信息化輸電線路巡檢管理系統的優化應用研究

國網江蘇省電力公司南京供電公司 周雨奇 荊 彧

隨著我國經濟的快速發展，電力技術不斷完善，供電的可靠性不斷提高，電網的輸送能力也大大增強，此時輸電線路巡查就顯得尤為重要。較于傳統的線路巡視方法，信息化輸電線路巡檢優化系統對線路巡視以及數據的處理、設備的大小和使用等方面都有較大的提升。結合當前的信息化技術，我國技術人員開發了多種線路巡視系統：GPS 巡檢系統、直升機巡檢系統、無人駕駛直升機巡檢系統、智能機器人巡檢系統等等，應用于實際巡檢過程中，都達到了很好的效果。

1 傳統線路巡視的缺點

在修建高壓輸電線路時，建造場地常常處于較為偏遠的地區，例如鄉間田野等等，具有交通不便、環境惡劣的特點。因此，以前建造輸電線路時主要利用人力來完成，利用機械化方法建造的不多[1]。但隨著我國經濟的快速發展，電力系統隨之發展飛快，施工過程機械化成分日益提高，并建立了信息化輸電線路巡檢管理系統。但此系統還存在一些問題，以下將對其進行具體分析。

1.1 線路巡視方式落后

之前，線路巡視大都采用人工巡視，并用手寫對巡視情況進行記錄，這種巡視方式有很大的不足之處。首先，人工巡視時，可能會由于天氣等不良原因，造成巡視數據的丟失以及損壞，而且對巡檢人員自身的安全也沒有極好的保障。其次，巡檢人員對于工作的積極性、狀態等等不能進行有效監督。此外，巡視工作需要巡檢人員對周圍環境、路線和記錄方式等較為熟悉，所以巡檢人員一般工作時間都很長。而巡檢人員經過長時間的巡視，再次面對復雜和繁瑣的巡檢工作，積極性難免會降低，從而導致巡檢管理的效率降低。

1.2 巡檢人員掌握相關技術較少

傳統的輸電線路巡檢人員采用手工紙質進行記錄，然后再對數據進行統計。這種記錄方式對巡檢人員的技術要求不高，所以大部分的巡檢人員都存在相關專業技術掌握不強，不太熟悉信息化的管理系統的問題。同時，相較于現在，之前的巡檢人員只負責記錄，對數據進行簡單處理。但是在巡視過程中電線路出現的問題，不能及時的進行維修處理[2]，降低了巡檢的質量。為了電網向更大規模發展，滿足當代電力的需求，巡檢人員需要掌握更多的技術相關知識，加強日常的學習與指導，以確保輸電線路可以達到目標需求。

1.3 設備質量相對較低

傳統的線路巡視的設備性能較低，尤其會出現工作壓力大時線路發生故障的問題。而且在惡劣情況中，例如低溫或者高溫時輸電線路容易損壞，不能適用于更廣泛的地區。

1.4 巡查結果及時性差

傳統的輸電線路巡查采用人工巡查的方式，導致不能及時掌握輸電線路中存在的隱患。而很多重大事故的發生大都與線路隱患得不到及時解決，或者解決的不徹底有關。同時缺少相關軟件設施來檢測并跟蹤記錄隱患，導致輸電線路以及硬件設施等等存在的隱患不能進行有效記錄。

1.5 數據的準確性和效率低

傳統的輸電線路使用手寫的方式記錄檢測、巡檢到的有關數據。這可能會造成信息的遺失、不全面和不正確性，而且這種方式具有很大的隨意性。保存數據時不方面，將數據信息錄入電腦時耗時較長，且正確性難免會降低，不能保證輸電線路數據的準確性。

2 輸電線路巡檢系統的優化

為了更切實的滿足用戶對電網的需求，提高輸電線路的效率和質量，國家電網開發了多種信息化巡檢技術來適應各種惡劣的環境。以下幾種系統均實現了無需紙張記錄，提高了輸電線路信息的準確性。

2.1 使用GPS 巡檢系統

信息化線路巡視系統采用GPS 進行定位，相關人員使用掌上PDA 對線路進行巡視。這是一種數據準確性高，而且非常方便的管理系統。該系統結構是基于手機、電腦和服務器三者之間的互相通信功能，為巡檢人員提供相應的服務，如路線導航、天氣情況以及信息服務等等。同時，手機端可以提供詳細的路線并進行導航、線路巡視路徑的路線并上傳以及易發生風險地區的提醒等，可以保障巡檢人員的自身安全情況。電腦端可以進行對收集到的數據信息加工處理，導出相關日志，以及對巡檢人員的路徑進行更新等操作。服務器端對手機端和電腦端提供相應服務，包括對路線數據的觀察以及對危險地區等級的劃分等等。

