輸電線路走廊樹障清理相關技術分析

董明

輸電線路走廊樹障清理相關技術分析

董明

（海南電網有限責任公司海口供電局，海南 海口 570102）

在輸電管理工作中，輸電線路的運維工作至關重要。主要根據多年的工作經驗，對當前輸電線路通道中樹障清理期間所采用的技術進行詳細研究，在確保輸電線路能夠安全、穩定運行的同時，利用科學的清理方式方法及技術以確保運維人員的人身安全。

輸電線路；輸電運維；樹障清理；樹線矛盾

電力是經濟發展的重要物質基礎，隨著中國經濟的快速發展，中國電網也迎來了前所未有的發展機遇，輸電網是電力傳輸的主網架，在輸電線路的運行維護中，樹線矛盾一直是嚴重威脅電力線路安全穩定運行一個重要問題，所以一定要做好電力線路樹障的清理工作，而這同時也是電網運維一項主要的日常工作。

1 輸電線路走廊樹障在線監測

1.1 輸電線路走廊樹障測距技術

1.1.1 導線激光測距

激光測距主要是使用激光來給目標距離采取精準的測定。激光測距實驗則是利用激光來給線樹距離做測量工作。

原理為把高度同向性脈沖激光束射向擺放到角反射鏡中，然后根據接收的時間來確定距離。在采用激光測距儀的過程中，要往目標位置投設細微的激光測距儀光，然后讓光電元件去收集目標反射的激光束，計時裝置測定激光束在進行發射到接受的整個過程中，能夠掌握觀測人員和目標間的距離。

1.1.2 超聲波測距

主要原理為在超聲波發射裝置放射超聲波，其主要是依靠接收器獲取超聲波過程中所形成的時間差，超聲波發射器在往其中一方位投射超聲波的一剎那進行計時，此時空氣能夠作為超聲波傳送的載體，在此過程中如果遇到障礙物的話就能夠馬上返回，超聲波接收器在接受反射波后就要馬上結束計時。在監測樹障的過程中，可以在無人機中搭設超聲波測距裝置，這樣就能夠達到理想的測量效果。超聲波測距屬于非接觸測量中比較重要的一個方式，在諸多的領域中都得到了普遍的使用。

1.1.3 機載激光雷達智能測距

激光雷達主要是通過三維建模而來的，利用掃描的方式能夠精準地對電網線路導線進行定位，并創建設備與設備附近的模型，此外還要對線路和樹木之間所具有的距離進行測量，同時也要檢測線路和樹木的間距。由于視角的關系，肉眼可見觀望到的最高樹木并非是最高的。目前利用激光雷達掃描的方法，可以以立體的形式展現出樹障附近的情況，并且還可以利用三維建模的方式來讓系統確定最高的樹和導線之間的距離，從而便能夠確保測量的準確性，而且還可以將誤差控制在厘米范圍。此外，多旋翼無人機搭設激光雷達能夠展現出線路附近的三維環境，這等于是創建了有關線路的高精度電子沙盤，這樣一來就能夠為工作者創建隱患防治方案提供合理的參考依據。激光雷達智能測距輸電線路樹障一共要經歷以下階段：分別是數據收集、數據整理，對結論進行研究。

1.1.4 傾斜攝影測距

傾斜攝影技術在這些年得到了廣泛的使用，并且屬于攝影測量領域的全新技術，其不但可以全面地體現出地物的實際狀況，準確地獲得物方紋理信息，而且還能夠利用全新的定位、建模等技術來制作成三維模型。在相同的飛行平臺中搭設兩臺以上的傳感器，并在各種角度下收集影像，以得到與地面物體有關的信息。如果以垂直角度來進行拍攝的話，所得到的影像就被叫做正片，如果鏡頭位于上方并和地面構成適度夾角的話，那么所得到的影像就屬于斜片。把傾斜攝影技術使用到無人機當中，其實就是一次制作三維模型的過程，不過效果會更加的逼真，能夠滿足實際要求。只需要進行一次飛行，就可以得到各種視角的影像，而且還可以使用電腦軟件來進行紋理自動貼圖。整體來講，和過去所使用的技術比較能夠發現，傾斜攝影技術精準性較高，性價比也比價合理，所以得到了普遍的使用。

