具备视频巡视功能的配电线路绝缘操纵杆装置开发

2022-03-26胡承浩胡钧黄国庆吴少苗毛天秦

电子元器件与信息技术 2022年1期

胡承浩，胡钧，黄国庆，吴少苗，毛天秦

（国网江西省电力有限公司景德镇供电分公司，江西景德镇 333000）

0 引言

随着经济的发展，社会对电力的需求量在不断提升，供电范围不断扩大，配电线路也在不断增多，给配电线路的运维人员增加了较大的工作量。在当前的配电线路巡视中，也存在着不足之处，如配电系统中某些瓷瓶、避雷器、开关、金属连接点等部位，因角度问题难以通过肉眼或望远镜观测清楚，无法有效地巡视出缺陷，这样配电线路在后续的运行过程中，容易出现故障而跳闸[1]。随着人们对供电可靠性要求的提高，需要及时发现配电线路中存在的各类微小缺陷，为此有必要开发配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置，强化对配电线路的运维，这样也可以降低配电线路发生跳闸的概率。本文首先分析了配电线路的巡视现状，之后阐述了配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置的具体结构，最后分析了视频巡视绝缘操纵杆装置中各个功能模块的作用以及在设计过程中需要重点加以考虑的问题，对于提高视频巡视绝缘操纵杆装置的开发技术水平具有一定的价值。

1 配电线路的巡视现状

为了降低配电系统的停电时长，目前对于配电线路的巡视一般是采用带电巡视的方式，同时带电作业也逐渐在很多地区得到了推广及应用，技术也日益成熟。在目前的配电线路巡视中，一般是采用肉眼或望远镜进行巡视，而采用望远镜，对于配电线路巡视人员的视力要求较高，同时也容易受到光线及配电线路的高度等因素的局限性，导致巡视效果不佳。如果配电线路中的缺陷位置较为隐蔽，则采用这种方式无法及时发现，存在漏巡视的风险。

随着无人机技术的发展，目前也有应用无人机进行配电线路巡视，但操作无人机设备需要考取相应的证件，才能上岗操作。同时随着无人机应用时间的变长，其电池容量也可能会出现不足的情况，一般无人机能够连续使用的时间较短。此外，如果在配电线路巡视的过程中，巡视人员操作不当，无人机设备还可能会刮伤配电线路，从而带来更大的经济损失[2]。并且采用无人机进行巡线的成本也较大，难以在配电线路巡视中大规模推广应用。当前电子信息技术的发展速度较快，在实际中也采用了很多信息化科技产品，如微型视频采集装置、远程控制装置、物联网智能化设备等。可以综合采用这些先进设备，开发出相应的产品，以解决配电线路实际巡视中所存在的问题，以下介绍配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置。

2 配电线路移动视频巡视绝缘操作杆的结构

2.1 配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置概述

绝缘操纵杆是电力企业在运维过程中经常采用的设备，对带电设备进行操作时，通过绝缘操纵杆可以保证操作人员的安全，将绝缘操纵杆的结构加以改进，并添加新的结构组件，可以使绝缘操纵杆具备其他的功能。本文主要将绝缘操纵杆在顶端的位置加入视频监测功能模块，这样就可以使该绝缘操纵杆装置可以用来对配电线路进行视频巡线，能够在多个角度采集配电线路上的视频数据信息，以更加直观的方式进行巡线。

2.2 配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置应用的必要性

架空配电线路的运行环境较为复杂，对配电线路进行运维是供电企业的一项重要工作。配电线路在组成上，包括导线、绝缘子、拉线以及横担金具等附件，任何一个组成部分出现了问题，都会给配电线路的安全稳定运行埋下隐患。故在传统的配电线路运维中，运维人员的工作强度较大，但配电线路运维效果依然存在着不足之处。如果在配电线路巡视中，没有发现细微的缺陷，则配电巡线人员所报告的缺陷会比实际存在的少很多，使得配电线路存在较大的安全运行风险。由于在配电线路自身的结构中涉及多种不同类型的组件，故在实际的运维过程中也存在着较大的困难，应用配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置具有较强的必要性和实际应用价值[3]。配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置是将视频采集设备和电力绝缘操作杆相互结合起来，并引入无线通信技术，实现视频信息的实时播放，更好地满足实际配电线路巡视的需求。

