基于物联网感知的智慧输电线路运检技术分析

基于物联网感知的智慧输电线路运检技术分析

卢映宽

广西电网有限责任公司百色供电局  533000

摘要：伴随着电网规模的迅速发展，传统输电线路运检模式已经无法适应精益运维的要求。应用物联网技术，建设拥有反应迅速、实时监测、运维高效的智慧输电线路，对于提升输电线路巡检效率具有重大作用。本文对输电线路的智能巡检设备进行了分析，讲述了各种设备在线监测的优良效果，对各种智能设备的数据管理提出了优化建议。

关键词：物联网；智慧输电线路；运检技术

随着我国社会经济快速发展，对于电力资源的需求量逐渐变大，电压等级输电线路的发展也呈现出规模化趋势。输电线路具有较长的距离，且覆盖范围较大，跨越的地形复杂多样，线路下方通道环境复杂，所以在运行过程当中经常会受到外来压力或者自然环境影响而出现各类问题，给电力运行检修人员的线路巡检工作造成许多麻烦。在传统的输电线路运行管理过程当中，要多选择应用表单管理方式和人工巡检模式，虽然在一定程度上能够提高输电线路运检成果，但是在新时代背景之下，促进了输电线路的发展和建设，人民日益增长的电力需求和质量要求，对输电线路的可靠运行提出更高的标准和要求，这种传统的线路运检方式已经不再满足输电线路迅速发展的需求。

一、智慧线路概况

智慧输电线路建设运行的基础是输电线路运行能力，在构建智慧线路的过程当中，要让电力企业结合人工智能技术、数据融合技术和监测传感，确保运行状态透明化、数据管理全面化、设备修复高效化、诊断决策智慧化。以现代信息技术手段作为依据，切实打造自主预警，本质坚强、智能处理、实时感知的智慧线路[1]。

二、输电线路运检管理存在的问题

（一）输电线路运检工作人员不足

随着时代的发展，我国电网规模越来越大。人们生活生产水平不断提高，居民对生活的品质要求越来越高，企业对满足生产的供电需求也越来越严格，对于提供稳定安全的电力供应提出了更高的要求和新的挑战，对输电线路运检工作的要求也在不断增多，工作任务不断加重。然而运检工作人员的数量增多与电网规模的扩张速度存在着差距，运检工作要求的增加，导致运检工作人员队伍力量不足，无法定时完成运检任务，从而为运检周期与运检质量带来了不良的影响。此外，由于输电线路数量增加，涵盖面也越来越大，有关设备的准确度也在不断提升，硬件设施条件的提升也为运检人员的专业能力提出了新的需求。
（二）责任制度不够完善

要想让输电线路的运检工作能够井井有条的进行，就要对运检工作人员的工作内容与工作责任进行精确的划分。但是在现实生活当中，电网企业的管理水平与理想中存在着比较大的差距，许多工作的内容与责任划分不够清晰，导致运检人员在工作中不能够认识到自己所负担的责任与工作内容，没有落实担当责任，作用发挥不到位，不利于保障运检工作的正常开展[2]。

（三）部门之间协作不够，需要健全一体化管理

在对往常电网企业的管理工作进行分析后，发现许多企业在展开输电线路运检工作还有许多进步空间，特别是工作的智能化展开是需要努力提升的。电网企业在进行管理的过程中，各部门之间横向协同、纵向延伸不力，还没有达到相互合作的局面，管理系统需要优化，这样才能够保障一体化管理模式能够正常运转。

（四）智能化水平不高

网络技术的发展进步为每个行业的发展提供了许多技术支持，对于电力企业来说也是这样的，电网的智能化建设，有利于增加电网的供电能力，而智能技术的利用有利于提升线路运检的工作质量。而且，现阶段依然存在线路设备老旧，线路老化的现象给线路运行和检修带来不安全因素；线路设备的资料不全，设备台账建设还存在着许多缺陷，让许多运检工作重复进行，导致工作效率降低，对线路运行维护工作质量也造成了不好的影响；电网智能化技术的发展仍处于发展阶段，在技术运行方面还在不断的提升。现阶段，要在运检管理工作中不断引进物联网等智能技术运用才逐渐满足和适应新时代运检工作的要求。

三、物联网特点

（一）感知信息

物联网可以对信息进行全方位的感知，还可以实现快速组网，便捷灵巧。在物联网中的传感器可以按时响应要求感知信息。一般都会将无线传感设备进行部署，不需要运用固定设备，就能够快速进行组网，对系统周围环境与各个环节的信息进行收集、处理。但是电力系统比较复杂，所以物联网对信息的全面感知功能是特别有必要的。

（二）融合信息，方便通信

物联网的传感器可以对信息进行缩减，这样就能够防止出现数据丢失的问题，保障通信顺利。传感器可以将信息传达给网管，把处理后的信息传输到客户末端。传感器与通信设备可以展开无线通信。在许多通信的支持下，网络通信也会变得特别便捷。

（三）自愈性比较好

物联网拥有比较复杂的网络结构与自愈性。物联网中的传感器需要充分展现作用，这是需要进行布置新的设备，也要对传感器进行调整。为了能够节约成本，减少能源的消耗，要及时切换传感器的状态。部分传感器会遭受环境的影响，自身存在着质量问题，不能够发挥作用，网络结构就会变得复杂。所以物联网一定要适应频繁的变化，要有较大的自愈性，不能影响正常的功能。电力系统对传感设备有严格的需求，一定要保障传感设备有好的组织水平，不能影响监控功能的运用。