1.2 電力走廊數據處理分析

1.2.1 電運分類數據處理技術

對收集的原始數據事先做好預處理，而在激光點云方面，則要根據三維激光掃描數據來分類，在給激光點云做好大地定向后，再使用激光分類工具給地面的激光點做好分類，并進行正確的辨別，從中獲取到高準確性的線路導線、樹木、跨越、建筑的激光點云，而且還要應用分好類的地面激光點云來制作數字高程模型。而對于一些非地面激光點云，例如線路導線、樹木等，則可以依據影像數據來做三維可視化高程渲染，然后根據處理的結果對數字高程模型、數字正射影像進行配準疊置，并為它們結合相符的坐標，同時還要根據矢量化地圖來分配矢量數據，對三維空間數據進行標記，創建邏輯關系，構成導線、桿塔、建筑的分類對象空間，此外還要完成對輸電線路走廊三維柱子模型的創建工作，這樣就可以掌握收集期間輸電線路走廊三維空間的狀況，其中主要有走廊地形、導線弧垂、桿塔等線路設備的運維信息。

1.2.2 Zigbee+Wi-Fi+3G/4G混合通信組網技術

從技術層面進行分析，成本不高的混合組網是當前最為理想的高空通信方案。用Zigbee+Wi-Fi+3G/4G混合無線通信技術，來把測距、線路走廊內視頻等相關數據輸送進后臺，此類組網形式具有很強的適應性。采用Zigbee無線通信的形式，可以讓測距傳感器和檢測主機間順利地進行通信。此混合組網的通信形式可以對信號弱的區域、難以巡線區域的線路走廊內的樹障隱患進行全程監控。

2 創建樹障隱患預警系統

2.1 創建輸電線路通道樹障隱患信息庫

創建能夠方便管理的輸電線路通道樹障隱患信息庫，對所在地的輸電線路內樹障的關鍵信息做好記錄工作，其中主要包括收集樹種、樹齡、樹高、生長速率、地區氣候等方面的信息，這樣一來就可以掌握樹障隱患的分布情況和主要的特征。輸電線路走廊樹障隱患動態及預警分析系統如圖1 所示。

圖1 輸電線路走廊樹障隱患動態及預警分析系統

2.2 創建樹高生長預測模型

對植物的成長情況建立相關的模型，并掌握好使用情況，同時還要分析植物生長的趨勢，這樣就可以對樹障隱患做好管理，并要適當地對樹種做好處理，以及改進輸電線路的搭設情況。在對模型的不確定性進行評估的過程中，主要采用的是貝葉斯估算法，這樣就可以提升樹高生長模型參數估測的準確性，此方法特別適合用到輸電線路通道樹木的樹高模擬當中。

其中，貝葉斯法是以貝葉斯定理為基礎所研發出來的，主要的作用在于闡明和解決統計問題。完善的貝葉斯分析主要包含數據研究、創建概率模型、效應函數的假設等。貝葉斯的使用方式把并不了解的參數的先驗信息和樣本信息融合到一起，然后利用貝葉斯定理來獲取后驗信息，把這些信息用來預測參數的分布情況。

令=（1，2，3，…）為數據向量，=（1，2，3，…）為參數向量，貝葉斯基本方程為：

（，）=（θ）（）=（）（） （1）

式（1）中：為概率分布函數。

對于參數，在以往所采用的算法中，能夠使用最下二乘法來計算；在貝葉斯法中利用概率分布來表達的不確定性，這樣就可以對進行估算。通過貝葉斯條件的概率，的條件概率分布情況為（）=（）（）（），而如果是連續型，則（）=[（）]=p（）p（）（）。

在貝葉斯法當中，給定樣本中的的條件概率分布情況為（），這就為參數的后驗信息，（）則為給定下的似然函數，（）則為的先驗信息。

利用上面的方式，來給各樹種樹障創建相符的高度生產模型，最后就可以創建出輸電線路通道數據高度生長模型 列表。

3 結束語

輸電線路的樹障難題始終影響著電力企業，因此，得到了相關工作者的高度重視，并加大了對其的研究力度，也制定出了相應的解決措施。其中，全新技術的使用能夠更好地改善傳統技術的局限性，從而為電力線路建立安全、可靠的運行環境。但單一的清障措施難免需要非常多的人力、物力，同時錯誤的清理方法也嚴重威脅著線路運維人員的人身安全，在不同的線路位置及不同的生態環境下，一定要運用多種措施及方法，全面展現出各種清理方法及工器具的優勢，并要把組織工作、清理工具、技術使用合理地融合到一起，這樣就可以節省樹障清理的人力和物力，確保輸電線路走廊樹障清理的效果，保障線路樹障清理人員的人身安全，為電網運維打造一個可靠的“安全通道”。

TM75

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.02.057

2095－6835（2020）02－0139－02

〔編輯：張思楠〕