GPS在架空输电线路巡视中的应用

郭九旺+魏中武+许兆帅

摘 要：输电线路是电力系统的重要组成部分，为保证电力系统的安全可靠运行，必须对输电线路进行周期性及特殊巡视，及时发现并消除输电线路本体及通道下存在的缺陷及隐患。由于输电线路尤其是高压线路输电走廊一般较为偏僻，地形环境、路况较为复杂，给线路的运维工作造成极大的不便。本文基于输电线路杆塔的GPS地理坐标，以奥维互动地图APP为平台，开发出适用于野外线路巡视的移动终端卫星地图导航系统，现已成功应用于公司的输电线路日常运维管理工作中。

关键词：GPS，输电线路巡视，轨迹记录

0 引言

架空输电线路是电力企业的血管命脉，其管理水平直接影响着电网的安全稳定运行，关系到电力企业的经济效益，也影响着供电用户的正常生产秩序。所以，加强对架空输电线路的运行管理工作至关重要。线路巡检管理是保证输电线路及其设备安全稳定运行的一项基础工作，通过对输电线路的巡视检查来掌握线路运行状况及周围环境的变化，及时发现及消除设备缺陷和隐患，从而预防事故的发生，有效提高输电线路运行可靠性[1]。

随着电网建设的扩大，现阶段输电线路纵横交错，电力网已变得越来越复杂，这就对输电线路巡视提出了新的挑战。而卫星导航等新技术的发展又带来了新的机遇，GPS导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、林间小路，完全可以满足日常导航的需要。这些技术的发展为移动终端卫星导航系统成功应用于输电线路巡视工作中成为可能。

1 架空输电线路的特点及运行维护现状

1.1 架空输电线路的特点

架空输电线路是将输电导线用绝缘子和金具架设在杆塔上，使得导线对地面和建筑物保持一定的距离。架空线路建设成本低，施工周期短，易于检修维护，因此，架空线路输电是电力工业发展以来所采用的主要输电方式。其具有以下特点[2]：

1）地理分布广泛。架空线路连接着发电厂与千家万户，是电能传输的通道，遍布大江南北。

2）地形交通条件复杂。高压线路尤其是特高压线路输送距离远，走廊面积大，为节约的成本，经常需要跨越高山、河流等人迹罕至，交通条件极为不变的区域。

3）运行维护要求高。高压、特高压线路输送容量大、距离远，一旦发生故障将影响大片地区的电能质量甚至造成大面积的停电事故。因此，必须加强对高压线路的运行维护，保证用户的用电安全。

4）隐患多发。架空线及杆塔路常年暴露在室外，承受着不同地域的气候变化和自然损坏，如雷电、鸟害、雨雪、锈蚀等。另外，来自现实人为破坏力度也不可小觑，如工程建设、违章植树等，都给输电线路的安全运行带来隐患。

1.2 架空输电线路的运行维护现状

输电线路的运行维护是国家电网公司的核心业务之一，巡视人员通过对线路巡视检查了解输电线路的运行状况，查找输电设备存在的缺陷和隐患，并及时消除缺陷和隐患，以保证线路的安全稳定运行。

目前，输电线路的巡视仍主要以人工巡视为主，要求巡视人员对线路杆塔、通道及其周边环境和交通地形条件十分熟悉，主要依赖巡视人员积累的工作经验。随着电网规模的不断扩大，对巡视人员的要求越来越高，野外巡线容易迷路甚至发生危险。对于新进员工，熟悉线路至少要数年时间，不利于年轻人的培养。另外，对于巡线人员的巡视质量无法进行监督，巡线的工作量也无法进行量化统计。因此，亟需开发一种导航软件，辅助巡线人员的巡线工作及巡线生产管理[3]。

2 奥维互动地图简介

奥维互动地图浏览器是由北京元生华网公司开发的基于Google API、Baidu API、Sogou API的跨平台地图浏览器，支持iOS、Android、Windows、WindowsPhone、Web五大平台，集多种知名地图与一体，拥有强大的设计功能与地理信息展現技术，可满足各行各业地理信息规划的需求，具有线路搜索，交互式语音导航，位置分享及位置跟随、记录，轨迹记录、分享、发布，离线地图数据管理，导入导出标记等功能，目前已较多的应用于野外勘探、小区规划、移动公司基站维护、电力公司前期规划、路政设施、高速公路实施放样、森林防火、野外救援、驴友探险等诸多领域。

3 奥维互动地图的输电线路巡线中的应用

3.1 输电线路GPS坐标的采集与KML文件的制作

输电线路在地图上以杆塔坐标点用直线连接的方式表示，因此，需要采集线路杆塔的GPS坐标信息。在国家电网公司线路设备台账中，包含了杆塔的坐标信息，但由于线路的技术改造或其他技术原因，系统中的杆塔坐标信息可能与杆塔的实际位置不符，需要在实际巡线的过程中利用手持GPS设备对杆塔坐标信息及时的更新。

在获取杆塔的地理坐标之后，需要将其制作成奥维地图浏览器可读取的数据形式，KML文件就是一种在Google地图浏览器中用于地理数据交换的文件形式。它基于XML，并定义了一些TAG用于规定地理数据的显示方式，可用于描述地点、路径等地理特征。以线路名称及杆塔编号命名对应的坐标点，分别制作各条输电线路的KML文件。

3.2 离线地图下载与KML文件的导入

随着GPS导航技术的发展，不仅定位精度、实时性有了极大的提高，利用卫星地图还可以直观的看到目标点的周边环境，甚至可以分辨出林间小路。但随之而来的将产生大量的数据流量，奥维互动地图提供了可供离线下载的多层次的卫星地图，可以大大减少导航过程中消耗的数据流量。卫星地图模式，在数据管理中导入已经制作的线路的KML文件，即可在地图中直观地显示输电线路的走向、杆塔的位置以及线路周边的地形地貌及交通条件等信息，如图1所示。

4 应用分析

国网芜湖供电公司运检部输电运检室主要负责辖区内110kV及以上线路的允许维护工作，线路全长近2000千米。由于辖区内河流湖泊众多，给线路巡视工作带来很大难度。将本文的研究成果应用于输电线路巡视工作中，可以大大提高巡视效率，主要功能包括：

1）线路周边环境的查看与路径选择。由于线路经常跨越河流湖泊，需要绕行，对于对线路环境不够熟悉的巡视人员，采用谷歌卫星地图可以清晰直观选择最优的巡视路径，提高巡视效率。

2）路径导航。可以直接以线路杆塔为目的地进行导航，更加方便快捷的对线路存在的故障、隐患点进行管控处理。

3）路径存储与共享。奥维互动地图还提供了轨迹记录与共享功能，线路巡视人员可以在巡视线路的同时，记录自己的巡视路径，并可以与好友分享，如图2所示。其不仅可以作为巡线的凭证，用于监督巡线人员的工作完成质量，提高线路运维管理水平，同时也为新进员工独立巡线提供参考，帮助其更快更好的熟悉线路。

5 总结

目前，本文的研究成果已成功应用于国网芜湖供电公司的输电线路运维管理中。其提供的路线查看、路径导航、轨迹记录与保存功能大大提高了线路的巡视效率，有利于新员工更快更好的熟悉线路。同时，也为输电线路巡视的监督管理提供了一种有效的方法。