2.3 配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置的结构

在目前实际应用中的配电线路运维用绝缘操作杆，一般不带照明装置，更没有视频采集功能，只是用来对配电线路进行倒闸操作，功能较为单一。为此可以对绝缘操作杆的结构进行改造，使之具备更丰富的功能，如可以增加视频巡线的功能，图1为配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆的结构示意图。在这种装置中，综合应用了通信技术和控制技术，可以有效解决当前在配电线路巡视中所存在的问题。

图1 配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆的结构示意图

从图1中可以看出，该装置主要包括了视频监测模块、绝缘操纵杆和主控模块等组成部分。视频监测模块可以将视频数据传输给主控模块，同时主控模块可以无线遥控视频监测装置模块。该配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置在应用的过程中，应注意操作人员和带电设备之间应保持足够的安全距离。同时，该配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置还可以在阴雨天气下进行特殊巡视使用，达到全天候无障碍进行配电线路巡视的目的，还可以节省配电线路的巡视时间，提高配电线路的巡视效率。其中对于移动视频巡视绝缘操纵杆装置中的视频监测模块，其摄像装置应具备较高的像素，这样才会使得所录制下来的视频具有较高的清晰度，对于配电线路中存在的细微缺陷也能够判断出产生的原因。该配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置在实际某供电公司配电线路的运维中，也取得了较好的应用效果，提高了该地区配电线路的运行稳定性。

3 移动视频巡视绝缘操纵杆装置的开发要点

（1）在配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置的开发中，对于绝缘操作杆组件，该操作杆具备可伸缩性，可以根据实际需要巡视的配电线路高度，来调节绝缘操纵杆的长度以及操纵杆的控制方向等，并可以固定在任意长度下，以便更好地满足实际的应用需要。同时绝缘操作杆的尺寸应符合要求，这样才能保证在实际使用中具有足够的硬度。否则绝缘操作杆装置可能会在使用过程中不够稳固，或者容易受到外力而破坏。

（2）对于装置中的视频监测采集设备，可以采用摄像头或相机作为配电线路视频信息采集设备。将视频采集设备固定在可伸缩绝缘操作杆的其中一端，用来对配电线路中的一些隐蔽位置进行拍摄，但应保证视频采集设备能够灵活弯曲，实现对不同角度视频信息的采集[4]。可以在连接视频采集设备的操作杆端子上设置转动组件，便于视频采集设备进行多角度灵活旋转。在具体的实现方式上，可以选择采用旋转电机，通过电机带动转动构件在多个角度进行转动，并且旋转电机可以接受远程遥控系统下发的控制指令。同时，在视频监测功能模块中还应设置补光装置，为了满足绝缘操纵杆装置在夜间或者视野盲区条件下的巡线要求，应设置补光装置来提供辅助照明功能。

（3）主控模块，该模块是配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置中的核心部分，应采用先进的视频信号分析及处理算法，提高装置的实际应用性能。在主控模块中包括了若干个不同的组成部分，如通信模块、显示模块、储存模块、供电单元等。首先对于通信模块，主控模块和位于绝缘操纵杆前端的视频监测模块之间通过无线WiFi通信方式进行相互通信和数据传输，并可以灵活调节视频监测模块的工作状态，达到远程无线遥控的目的[5]。同时在绝缘操作杆的底部还设置了显示设备，通过显示设备，可以将视频采集设备中所采集到的视频进行播放，供配电线路运维人员进行查看。对于显示装置，应设置触摸显示屏幕，方便配电线路巡视人员在巡线过程中进行遥控操作，提高巡线效率。由于在对配电线路进行巡视的过程中，会产生很多视频数据信息，故在该装置中，还应设置视频信号的存储功能模块，将这些视频数据信息加以储存，方便对配电线路上的缺陷进行分析。利用本文所分析的配电线路移动视频巡视绝缘操纵杆装置，可以及早发现配电线路中所存在的缺陷及问题，从而及时将问题处理在萌芽或发展阶段，防范配电线路因设备问题跳闸或电网事故的发生[6]。