可見GPS 巡檢系統完全具備了對線路、桿塔等全部狀況的實時查詢功能，這就對巡檢人員的工作積極性有了良好的判斷。利用信息化對數據進行采集處理，相較于傳統的人工方法，數據準確性大大提高。

2.2 直升機巡檢系統

直升機巡檢主要是通過直升機進行巡檢輸電線路，其中結合了一些信息化軟件系統，例如：紫外成像儀、查分GPS 定位儀以及攝像機等等。使用直升機進行巡檢可以高效地完成巡檢工作，實時監測輸電線路的情況，而且會自動生成巡檢結果的數據和分析報告。

相較于傳統的人工巡檢方式，直升機巡檢可以利用高清攝像頭，更全面、更廣泛、更快速地了解到輸電線路的整體情況，比如線路的數據、線路中可能存在的缺陷等。同時，直升機巡檢系統不受地理位置和地形的限制，很好地保護巡檢地區的生物多樣性。

2.3 無人機巡檢系統

無人駕駛直升機巡檢系統中有兩個組成部分：無人直升機平臺和檢測系統。其中無人直升機主要負責飛行；檢測系統負責對輸電線路進行巡檢。該系統可以實現一鍵式自主升降、紅外熱圖、可見光與紅外雙重測試、多路雙向同步傳輸、軌跡實時展示、自動巡檢、安全預警策略、航線自動跟蹤、三維程控飛行[3]這九大功能。無人機根據自身軟件，對可見光影像和紅外光視頻等多種相關數據進行系統分析，利用網絡將數據傳輸到文件管理系統。文件管理系統會對分析結果進行進一步分析并記錄相關結果，利于后續相關人員的查閱[4]。

目前，很多輸電線路建造在地形較復雜的地區，巡視線路的時候，環境非常惡劣。采用無人駕駛直升機巡檢系統可以同時多維度地進行巡檢，極大程度上提高了輸電線路數據的可靠性，同時還可以提升了工作效率和輸電線路的工作范圍，降低了對人力的需求。

2.4 機器人巡檢系統

機器人是按照人的身體形態設計的，巡檢機器人亦是如此。但為了能夠巡檢線路、傳輸數據，它還包括了GPS 定位導航系統、數據診斷傳輸系統[5]等等。巡檢過程中，根據GPS 定位導航系統進行路線執行，行動如人一樣自在，可自然地跨越道路上的障礙，身體中自帶檢測設備，并自行對檢測到的數據進行記錄、分析，全程通過攝像機實時監測狀態。分析完成后通過網絡將數據傳送給專業人員，專業人員根據數據可以知道輸電線路是否損壞，是否發生故障，進而及時進行處理。

以上四種輸電線路巡檢系統均對線路進行了可視化處理，對輸電線路以及所處的環境作為整體，進行系統性的巡檢。并將巡檢過程中檢測到的數據進行整理并分析，通過網絡傳輸到相應的文件系統中。將巡檢過程進行可視化處理后，專業人員便可實時遠程監測線路的運行情況，及時對未知隱患進行處理。

3 信息化線路巡檢管理系統優化的優點

可靠性：隨著技術的發展，電氣技術和系統不斷完善。在經過長時間的數據測試后，相關技術系統已逐漸穩定且成熟，其性能十分可靠。同時一些系統軟件設計之初，融合了網絡信息技術安全以及用戶接口管理等有關方面，提升了系統的容錯性。

開放性：遵循業界主流的標準，對數據庫操作、產品集合和開發工具等采取標準化設計模式以及開放式系統結構，和當前的電力自動化系統和線路巡檢管理系統進行完美融合，充分體現了系統的全面開放性。

易用性：基于對系統的圖形操作界面進行人性化設計處理，巡查系統軟件設置的較簡單易學，而且更為直觀，便于巡檢人員的學習、應用，并對線路數據進行處理等。

擴展性：信息化線路管理系統配置靈活，且組合方式多種多樣。系統中的軟件功能強大，可以滿足不同用戶的需求。

實時性：利用GPS 定位系統，工作人員實時監測輸電線路的運行情況，并對輸電線路中存在的問題進行預測和及時性處理，可以避免一些重大事故的發生，對輸電線路的穩定運行提供保障。

