基于通信技術(shù)的輸電巡視與檢修策略?xún)?yōu)化

倪家麟

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司無(wú)錫供電分公司，江蘇 無(wú)錫 214000）

0 引 言

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，輸電線路作為電力傳輸?shù)闹匾M成部分，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于維持社會(huì)經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的輸電巡視與檢修策略面臨眾多挑戰(zhàn)，如工作效率低、成本高以及對(duì)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力不足等問(wèn)題，需要利用基于通信技術(shù)的創(chuàng)新手段進(jìn)行優(yōu)化[1]。受傳統(tǒng)巡視模式范圍和視角單一的限制，輸電運(yùn)檢人員無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路的潛在故障隱患，而傳統(tǒng)的檢修策略存在工作量規(guī)劃不合理、工程管理粗放的問(wèn)題。文章通過(guò)引入多樣化的通信控制手段改善輸電巡視與檢修策略，旨在推動(dòng)輸電運(yùn)檢技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，提升電網(wǎng)數(shù)字化水平，有望為提升電力系統(tǒng)的安全性、可靠性以及經(jīng)濟(jì)性做出積極貢獻(xiàn)。

1 傳統(tǒng)輸電巡視與檢修的基本方法

巡視與檢修是輸電運(yùn)檢人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除威脅線路運(yùn)行因素的重要手段，對(duì)于確保輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行、延長(zhǎng)設(shè)備壽命具有不可替代的作用。輸電線路承擔(dān)著遠(yuǎn)距離、跨區(qū)域輸送電力的重任。在線路長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，輸電設(shè)備易受自然環(huán)境、外部物理力量等多種因素的影響，導(dǎo)致其出現(xiàn)老化、劣化和發(fā)生故障。巡視與檢修成為及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除這些潛在問(wèn)題的有效手段。此外，當(dāng)輸電線路處在污染嚴(yán)重、鹽堿含量高的環(huán)境中，或面臨強(qiáng)烈的風(fēng)、暴雨、雷電以及冰雹等極端惡劣天氣時(shí)，可能出現(xiàn)設(shè)備絕緣子破損、螺栓缺失、金具與導(dǎo)地線銹蝕的問(wèn)題，甚至出現(xiàn)導(dǎo)線斷裂、桿塔傾倒等事故，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。通過(guò)巡視與檢修，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備的外部異常，防范潛在故障，保障電力系統(tǒng)的可靠性。

傳統(tǒng)策略下的輸電巡視與檢修主要依賴(lài)于人工巡視和常規(guī)維護(hù)的方式，基本方法如下。第一，人工巡視通常由輸電運(yùn)檢人員按照各自負(fù)責(zé)的線路區(qū)段，駕駛車(chē)輛或沿著輸電線路通道步行開(kāi)展巡視，通過(guò)目視和望遠(yuǎn)鏡來(lái)發(fā)現(xiàn)線路設(shè)備上存在的缺陷和線路通道內(nèi)的隱患。人工巡視一般按固定的巡視周期開(kāi)展，側(cè)重于發(fā)現(xiàn)一些外部可見(jiàn)的異常，如絕緣子的破損、塔材和金具的銹蝕、線下存在高大施工機(jī)械以及距離較近的樹(shù)木等[2]。第二，在傳統(tǒng)的檢修策略中，設(shè)備通常定期開(kāi)展維護(hù)，如復(fù)緊螺栓、更換超期限運(yùn)行的絕緣子、清理?xiàng)U塔內(nèi)的雜物等。通過(guò)定期的維護(hù)，可以有效防止設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行而導(dǎo)致機(jī)械性能和電氣性能的下降，提高設(shè)備的可靠性和壽命。第三，輸電線路設(shè)備需要定期開(kāi)展登桿檢查和參數(shù)測(cè)試，包括紅外線測(cè)溫、絕緣子測(cè)零、耐張線夾X 光檢測(cè)等，從而確定設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以確保設(shè)備符合規(guī)定的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

