GPS在架空輸電線路巡視中的應(yīng)用

郭九旺+魏中武+許兆帥

摘 要：輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，為保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行，必須對輸電線路進行周期性及特殊巡視，及時發(fā)現(xiàn)并消除輸電線路本體及通道下存在的缺陷及隱患。由于輸電線路尤其是高壓線路輸電走廊一般較為偏僻，地形環(huán)境、路況較為復(fù)雜，給線路的運維工作造成極大的不便。本文基于輸電線路桿塔的GPS地理坐標(biāo)，以奧維互動地圖APP為平臺，開發(fā)出適用于野外線路巡視的移動終端衛(wèi)星地圖導(dǎo)航系統(tǒng)，現(xiàn)已成功應(yīng)用于公司的輸電線路日常運維管理工作中。

關(guān)鍵詞：GPS，輸電線路巡視，軌跡記錄

0 引言

架空輸電線路是電力企業(yè)的血管命脈，其管理水平直接影響著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，關(guān)系到電力企業(yè)的經(jīng)濟效益，也影響著供電用戶的正常生產(chǎn)秩序。所以，加強對架空輸電線路的運行管理工作至關(guān)重要。線路巡檢管理是保證輸電線路及其設(shè)備安全穩(wěn)定運行的一項基礎(chǔ)工作，通過對輸電線路的巡視檢查來掌握線路運行狀況及周圍環(huán)境的變化，及時發(fā)現(xiàn)及消除設(shè)備缺陷和隱患，從而預(yù)防事故的發(fā)生，有效提高輸電線路運行可靠性[1]。

隨著電網(wǎng)建設(shè)的擴大，現(xiàn)階段輸電線路縱橫交錯，電力網(wǎng)已變得越來越復(fù)雜，這就對輸電線路巡視提出了新的挑戰(zhàn)。而衛(wèi)星導(dǎo)航等新技術(shù)的發(fā)展又帶來了新的機遇，GPS導(dǎo)航的定位精度相比以前有了很大的提高，甚至可以分辨出山路、林間小路，完全可以滿足日常導(dǎo)航的需要。這些技術(shù)的發(fā)展為移動終端衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)成功應(yīng)用于輸電線路巡視工作中成為可能。

1 架空輸電線路的特點及運行維護現(xiàn)狀

1.1 架空輸電線路的特點

架空輸電線路是將輸電導(dǎo)線用絕緣子和金具架設(shè)在桿塔上，使得導(dǎo)線對地面和建筑物保持一定的距離。架空線路建設(shè)成本低，施工周期短，易于檢修維護，因此，架空線路輸電是電力工業(yè)發(fā)展以來所采用的主要輸電方式。其具有以下特點[2]：

1）地理分布廣泛。架空線路連接著發(fā)電廠與千家萬戶，是電能傳輸?shù)耐ǖ溃椴即蠼媳薄?/p>

2）地形交通條件復(fù)雜。高壓線路尤其是特高壓線路輸送距離遠，走廊面積大，為節(jié)約的成本，經(jīng)常需要跨越高山、河流等人跡罕至，交通條件極為不變的區(qū)域。

3）運行維護要求高。高壓、特高壓線路輸送容量大、距離遠，一旦發(fā)生故障將影響大片地區(qū)的電能質(zhì)量甚至造成大面積的停電事故。因此，必須加強對高壓線路的運行維護，保證用戶的用電安全。

4）隱患多發(fā)。架空線及桿塔路常年暴露在室外，承受著不同地域的氣候變化和自然損壞，如雷電、鳥害、雨雪、銹蝕等。另外，來自現(xiàn)實人為破壞力度也不可小覷，如工程建設(shè)、違章植樹等，都給輸電線路的安全運行帶來隱患。

1.2 架空輸電線路的運行維護現(xiàn)狀

輸電線路的運行維護是國家電網(wǎng)公司的核心業(yè)務(wù)之一，巡視人員通過對線路巡視檢查了解輸電線路的運行狀況，查找輸電設(shè)備存在的缺陷和隱患，并及時消除缺陷和隱患，以保證線路的安全穩(wěn)定運行。

目前，輸電線路的巡視仍主要以人工巡視為主，要求巡視人員對線路桿塔、通道及其周邊環(huán)境和交通地形條件十分熟悉，主要依賴巡視人員積累的工作經(jīng)驗。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，對巡視人員的要求越來越高，野外巡線容易迷路甚至發(fā)生危險。對于新進員工，熟悉線路至少要數(shù)年時間，不利于年輕人的培養(yǎng)。另外，對于巡線人員的巡視質(zhì)量無法進行監(jiān)督，巡線的工作量也無法進行量化統(tǒng)計。因此，亟需開發(fā)一種導(dǎo)航軟件，輔助巡線人員的巡線工作及巡線生產(chǎn)管理[3]。

