架空配电线路可视化信息管理系统的设计与开发

架空配电线路可视化信息管理系统的设计与开发

张志东,李永彬,姜龙云,胡晓艳

国网山东省电力公司东营供电公司,山东东营，257000

摘要：近些年来，随着国民经济水平的提升。架空配电线路是电网的重要组成部分，但其生产运行管理手段落后，严重影响配电网的运行管理水平，也影响着整个电网的安全、经济运行。架空配电线路管理的一个重要环节，就是对其设计、施工过程中的图纸和文字资料的管理，其中图纸资料涵盖信息丰富，传统的管理方法不仅需花费大量的人力、物力，且查找不便 。

关键词：架空；配电线路；可视化；信息管理系统；设计开发

引言

由于当前我国的电力系统发展迅速，为了满足当前国家对智能电网的需求，电网企业要加强对配电线路路工作环境以及运行状态的实时监测，从而可以保障电路运输线路的安全状态，满足工业及人们生活所需要的用电量，稳定电力行业的稳定发展。在我国北方地区，冬季季节气候较为严寒，这就使得暴露上室外的配电线路路表面会出现挂霜、结冰的现象，造成电杆、铁塔受到破坏引起倒塌，从而影响配电线路路的安全性与稳定性。传统的方法主要利用传感器进行数据图像采集，以判断被冰覆盖的线路状况，但导线中的跳线会降低采集图像的质量，降低识别精度。电力线的下水控制所采用的方法为接触式与非接触式两种，并将这两种方法与传感器进行结合，但此种方法未能考虑到其他因素对电力线所产生的影响。 配电线路路所传导出的电流其间距是由光幕传感器进行控制，在不考虑大雾等特殊天气条件下，其间距的策略高度不足，因此，会在很大程度上对传感器所测量的结果产生影响。

1可视化运行系统的必要性

现代社会对电力的需求越来越高，随着电网的快速发展，配电线路路将逐年增加，线路穿山越岭，周边地理环境复杂，沿线既有采空区、污秽区、森林区等特殊区域，又有微地形、微气象区域，还有高速公路、厂矿、高楼等各类建筑、机械施工隐患，复杂的外部环境和地理条件使得线路的巡视和维护工作非常繁重，管理信息来源分散且难以共享，导致工作效率不高。

配电线路路的信息量大，有线路的杆塔、走廊、地形地貌等地理信息，沿线的微地形、微气象等气象信息，电力设备的缺陷、隐患的发现和处理以及反措落实情况等健康信息，人员及车辆的巡视路径、巡视方法、缺陷发现、录入等行为信息。智能可视化运行系统就是将这么多复杂的信息综合在一个管理系统上，具有图形、数据的显示、查询、分析、预警等功能，并能够直观的体现到LED大显示屏上，使生产和管理人员能及时、准确的掌握线路的实际运行情况，将管理由粗放型向精益型转变、由手工化向智能化转变，实现运行管理的可控、在控。

2 系统设计

2.1 系统总体设计

该系统是将大量的配电线路电杆杆顶结构信息采用数据库的形式用计算机软件进行管理，并把杆顶结构以三维图像的形式显示出来，实现人机交互，以便于用户快速查寻。该系统基于实用性、可靠性、规范性、科学性、开放性、可扩展性等原则，划分为用户管理、系统查询、图像显示、文本显示、信息添加五个功能子模块。在系统选择框中选择配电线路相应的电压等级、线型、绝缘子等信息，可显示出查找到的合适杆顶信息，包括杆顶的三维图像及组成该杆顶各个零部件的个数和名称，还可对图像和文本信息进行补充 。

2.2 可视化设计

根据系统需求，要实现信息的可视化管理，必须将纸版杆顶图纸数字化，并按不同的属性进行编号放入系统图库，这样就可根据系统连接迅速找到并进行相应的运算。设计思路为先利用3ds Max建立三维模型，按照架空配电线路杆顶各零部件的实际尺寸制作每个零部件的三维模型，再将这些零部件与杆身连接起来生成杆顶三维模型，然后结合3ds Max中的插件制作AVI视频文件的功能，制作一个连接，当系统需要调用某一配电线路杆顶的三维模型时，可同时生成该杆杆顶短暂旋转的AVI视频文件，从而可对所查询的杆顶有直观的认识。

