输电线路智能化运行维护技术研究

刘洋 汪鹏 左英楠

（国网江苏省电力有限公司句容市供电分公司，江苏 句容 212400）

将智能输电线路运维技术有效应用于整个电力系统，可以大大提高输电线路运维工作的质量和效率，进一步提高电网的安全稳定运行。为此，电力企业必须不断提升输电线路智能化运维水平，提高整个电力系统的服务质量。

一、输电线路智能运维相关概念

输电线路智能运维的主要目的是在电网运行中进行输电线路维护，其目的是在不影响其他部件正常运行的情况下，确定和发现缺陷并修复缺陷部件。在电力系统中，需要一种更先进、更准确地替代人工维护的方式来保证电力系统的正常运行。智能输电线路运维技术取得了良好的效果，被电力企业广泛应用。

二、输电线路运维智能化要求

（一）操作安全要求

输电线路运维智能化发展是输电线路安全运行、有益维护的主要手段，也是电力企业发展的必然要求。根据开发的结构性能分析，输电线路是电力系统运行的重要组成部分，是整个电网的核心力量，输电线路的安全运维可以保证安全运行，以及保证整个电网的稳定运行，尤其是电网受复杂地形条件和千变万化的气候环境影响，需要准确分析外部环境的变化，以保证安全运维。另外，一些老化的设备、损坏的元器件等都会影响输电线路的安全运行。因此，要促进输电线路的安全运行和安全检修，采用传统的检修方式已不能完全满足现代社会的发展需要，实现智能化运维是一项重要的技术手段。在输电线路运维工作中实现智能化发展，不仅可以促进输电线路的稳定运行，维护输电线路的各种理念和目标，促进整条输电线路的安全检修，还可以对其进行准确处理，确定隐患、信号报警操作等，提高输电线路运维安全效果。

（二）信息建立请求

随着信息化建设的不断加快，我国电力行业也在积极推进信息化建设步伐。在这种发展背景下，输电线路的运维要适应现代发展趋势，实现智能化发展方向，不仅要加大信息化建设，还要加大对信息化建设的研究和利用。既要为技术提供良好的发展模式，也要提供管理方法。因此，在当前信息化时代，利用信息化建设进行输电线路运维，既是电力行业发展需求的结果，也是信息化发展目标的有力实现。

（三）传输线上的安全需求

由于铺设传输线时自然地理条件的变化和严酷，传输线的安全性常常面临各种威胁，并且传输线中的各种电力设备，电气部件和电缆也将延伸使用寿命。老化现象很容易引起线路故障，使传输线难以稳定有效地工作。构建用于输电线路运行和维护的智能系统，可以根据事故诊断，警告和定位故障，从而可以快速有效地及时发现并消除故障。因此，用于建立声音传输线的智能操作和维护机制。

（四）需要提高传输线的实用性

智能输电线路运维系统采用先进的计算机技术和科学的分析处理方法对大量信息和数据进行分类和分析，总结提高输电线路效率的方法，并从中受益。减少了传输过程中传输线的功率损耗，并提高了传输线的生存能力。

三、输电线路智能化运维的必然性

（一）输电线路智能化运维具有实用性

在输电线路运行维护中采用智能化手段，可以最大限度地提高获取的信息和数据的准确性，提高整个输电线路运维的效率和质量。同时，通过信息处理工程，更方便线路管理人员了解和控制输电线路的整体运行情况和当前状态。这使得未来的输电线路改造项目和维护工作变得越来越容易。同时，智能化的实现可以最大限度地减少输电线路的损耗和浪费，也减少对周边资源的破坏。可见，输电线路智能化运维具有相当的实用性。

（二）输电线路智能化运维保障安全

在高压电力的应用中，输电线路对输电功率的需求逐渐增加，如果输电线路发生故障，就有可能引发系统事故，不仅造成巨大的经济损失，而且带来安全隐患，也会给人们的生活带来不便。我国输电线路分布在不同地区，有的地区环境非常恶劣，人们难以维护，检测质量无法得到充分保证，线路问题不能及时发现，无法提高检查效率。因此，电力公司可以利用卫星网络和检测技术，实现线路的智能巡检和维护，及时检测线路使用情况，发现线路运行问题，及时进行维护工作。同时，在智能化运营下，企业可以减少员工数量。因此，在智能维护时，既能保证电路运行的安全，也能保证企业的利润。

（三）输电线路智能化运维成为可能

在输电线路运行中采用智能维护方法，可以最大限度地提高获取的信息和数据的准确性，提高整条输电线路运行维护的效率和质量。同时，信息处理项目使线路管理人员更容易了解和控制输电线路的整体运行和当前状态。这将有助于未来的输电线路改造项目和维护工作。

四、输电线路智能运维技术

（一）卫星网络通信技术

利用卫星网络通信技术对输电线路进行智能运维，改善了现有电力系统数据交换，进一步优化了电网数据采集系统，便于及时、快速传输错误信号信息。同时，通过搭建基于卫星网络通信技术的远程系统，可以实现远距离数据传输和维护技术提供，方便远程运维工作，也可以执行线路操作和维护工作。随着我国卫星技术的发展和网络信息工程技术的发展，有必要考虑建立输电线路智能化运维系统，促进我国电力运维模式的创新。