2 奧維互動地圖簡介

奧維互動地圖瀏覽器是由北京元生華網(wǎng)公司開發(fā)的基于Google API、Baidu API、Sogou API的跨平臺地圖瀏覽器，支持iOS、Android、Windows、WindowsPhone、Web五大平臺，集多種知名地圖與一體，擁有強大的設(shè)計功能與地理信息展現(xiàn)技術(shù)，可滿足各行各業(yè)地理信息規(guī)劃的需求，具有線路搜索，交互式語音導(dǎo)航，位置分享及位置跟隨、記錄，軌跡記錄、分享、發(fā)布，離線地圖數(shù)據(jù)管理，導(dǎo)入導(dǎo)出標(biāo)記等功能，目前已較多的應(yīng)用于野外勘探、小區(qū)規(guī)劃、移動公司基站維護、電力公司前期規(guī)劃、路政設(shè)施、高速公路實施放樣、森林防火、野外救援、驢友探險等諸多領(lǐng)域。

3 奧維互動地圖的輸電線路巡線中的應(yīng)用

3.1 輸電線路GPS坐標(biāo)的采集與KML文件的制作

輸電線路在地圖上以桿塔坐標(biāo)點用直線連接的方式表示，因此，需要采集線路桿塔的GPS坐標(biāo)信息。在國家電網(wǎng)公司線路設(shè)備臺賬中，包含了桿塔的坐標(biāo)信息，但由于線路的技術(shù)改造或其他技術(shù)原因，系統(tǒng)中的桿塔坐標(biāo)信息可能與桿塔的實際位置不符，需要在實際巡線的過程中利用手持GPS設(shè)備對桿塔坐標(biāo)信息及時的更新。

在獲取桿塔的地理坐標(biāo)之后，需要將其制作成奧維地圖瀏覽器可讀取的數(shù)據(jù)形式，KML文件就是一種在Google地圖瀏覽器中用于地理數(shù)據(jù)交換的文件形式。它基于XML，并定義了一些TAG用于規(guī)定地理數(shù)據(jù)的顯示方式，可用于描述地點、路徑等地理特征。以線路名稱及桿塔編號命名對應(yīng)的坐標(biāo)點，分別制作各條輸電線路的KML文件。

3.2 離線地圖下載與KML文件的導(dǎo)入

隨著GPS導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，不僅定位精度、實時性有了極大的提高，利用衛(wèi)星地圖還可以直觀的看到目標(biāo)點的周邊環(huán)境，甚至可以分辨出林間小路。但隨之而來的將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)流量，奧維互動地圖提供了可供離線下載的多層次的衛(wèi)星地圖，可以大大減少導(dǎo)航過程中消耗的數(shù)據(jù)流量。衛(wèi)星地圖模式，在數(shù)據(jù)管理中導(dǎo)入已經(jīng)制作的線路的KML文件，即可在地圖中直觀地顯示輸電線路的走向、桿塔的位置以及線路周邊的地形地貌及交通條件等信息，如圖1所示。

4 應(yīng)用分析

國網(wǎng)蕪湖供電公司運檢部輸電運檢室主要負責(zé)轄區(qū)內(nèi)110kV及以上線路的允許維護工作，線路全長近2000千米。由于轄區(qū)內(nèi)河流湖泊眾多，給線路巡視工作帶來很大難度。將本文的研究成果應(yīng)用于輸電線路巡視工作中，可以大大提高巡視效率，主要功能包括：

1）線路周邊環(huán)境的查看與路徑選擇。由于線路經(jīng)常跨越河流湖泊，需要繞行，對于對線路環(huán)境不夠熟悉的巡視人員，采用谷歌衛(wèi)星地圖可以清晰直觀選擇最優(yōu)的巡視路徑，提高巡視效率。

2）路徑導(dǎo)航。可以直接以線路桿塔為目的地進行導(dǎo)航，更加方便快捷的對線路存在的故障、隱患點進行管控處理。

3）路徑存儲與共享。奧維互動地圖還提供了軌跡記錄與共享功能，線路巡視人員可以在巡視線路的同時，記錄自己的巡視路徑，并可以與好友分享，如圖2所示。其不僅可以作為巡線的憑證，用于監(jiān)督巡線人員的工作完成質(zhì)量，提高線路運維管理水平，同時也為新進員工獨立巡線提供參考，幫助其更快更好的熟悉線路。

5 總結(jié)

目前，本文的研究成果已成功應(yīng)用于國網(wǎng)蕪湖供電公司的輸電線路運維管理中。其提供的路線查看、路徑導(dǎo)航、軌跡記錄與保存功能大大提高了線路的巡視效率，有利于新員工更快更好的熟悉線路。同時，也為輸電線路巡視的監(jiān)督管理提供了一種有效的方法。