输电线路通道可视化运维管理体系的应用

高成成

国网山东省电力公司临沂供电公司 山东 临沂 276000

引言

输电线路巡检是对输电线路本体可能存在的缺陷、通道隐患进行巡视检查,对保障电网安全运行有重要意义。传统的人工巡检仍然普遍被采用,但近年来也出现了机器人巡检、无人机巡检、在线监测等新技术。其中在线监测包括了多种监测类型,尤以图像效果最为直观,既可以监视线路本体部分问题,又可以监视护区通道的隐患问题,成为应用最为广泛的在线监测技术。然而,目前输电线路图像监控产品存在着价格高、运行费用高、体积大、重量大、安装不便,无法满足大规模应用的要求。产品或技术存在的问题已无法适应输电线路远程巡检的需要,需要在重新审视需求和技术以及二者相互关系的基础上,实现相应的技术突破。“互联网＋”作为智能电网重要助力,可以利用信息通信技术以及互联网平台,更有效地解决输电运行安全的问题。

1 输电线路通道可视化系统关键技术研究

输电线路通道可视化系统通过安装在杆塔上的高清摄像头,实现对输电线路运行状态及周围环境的监测,并与其他相关业务系统进行数据集成,为输电线路的可视化运维提供技术支撑。系统框架主要由前端装置、通信传输网络和视频监控中心主站组成。

1.1 前端装置 前端装置主要包括高清视频监测装置、电源供应系统以及配套通信设备。高清视频监测装置安装在铁塔下横担以下塔身内部或杆塔主材,采集的视频流同时存储在杆塔当地和接入变电站,上传带宽不大于2M。输电线路大部分位于偏远无人山区,不具备条件就近取电供设备运行使用,因此主要采用太阳能独立供电系统。太阳能独立供电方式为：当日照充足时,由太阳能系统为负载供电,为蓄电池充电;在日落后或阴雨天,则由蓄电池向负载放电。必要时可考虑选择风光互补的供电系统,部分有条件线路段供电方案可采用自建220V 市电方式。

1.2 通信传输网络 目前,输电线路通道可视化系统通信传输网络大体可归为三大类,分别为全无线、光纤＋无线、全光纤。全无线方案包括利用公网3G/4G 和自建无线系统2种方案。利用公网3G/4G 方案见效快、成本低,主要适用于监测点比较零散且有公网信号覆盖的场景,但由于很多输电线路比较偏僻、无信号覆盖,影响了其推广使用。光纤＋无线方案主要利用随输电线路架设的OPGW 光缆,在设有光缆接头盒的杆塔同时安装光通信设备和无线设备作为接入和传输装置,在不设接头盒的杆塔仅安装无线设备。全光纤方案为沿输电线路通道新建1根架空光缆,在每个监测点设置1个光缆接头盒,同时安装光通信设备作为接入和传输设备,实现监测点的全光纤覆盖。新建架空光缆以自立杆塔为主,并根据实际情况单端或双端接入就近变电站。

2 优化措施分析研究

2.1 解决输电线路“三跨”在线监测 “三跨”是指跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道的架空输电线路区段,在所有的输电线路通道中,三跨地区隐患事故发生尤其频繁,且事故发生后造成的后果更为严重,损失更为巨大。按照国家电网公司统一部署,对不满足“三跨”要求的输电线路区段要逐步在近5年内完成杆塔改造。因此对不能立即纳入整改计划的区段,加强设备巡视显得尤为重要,作为巡视重点区域,传统管理模式下的人工巡视显得力不从心。在采取新型输电线路可视化运维管理模式后,专业人员提前对承德市输电线路“三跨”问题进行集中隐患排查,针对所有不满足三跨运维要求的杆塔上加装通道可视化在线监测装置,通过设定图像采集频率,实现对“三跨”区段的在线监测。

2.2 解决通道隐患发现不及时问题 输电线路通道绵延上百里,环境错综复杂,每时每刻都可能产生不同的外破隐患。运维人员由于工作地点相对集中、日常工作繁重等原因,对一些隐患点往往不能第一时间发现,这时就需要分布在各地区的群众护线组织提供有力的补充。但群众护线人员多为当地的普通群众,电力专业知识往往不是十分丰富,在隐患发生后也容易发生遗漏,因此线下施工等外力破坏事件在隐患萌芽期往往不易被专业人员发现。传统通道隐患发现主要依靠人员正常巡视,发现隐患效率较低,且每人巡视效率有限无法兼顾更多隐患点。采取新型管理方法后可借助智能识别系统,极大限度增加该地区隐患发现和告警的能力,并且可以实现一人同时监控多处隐患点,巡视周期也可以根据需要自行设定。

2.3 提升重要输电通道安全管理水平 辨识影响通道安全运行的危险因素,加强运维管理和通道安全防护,提高重要输电通道抵御风险的能力。

2.4 布点原则 考虑到外力破坏的严重性,山东电网首先针对通道问题进行布点监拍装置,在安装和应用上主要遵循了4个布点原则：重要线路、外部破坏隐患重点位置(如施工、吊装、堆物、钓鱼、植树、大棚等隐患多发区域)、保电线路、特殊区域(覆冰、舞动多发区域和东部化工区)。

结语

本文提出了一套输电线路通道可视化巡检系统及其解决方案,通过该方案和高清视频实时在线监测系统建设,可提升输电线路通道安全水平,提高线路巡检人员巡检效率,力争逐步达到线路主设备日常巡视由人工巡视方式转变为以远程监控为主的目标,进一步强化特高压输电线路的通道安全,有效提升特高压安全管理水平,保证各级电网平稳运行。