（二）输电线路在线监测技术

输电线路在线监测是根据先进的状态监测技术和诊断技术提供的设备状态信息，判断输电线路的异常情况，预测设备故障的可能性，实现状态检测和诊断的重要手段。在实际使用中，输电线路在线监控系统可分为本地网络公司监控中心、市级监控中心、线路延伸监控、通信网络和监控信息五部分。其中，线路监控可以实时采集输电线路导体、杆塔、绝缘子等设备的状态信息，以及湿度、温度、风速等外界环境信息。通过卫星网络通信系统、通用分组无线电服务等接收的信息被转发到当前的监测中心和市政当局。地方监控中心和市政工作人员根据信息内容，采用各种修正后的理论模型和试验分析，确定输电线路的运行状态 立即发出报警信息。

（三）输电线路故障准确定位与诊断技术

在输电线路运维中，如何快速识别并及时处理故障点，是提高运维质量和效率的关键。为了快速确定故障点并及时处理，输电线路智能运维采用故障定位与诊断技术。一种准确定位和诊断所谓输电线路故障的技术是在输电线路上放置多个现场监测终端，将输电线路分成几段，然后利用监测记录的故障瞬变和电流行波。在终端确定故障断面，然后根据行波测量原理利用故障暂态行波准确确定故障位置。将该技术应用于输电线路运维，可以快速发现线路中的故障点，避免多次巡检，大大提高输电线路智能化运维水平。

（四）无人机巡检技术

利用无人机巡线技术进行输电线路巡检，可以大大提高巡检工作的质量和有效性，提高线路运维的智能化和自动化程度，为电力企业创造良好的经济效益和社会效益。在输电线路巡检作业中，无人机巡检技术的实际应用主要有两种模式：一是无人机飞行模式，无人机通信系统中继模式。在无人机飞行模式下，为防止无人机在特殊情况下对输电线路造成垂直损坏，需要在飞行路径与输电线路之间保持适当的距离，最好在输电线路上空斜飞。另外，为了提高巡检效率，可以在扫描视角好的情况下沿传输线方向进行单次飞行操作，扫描效果不好时需要进行巡检。为了在一定程度上弥补无人机飞行模式的不足，提出了无人机通信系统的中继模式。二是无人机通信系统的中继模式，与无人机飞行模式相比，具有更长的辐射距离、更广的覆盖范围、更灵活的巡检以及更少的传输线电磁干扰。

（五）智能线路维护机制

智能线路维护方法可以很好地维护输电线路，在正常情况下，要进行有效的维护，必须建立相应的检测技术。这种检测方式不仅可靠性强，检测效率快，而且可以大大提高检测质量，与一般人工检测相比，具有多项优势。此外，智能线路维护机制的运行采用计算机网络技术，结合计算机网络通信技术，取代传统的人工巡检方式，大大提高了智能化巡检水平和巡检质量。巡检的安全性能大大提高，不仅可以实现数据的远程传输，还可以有效节省电力公司输电线路的运维成本。

（六）机器人巡检维护

我国幅员辽阔，电力公司在全国分布不均。一般偏远地区输电线路电压较高，采用高电平电压。输电线路人工巡检工作量较大，工作效率低。为提高线路巡检作业质量和效率，可采用机器人巡检维护技术，有效提高输电线路作业质量。机器人巡检维护技术配备可见光摄像头、红外探测器等检测设备，可将检测到的数据信息通过走线方式传输至其他设备，同时进行综合分析处理。此外，机器人巡检维护技术可有效减少人力工作量，降低运营成本。

五、输电线路智能化运维措施落实情况

（一）GIS 3D传输线图像静态可视化系统分析

输电线路地理信息系统（GPS）主要通过激光雷达扫描、遥感系统、GPS系统用于显示和定位，并通过2D平面和3D地形图的结合形成无缝对接效果，实现传输线网络。虽然这种可视化技术可以解决很多问题，但它也有一些缺点。比如初期设计拍摄阶段比较复杂，实际情况并不适合，由于我国输电线路拍摄面积大，运营成本和初期投资成本都比较高。

（二）机器人巡线维护系统分析

我国输电线路的高压线路往往位于相对偏远的地区，这些地区相对复杂，给巡线人员带来很大的负担，工作效率低下。目前，这款机器人已经比较成熟了，这种方法可以通过红外探测器、光学摄像头等沿线进行检测，并将获取的信息准确传输到地面监测站，有效减少工作量，避免地形条件的影响。然而，机器人巡逻受气候、环境等和成本的影响。由于其研发和维护水平较高，因此并未得到广泛应用。

（三）输电线路在线监测系统分析

利用传感器，对输电线路的冰雪、风速、风向、温度等进行监测，并将检测到的数据及时传送到监控中心进行分析和修复。现场数据和图像数据可以修复，派遣人员有正确的计划在正确的时间处理和修复。经过多年来的快速发展，输电线路在线监测系统按监测状态分类，可分为输电线路结冰在线监测系统、输电线路导体温度在线监测系统、输电线路杆塔坡度在线监测系统和输电线路分段在线监测，该系统可进行预测分析、全天候运行、实时监控等，是发展输电线路智能化运行的重要方法和手段。

结语

我国经济的发展促进了科学技术水平的提高。电力企业发展迅速，成为我国的支柱产业，电力企业的核心是输电线路的安全运行。在实际环境中，输电线路运行的安全性和稳定性在多种因素的影响下恶化，导致安全事故的发生。总之，传统的人工运维存在巡检不足等问题。随着一些新技术、新工艺的出现，可以实现输电线路的智能化运维，可以有效提高输电线路的维护水平和效率，并进一步提高运维的工作效率，电力企业的业绩和经济效益。为解决这一问题，电力企业必须利用智能化技术，有效维护输电线路的运行，提高输电线路智能化管理水平，从而促进企业的快速发展。