2.3 数据库设计

Microsoft Access作为一种关系型数据库管理系统，是中小型信息管理系统的理想开发环境，是一个功能强大的数据库管理系统和MIS系统开发工具。Access设计的数据库表包括不同的记录和字段，如关于杆顶信息的表，其中的字段由电杆名称、绝缘子型号、横担形式等表示，并设置这些字段的属性，还可进行查询设计、窗体设计等。

3架空配电线路路可视化的应用

3.1在地理位置确认时的应用

在科技化的发展下，通过三维的地理信息技术以及GPS等，可以在虚拟的环境中，直观地体现电网区域的环境问题。对于环境中路径的分布，地形地貌的特点进行可视化的分析，能够更加精准地进行管理，以环境中的任意线路为例子，智能可视化可以做到通过对一条线路的点击，精准地获得电压、线路长度、型号等信息，也可以明确附近的特殊区域，可以做到实时的监控，降低安全隐患，节约线路成本。

3.2预防不良气象环境的应用

在现阶段的信息发展下，最主要的是智能的、可视化的发展，可以选择通过在线监控的技术，来实时地获得海量的数据信息，并以此来进行智能的分析，以及及时地发出预警的信息。比如在雪、雾等恶劣的天气影响下，可以及时地传递温度信息和配电线路路的接头温度；对于雷电等天气现象，可以第一时间获得雷电定位的系统性地连接，实时地展示天气活动、天气现象，了解天气数据，并进行及时地有效地防范和预警。配电线路路的智能可视化，在一定程度上解决了一些潜在的安全隐患，有利于提前提出针对性的方案，解决当下可能遇到的困难。

3.3对架空线路检查时的应用

对于线路的健康状况要进行合理的分析，通过对设备缺陷、历年来的故障情况进行分析，以此了解设备的健康水平，进行科学的评价，并且对各类数据进行综合的分析调查。以此来显示各个线路存在的问题，并立刻做出修改和整理。可以用色彩来对线路进行健康状况的区分，当线路运行状况表现为红色时，代表线路的运行情况比较差，存在着一定的缺陷和隐患，颜色的区分，便于对于存在的隐患就行修改和整理。

3.4架空线路巡查可视化的应用

在GPS等定位方式的发展下，可以将GPS与地理信息系统进行融合，给巡视人员配备巡检设备，将巡视过程智能化。可以给巡视的人员和车辆配备GPS设备，让管理人员对于巡视人员的巡视过程一目了然，对于存在的隐患和缺陷，可以通过对视频信息的分析，针对性地快速地制定出处理的方案和处理措施。GPS设备也可以便于管理人员对于巡视人员的管理，避免玩忽职守的行为存在，以及对巡视的过程和内容进行监督，提高巡视的效率和质量，避免造成对某些安全隐患的疏忽，有利于提升对配电线路路的日常维修和检查的效率。

结语

综上所述，配电线路路的多参数可视化监控系统升级，是利用物联网的监测系统进行控制与监测，对电流、舞动、输电温湿度等进行监测线。运行状态进行监测，并对所监测的数据进行采集，这样可以全面了解配电线路路的运行状态，内置监测系统设置了 GPS 芯片和 PPS 数据输出软件，并将所输出的电流脉冲进行严格定时，这样可以进行高速记录。同时，由于各个点所采集的电流脉冲输出均吻合，也保障了各个采集数据不同设备的电流脉冲输出的一致性，为多段数据采集的多变量分析奠定的监事基础。在此次配电线路路监测系统中，加入了物联网技术，因此在对电流进行测量时，其高速记录结果精准，稳定性较强，可以精准的对配电线路路障碍作出反应，因此，其实用性较强。

参考文献

[1] 张博 , 常帅帅 , 陶亚光 , 吕中宾 , 申立群 . 基于无线传输的配电线路路舞动监测系统设计 [J]. 仪表技术与传感器 ,2022(03):103-108.

[2] 俞炜平 , 郑心城 , 程燕胜 , 徐丽红 , 傅炜 , 杨鹤猛 , 陈艳芳.北斗差分定位的输电杆塔失稳监测系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用 ,2021,21(05):56-58+61.

[3] 辛卫东 , 崔强 , 程晓岩 , 孙朝阳 . 基于三维 GIS 的配电线路路张牵场受力分析可视化系统设计及其应用研究[J]. 测绘与空间地理信息 ,2020,43(05):136-139.