復雜地形條件下的輸電線路巡檢模式探討

蔡敏 盧萍 馬建國 尹洪 劉姜 張楚謙

【摘要】隨著電力建設的迅速發展，電網的規模不斷的在擴大，高壓遠距離架空輸電線路的數量在日益增多，在地形偏遠、復雜地區的電網建設、輸變電線路維護工作也日益增多，然而地區偏遠、地形復雜的地區由于各種條件限制，時常發生線路故障，需要對線路工況進行必要的檢查和觀察，本文以復雜地形地區的線路巡檢為例，探討復雜地形地區的線路巡檢的工作模式。

【關鍵詞】復雜地形;輸電線路;巡檢模式;探討

線路巡檢工作是輸電線路專業管理的重要組成成分，在偏遠的山區或者無人區因4G 網絡覆蓋不全等限制，常采用人力巡查的模式，效率低下，工作質量也明顯受影響，不利于線路的運行狀況的運行環境的及時反饋，研究新的工作模式提高線路巡檢的效率，降低人工和成本是目前地形復雜地區線路巡檢工作的重點。

一、巡檢工作存在的困難

（一）地形復雜帶來的交通不便

以湖北地區某500kV線路為例，全線共設237基桿塔，總長度為99.47km，全線三分之一的地形為山區，其余區段的地形均為平原，線路分布的區域地形十分復雜，一定程度上導致了線路地面行車困難，交通不便，給該地區的輸電線路運維檢修工作帶來阻礙。

（二）地勢險要使得施工建設困難重重

500kV線路175#～223# ，所有的鐵塔都設置在崎嶇的山區，且多位于山區的山頂或者半山腰的位置，地勢陡峭，坡度較大，最大的坡度處，山腳的坡面可以和地面的夾角呈70度，地勢陡峭使得登山都極為困難，更別說在施工建設時期[1]。此外，該山區是以大量的碎石自然堆砌而成，碎石堆砌不牢靠，隨時都有可能會自然滑落，這更加大了巡檢工作人員上下山的危險，而且在施工建設時期，需要塔材、傳輸施工機具時更是操作困難，影響該地的線路巡檢的工程建設，阻礙當地線路巡檢工作的開展，造成惡性循環。

（三）多變的天氣使得通訊不暢

湖北地處亞熱帶，典型的季風區內。全省除高山地區外，大部分為亞熱帶季風性濕潤氣候，光能充足，熱量豐富，無霜期長，降水充沛，雨熱同季，自然災害發生頻次較高，嚴重影響電網安全運行。2008年冰災致使電力線路導地線、桿塔等覆冰嚴重過載，大量線路斷線、桿塔塌陷，湖北地區500kV線路共發生斷線21次，極端低溫雨雪冰凍天氣下，常常會出現封山、封路的情況，不僅會影響當地的出行活動，對通訊也會造成嚴重的影響，更是加重當地線路巡檢的困難。

二、巡檢模式探析

線路巡檢工作是輸電線路專業管理的重要組成成分，地形復雜的地區線路巡檢面臨著諸多的困難，如上文所分析的交通不便、通訊不暢、施工建設困難重重等問題都是地形復雜的地線路巡檢面臨的重要的問題，對當地的輸電線路專業管理工作的開展具有重要的意義，研究有效的巡檢模式也是當地的輸電線路專業管理工作的順利開展的重要保障[2]。

（一）采用數字化在線監測系統

數字化在線監測系統能有效的利用雷電定位系統等數字化技術，對雷電的發生情況進行實時的監測，如雷電定位系統能在線的監視雷電的活動，準確的統計出雷電的分布狀況，根據監測到的數據對雷電的發展趨勢進行正確的預測，并提供處理雷害故障所需要的數據的相關的信息。此外，雷電定位監測系統還能快捷的查詢雷電的分布地點，為電力的生產和運行、規劃設計、防雷保護措施提供有效的服務，實現降低雷擊事故的發生幾率，減少雷電災害造成的影響，保障人們的財產安全和生命安全[3]。在地面落雷密度大，經常發生自然災害如冰雪、大風、洪水等自然災害的地區實施數字化在線監測系統則能有效的降低自然災害帶來的負面影響，為線路巡檢工作提供方便。如2014年，在伴有雷電的強降雨天氣，新疆哈密白山泉區域110 kV 的疆白線發生了跳閘事故，而當時國網哈密供電公司就利用了雷電定位系統對數據進行及時的分析，準確的發現強雷電流回擊的位置，使得巡檢的工作人員將巡檢的工作重點放置在該處，迅速的找到了故障點，為線路的迅速恢復正常提供了保障。