2 傳統(tǒng)輸電巡視與檢修存在的局限性

傳統(tǒng)輸電巡視與檢修方法在應(yīng)對(duì)復(fù)雜、大規(guī)模的電力系統(tǒng)運(yùn)維中存在一系列局限性，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 效率低下

傳統(tǒng)的人工巡視需要大量的人力投入，耗時(shí)耗力。長(zhǎng)線路、復(fù)雜設(shè)備布局和惡劣氣候條件會(huì)降低巡視效率，如果桿塔處于山區(qū)、河道等道路不通的區(qū)域，單靠人力巡視不僅效率低下，還存在人身安全風(fēng)險(xiǎn)，難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)高效運(yùn)維的需求。

2.2 盲區(qū)問(wèn)題

無(wú)論是人工地面巡視還是登桿檢查，通常都以自下而上的視角觀察桿塔。這種模式存在盲區(qū)，巡視人員難以全面觀察到設(shè)備狀況，從而忽略威脅線路運(yùn)行的缺陷和隱患。

2.3 主觀判斷

人工巡視依賴(lài)于人的主觀判斷和經(jīng)驗(yàn)，缺乏統(tǒng)一的缺陷認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，可能存在巡視人員對(duì)于異常情況的感知不足，或者對(duì)于一些潛在問(wèn)題的判斷不準(zhǔn)確，導(dǎo)致漏檢或誤判。

2.4 固定周期的維護(hù)

傳統(tǒng)維護(hù)一般按照固定的時(shí)間周期開(kāi)展，而不是根據(jù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況。這種方式可能導(dǎo)致對(duì)一些健康狀況良好的設(shè)備進(jìn)行不必要的維護(hù)，也無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備問(wèn)題。此外，運(yùn)行年限相近的線路若集中進(jìn)入維護(hù)期，檢修人力和物資調(diào)配會(huì)出現(xiàn)短缺，大大增加運(yùn)維成本。

2.5 缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

傳統(tǒng)的運(yùn)檢模式主要依賴(lài)于定期的人工巡視和檢修，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，難以應(yīng)對(duì)設(shè)備突發(fā)性故障，對(duì)電力輸送產(chǎn)生較大的影響。

2.6 數(shù)據(jù)收集和分析不足

傳統(tǒng)巡視方式對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)感知能力較弱，缺乏人工智能分析，導(dǎo)致電力大數(shù)據(jù)利用效率低，無(wú)法充分利用數(shù)據(jù)中有效信息為系統(tǒng)運(yùn)行方式提供支撐。

這些局限性使得傳統(tǒng)的輸電巡視與檢修策略已無(wú)法適應(yīng)電力系統(tǒng)數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)，也無(wú)法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)高效、智能、可靠運(yùn)維的需求。

3 基于通信技術(shù)的輸電巡視與檢修優(yōu)化策略

3.1 無(wú)人機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用為輸電巡視與檢修注入高效、智能的元素。無(wú)人機(jī)可覆蓋大范圍的巡視區(qū)域，迅速飛越障礙物，克服傳統(tǒng)人工巡視中地形復(fù)雜、危險(xiǎn)區(qū)域難以接近的問(wèn)題。自主飛行、高機(jī)動(dòng)和靈活的特性，使得無(wú)人機(jī)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)按既定巡視路線安全、全面地完成對(duì)轄區(qū)內(nèi)輸電線路的巡視，大大提高巡視效率[3]。無(wú)人機(jī)通信技術(shù)在輸電線路巡檢中的通信應(yīng)用如圖1 所示。

圖1 無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢中的通信應(yīng)用

無(wú)人機(jī)搭載的高分辨率攝像頭和其他傳感器可以實(shí)時(shí)獲取電力設(shè)備的圖像與數(shù)據(jù)。因此，無(wú)人機(jī)巡視檢測(cè)精度更高，觀察視角更合理，能夠發(fā)現(xiàn)人工巡視難以發(fā)現(xiàn)的螺栓銷(xiāo)釘缺失、表面裂紋以及絕緣子破損等問(wèn)題。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的引入

