应用于无人机
线路巡检中．由于无人机性能特性差异，旋翼无人机与固定翼无人机在搭载可见
光遥感时，工作模式及侧重点有明显差异．旋翼无人机通常被用来代替传统的人
工巡检方式，由飞手在巡查地点附近升空，利用搭载的可见光影像采集设备进行
巡查，其重点监测对象为架空线路本体，包括导地线、绝缘子、金具、杆塔等，
以及作业点附近的线路通道异常情况和缺陷隐患．固定翼无人机通常由固定机场
或临时搭建的起飞点升空，沿架空线路或既定航线飞行，对线路进行连续拍照并
拼接形成通道全景图或视频录像，其重点监测对象为线路通道、周边环境、沿线
交叉跨越等宏观情况，兼顾较为明显的设备缺陷，如杆塔倒伏、断线等。

4输电线路智能巡检系统的实现
1)移动端APP。

定制终端的性能需满足系统稳定运行，并且符合电网企业的
安全管理规定。

作业人员分配固定的账号，进入APP中进行操作，辅助进行输电
线路的各项巡检作业。

只有定制的终端和指定的用户两项条件同时满足时，作业
人员才能使用移动APP。

移动端APP涵盖输电巡视、检测、检修、工程验收管理、项目管理、缺陷隐患管理等各项基本业务功能，可在现场替代作业指导书和现场
记录，使用方便。

2)服务端后台系统。

采用WEB页面展示，可实现输电移动作业
各项工作开展情况的实时统计，可在服务端派发各种工作任务，并按需导出各类
作业记录文件，提高了输电一体化管理的效率。

整个系统实现了数据快速采集、
标准作业卡内置、缺陷统计分析、数据管理、作业流程管理、GPS导航、语音提示、电子文件导出、巡检记录“一键上传”、历史数据快速查询等功能。

结语
巡检数据智能处理是当前电力无人机巡检工作中较为急迫的需求，也是无人
机全自主巡检的关键技术，如机器视觉辅助定位的巡检图像采集、融合机器视觉
或激光雷达的多传感无人机定位导航等．得益于近年来人工智能技术的崛起，机
器视觉，特别是图像处理领域发展迅速，电力无人机巡检图像数据处理领域取得了一定的研究成果，数次技术验证工作展示了其广阔的应用前景。

参考文献
［1］吴浩鹏，计蕴容，李刚．基于移动终端的电力设备智能巡检系统设计［J］．计算机时代，2016(5):55－58．
［2］吕文红，田昌英．基于GPS和ＲFID技术的智能巡检系统［J］．电子设计工程，2012，20(2):97－99+103．。