4 信息化線路巡檢管理系統優化應用

當前管理優化系統具有配置較高、涉及功能多、簡單易學等優點，所以在應用過程中得到了很好的效果。同時巡檢設備的功能強大、定位準確、便于攜帶、性能好，在極端惡劣的情況下仍可以繼續工作。觀察數據和記錄數據更準確，可以根據GPS 對線路的實時情況進行規劃、制定和修改。同傳統的巡查設備相比，有了很大的進步，較大程度上提高了巡檢管理的效率和質量。文中以500kV 輸電線路為例，講述信息化線路巡查管理在運行中的應用。

4.1 三維信息系統

利用信息化技術，將原本的三維物體模型以及衛星圖像進行輸電線路設備的可設計管理。采用兩種不一樣的飛行模式，分別是自上而下和自下而上。這兩種飛行模式通過對輸電線路設備和已知空間目標的地理位置和相對位置進行分析，結合天氣、實時路徑等多種因素，提供多種不同的方法。相關人員可以根據提供的方法進行實景導航，更快地到達目標地點，同時也節省了大量時間。利用這種三維地理信息系統，不僅可以定位到地面的地點，還可以直接定位到衛星上，利用信息化技術，生成三維的地理圖像。新的技術人員通過觀察系統飛行演示時產生了三維圖像以及對應的不同時段、編號等的詳細信息，便可對輸電線路相關過程、實施路線等有個簡單了解，可以盡快掌握輸電線路的工作流程，縮短了對新技術人員的培訓時間，提高了工作的效率。同時，對于輸電線路的安全運行和維護方面，有更具體和更可靠性高的數據對其進行保證，可以減少數據的錯誤，提高準確性。

4.2 遠程指揮系統

巡檢現場直接通過信息化技術與線路總指揮中心建立聯系，在發生緊急情況時，實現了遠程監測現場的要求。并與專業人員進行對講，了解實時境況，及時處理突發事件，極大縮短了應急響應的時間。此外，對于維修的過程，檢修現場遠程指揮系統可對此維修現場操作進行保存，也為了日后更好地總結經驗和培訓新人員。

4.3 在線監測系統

在線路塔上設置在線監測系統，便于觀測和記錄輸電線路的運行情況，集中管理輸電線路的正常運行。當輸電線路發生故障時，根據在線監測系統實時監測，采取建立的應急防范機制進行處理，并在巡檢技術人員維護過程中提供場外幫助。在國家技術和政策的支持與幫助下，500kV 輸電線路的水平也有所提升。

4.4 智能化信息管理平臺

為了實現情報目標，滿足實際用戶的需要，建立了一個智能管理平臺，確保輸電線路的正常維護和安全運行。此管理平臺的軟件應用信息化全球定位系統，如GPS 的先進技術，準確的監測輸電線路的運行情況，進行實時監督，確保了數據的正確性和有效性。

4.5 培養輸電線路技術人員

輸電線路巡檢工作至關重要，為確保并提高輸電線路在運行過程中的安全性和實時性，必須對輸電線路人員進行專業培訓，讓其熟練掌握與輸電線路相關的專業知識和應急措施。并在實踐中深入學習，檢驗理論，完善并提高自身技術，為輸電線路的安全運行提供保障。

4.6 完善信息庫

當前電網技術發展迅速，輸電線路也逐漸增多。記錄和更新當前的信息數據資源庫，可以較好完善輸電線路，為巡檢人員提供便利。當發生危險時，可迅速檢測到發生故障的輸電線路的具體位置，對其進行維修和處理。可見，在線路數據采集方面，對輸電線路的穩定運行和檢測問題線路起到了重要推進作用。

5 結語

較傳統的線路巡查方式相比，信息化線路巡查管理優化系統更完善，功能更多，巡檢管理的效率和質量更好。信息化管理優化系統保證了巡檢過程中的高效性、安全性等，減輕了巡檢人員的負擔，增加了巡檢工作人員的積極性。從整體上來看，提升了線路巡檢的質量，為電力相關系統提供安全高效的保障，信息化優化系統也因為這些原因被廣泛應用于各大領域。