物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)通過(guò)連接各類(lèi)傳感器和設(shè)備，智能化監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)傳輸電力設(shè)備信息。通過(guò)在輸電線路的接地極、桿塔、導(dǎo)地線等位置安裝可視化設(shè)備、微氣象監(jiān)測(cè)儀，或者輸電人員手持的各類(lèi)傳感器，可以獲取輸電線路通道狀況、導(dǎo)線覆冰、實(shí)時(shí)風(fēng)速等信息。輸電運(yùn)檢人員通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的信息能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地了解設(shè)備的工作情況，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路問(wèn)題，從而降低突發(fā)故障的風(fēng)險(xiǎn)[4]。輸電線路巡檢中物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用如圖2 所示。

圖2 輸電線路巡檢中物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用

一方面，運(yùn)維人員可以通過(guò)云平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)視輸電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，實(shí)時(shí)獲取設(shè)備的數(shù)據(jù)和圖像。在發(fā)現(xiàn)威脅線路運(yùn)行的因素時(shí)，可以遠(yuǎn)程判斷并不通知現(xiàn)場(chǎng)人員處理，提高異常處理的即時(shí)性和準(zhǔn)確性。對(duì)于維護(hù)大規(guī)模的輸電網(wǎng)而言，具有顯著的效益[5]。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)支持預(yù)測(cè)性維護(hù)。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析設(shè)備數(shù)據(jù)，可以建立設(shè)備的健康模型，預(yù)測(cè)設(shè)備的壽命和可能發(fā)生的故障。

3.3 遠(yuǎn)程通信控制技術(shù)

遠(yuǎn)程通信控制技術(shù)充分利用通信技術(shù)建立遠(yuǎn)程通信通道，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、操作和控制。該技術(shù)可以實(shí)時(shí)傳輸設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、圖像和視頻等信息，使運(yùn)維人員全時(shí)段和不受地域限制地監(jiān)測(cè)輸電網(wǎng)，可以遠(yuǎn)程獲取關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況，極大提高系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知能力，為迅速響應(yīng)潛在問(wèn)題提供有力支持。

3.4 無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

基于通信技術(shù)的輸電巡視與檢修優(yōu)化策略在電力系統(tǒng)運(yùn)維中扮演著至關(guān)重要的角色，而無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用則為這一領(lǐng)域注入新的活力。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和技術(shù)水平的提升，傳統(tǒng)的輸電巡視與檢修方式已難以滿足高效、精準(zhǔn)且及時(shí)的需求。無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)作為通信技術(shù)的重要分支之一，通過(guò)分布在輸電線路、變電站等關(guān)鍵位置的傳感器節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。這些傳感器節(jié)點(diǎn)能夠獲取如電流、電壓、溫度及濕度等關(guān)鍵參數(shù)的信息，并通過(guò)無(wú)線通信手段將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心，為電力系統(tǒng)的巡視與檢修提供全面的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持。這種高度智能化的監(jiān)測(cè)體系不僅能夠準(zhǔn)確捕捉潛在故障因素，還能在事故發(fā)生前及時(shí)發(fā)出預(yù)警，從而增強(qiáng)輸電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的巡視與檢修方式相比，基于無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)的輸電巡視與檢修優(yōu)化策略具有較多優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié) 論

基于通信技術(shù)的輸電巡視與檢修策略?xún)?yōu)化能夠極大改善傳統(tǒng)巡檢策略的不足，適應(yīng)能源電力系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)。引入無(wú)人機(jī)通信技術(shù)使得巡視更加高效且全面，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程操作，而集成式巡檢平臺(tái)整合多種技術(shù)手段，構(gòu)建智能、高效的電力系統(tǒng)管理解決方案。這些創(chuàng)新性技術(shù)的應(yīng)用不僅提高巡視效率、降低事故風(fēng)險(xiǎn)，也實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能巡檢以及遠(yuǎn)程操作。大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)的結(jié)合更使得預(yù)測(cè)性維護(hù)與智能決策成為可能，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的可靠性。