（二）采用直升機巡視的模式

架空輸電線路因長期裸露在自然環境中，是電力安全生產的薄弱環節，因此定期進行巡視是保障電網安全生產的必要手段，但由于其分布地區大多地形復雜、環境惡劣，日常巡檢時運維人員及車輛難以抵達，導致巡視難度大、效率低、準確性差。由于直升機可以從空中觀察輸電線路及周邊環境，具有觀測立體化、巡視速度快、地域全適應等優勢，直升機巡檢技術為復雜地形地區的巡檢模式帶來了創新，我國在很早的時候就有過直升機巡檢復雜地形線路的構想，隨著直升機巡檢方式的投入，直升機巡檢的模式在線路巡檢中運用得越來越廣泛，為線路巡巡檢帶來極大的方便。直升機線路巡檢的方式可以采用紅外巡視和可見光巡視，紅外巡視是指利用機載的熱像成像巡線設備發現線路上發熱類型的缺陷。而目測巡檢方式則是在直升機上通過望遠鏡觀測或者直接肉眼的形式對線路巡檢，極大的方便了工作人員，為線路巡檢工作帶來便利。

（三）采用無人機巡視

采用無人機的巡視模式能在一定程度上無視地形復雜帶來的阻礙，降低地形對線路巡檢工作造成的困擾。無人機的巡檢模式具有巡視范圍全面、巡檢的范圍寬闊的優點，且無人機的巡檢模式還能攜帶大量的檢測設備，如紅外熱成像儀、高穩定望遠鏡等高端的檢測設備，能通過這些設備準確的判斷出當地線路的通道、金具等存在缺陷，方便缺陷維修工作的早期開展，讓線路及時恢復正常[4]。此外，無人機的巡檢模式巡檢的速度和人工的巡檢速度比起來還更具有優勢，其速度不受當地的地形影響。其巡檢工作能在空中完成，并能在當天就做出對巡視信息的反饋，巡視的效率明顯提高，能有效的減少工作人員的勞動強度的同時保證管理人員及時的掌握電網設備的實際工作運行情況[5]。且無人機巡檢模式還具有數據儲存方便的優勢，還能一邊記錄數據，一邊對數據進行處理和分析。最后，利用無人機的巡檢模式還能最大程度的保障工作人員的生命安全，降低工作人員在巡檢過程中面臨的威脅的幾率。

（四）采用區域化值班管理模式

本研究研究對額管轄線路位置偏遠，和輸電工區距離較遠，為巡檢工作的工作時間、反應時間、工作人員的工作強度增加困難，因此，在線路的巡檢工作模式中應該采用區域化值班管理模式[6]。建立輸電保線站對線路突發狀況的解決具有重要的意義，能減少巡檢路程上發生意外的幾率，同時極大的節約巡檢的路程，縮短故障反饋的時間，以某地區線路為例，在采用了區域化的值班管理模式后，電壓線路故障跳閘率明顯降低，如表1。

（五）外委專業化檢修隊伍參與檢修

本研究線路分布的地形不僅復雜，還具有地域寬廣的特點，線路較長，總長已超過1400 km，且所處的地理環境也較差，檢修的任務也較多，全靠一個班組完成所有線路的巡檢工作，工作人員承擔的任務量極大，會很難保證線路的巡檢的質量，也難以保證線路可靠、安全的運行，因此，借助外委專業化檢修隊伍的工作模式具有重要的意義，能及時的發現線路存在的缺陷，并給予及時的處理。

三、總結

地形復雜地區的線路巡檢工作常面臨交通不便、通訊不暢、施工建設困難重重等問題，對當地的線路巡檢工作的開展帶來嚴重的負面影響。而線路巡檢工作對當地的電力建設的發展具有重要的意義，本文根據復雜地形的實際情況，結合日常的工作經驗，為地形復雜地區的線路巡檢工作模式提出幾個建議，認為在地形復雜地區，可開展外委專業化檢修隊伍參與檢修、區域化值班管理模式、直升機無人機巡視、數字化在線監測系統檢測等模式。

參考文獻：

[1]陸繼翔，徐弘升，楊志宏，等.基于遷移學習的小樣本輸電線路巡檢圖像處理方法[J].全球能源互聯網，2019，2（04）：409-415.

[2]鄭賢龍，汪旭旭，葉鵬濤.輸電線路無人機巡檢技術應用現狀及相關問題分析[J]. 電氣開關， 2018，26（3）：92-94.

[3]阮峻，陶雄俊，韋新科，等. 基于固定翼無人機激光雷達點云數據的輸電線路三維建模與樹障分析[J]. 南方能源建設， 2019，6（01）：120-124.

[4]戚銀城，江愛雪，趙振兵，等.基于改進SSD模型的輸電線路巡檢圖像金具檢測方法[J].電測與儀表：2019.10（49）：1-7

[5]劉貞瑤，高方玉，姜海波，等.輸電線路智能巡檢機器人系統的研制及應用[J].電力信息與通信技術，2019，17（08）：57-62.

[6]劉志穎，繆希仁，江灝，等.電力架空線路巡檢可見光圖像智能處理研究綜述[J].電網技術：2019，03（49）1-14