四、现场应用与实践

（一）可视化系统

传统的线路巡检工作是需要靠人工按时巡视，在实际操作期间，经常会受到人员技能、天气情况等外界因素影响降低巡检质量。在冬季，导线易覆冰，可能造成杆塔失衡倒塔、线路过载发生闪络而停电、导线可能断线等故障。近几年，建设施工日渐加强，对于电力线路的破坏现象也越来越多。工程期间，需要派遣专人轮流对电力线路的情况进行勘察与保护，时间长久导致人力资源浪费。此外，树障隐患一直是影响线路设备可靠运行的原因之一。电力线路周围存在高杆树木，当两者距离过近，自然生长或在风力作用下，就会接近高压线，可能造成单相接地、弧光短路、断线等故障，引发跳闸停电，还可能造成火灾及人员触电身亡事故。将可视化系统融合到电力线路巡检工作之中，可在很大程度上优化电力线路监督管理方案，对线路防冰、防外力破坏、防树障隐患工作带来极大便利。若在电力线路运行期间出现运行异常现象，那么系统会及时发出警报，方便对线路状态进行精细化管理。这种方法极大地节省人力资源，缓和工作人员的工作强度，进一步提高为基层一线人员减负的效果。

不足之处：目前可视化装置多是在输电线路和架空线路上安装布防，成本较高。

（二）物联网传感器

对于智慧输电线路运行而言，应用物联网传感技术具有十分重要的意义。在传统的电力线路接头温度测量的时候，多选择使用人工进行，要求工作人员进入施工现场，利用专门的仪器设备进行测量，工作人员必须具备专业的技能。在测量的时候，会受到距离工作人员技能水平等因素影响，降低结果的准确性和可靠性。将物联网技术应用到智慧输电线路中，可以把互联网技术作为载体，实现设备的互联互通，及时发现解决问题，引进物联网传感设备，可以对电力线路的运行情况展开动态性监督控制。如在电线杆塔的塔身上安装传感器，可以对杆塔所在地带的温度和湿度变化进行检测，结果具有动态性和实时性。传感器所传回的数据信息能够帮助相关工作人员及时做出决策。很大程度上提高了输电线路的运行质量管理能力[3]。

不足之处：物联网传感器功能单一，对现场情况需要运检人员及时到现场检查。

（三）分布式故障诊断和隐患在线监测装置

在雨季，输电线路容易遭到雷击的破坏。雷击线路产生的感应电压会影响线路绝缘子毁坏，造成停电。雷电波会沿着输电线进入变电站内部，可能会损坏避雷设备与变压器。早期阶段，当电力系统运行过程中出现雷击、树障、外力破坏等故障跳闸问题，多依靠继电保护装置进行距离测量，且人工查找缺陷存在一定的不足，这种方法在寻找电力系统故障位置时难以准确定位，且耗费大量时间。在最近几年，通信技术和远程监管技术不断发展创新，分布式故障在线检测装置、隐患在线检测装置等均在智慧电路上有所应用，表现出良好的应用效果。当电力线路在运行期间出现故障跳闸问题时，线路故障将会以信号的方式快速传输到监督控制中心，由相关责任人分析故障情况，准确定位输电线路的故障位置[4]。

不足之处：分布式故障诊断和隐患在线监测装置仅能确定故障位置，对现场情况需要运维人员及时到现场了解。

（四）机器人

巡线机器人是一套智能化系统，包含了自主巡检机器人本体管理软件。巡检机器人本体是以移动机器人作为载体，搭载了可见光摄像机和红外热成像仪，自动沿导线和地线行驶，自动跨越直线杆塔与耐张杆塔，自动对线路的各种结构和线路走廊进行巡检巡视，以及电能在线补给。地面基站接收本体巡检的图像与数据，以及对本体的运行状态进行监控。分析诊断管理系统对巡检的线路、巡检数据、巡检作业进行管理。

不足之处：电线路分布点多面广，所处地形种类繁杂，巡检机器人长期暴露在野外，受到恶劣自然环境等影响，也给运检人员增加维护巡检机器人的工作任务。

（五）无人机

近几年来，无人机技术迅速发展，已广泛运用在输电线路巡查工作中，对弥补人工缺陷的不足，减少人员劳动强度，起到了积极的作用。对于物联网感知的智慧输线路，通过无人机进行第一次飞行收集巡检空间轨迹数据，上传数据至物联网平台保存，再次巡检时，无人机可实现自动避障，沿调用巡检轨迹、规划飞行路径自主飞行，完成无人机自动巡检任务。另外，通过无人机倾斜摄影技术、无人机携带的任务载荷（可见光相机、三维激光扫描等）等应用，在获取输电线路走廊的高密度、高精度点云影像后，构建三维模型，直观显示线路、铁塔的位置、与走廊中地物的空间相对关系，实现高精度三维空间量测、模拟分析及通道可视化管理，为“机巡为主、人巡为辅”的输电线路智能巡检模式和精益化运维管理提供坚实的技术保障。当遭受自然灾害或者生态环境受到威胁时，进行灾害评估、环境监测的工作。利用获取的三维点云模型数据与彩色影像信息，可以确定地面、植被、建筑物、道路、杆塔等相应属性目标的空间位置，为电线路智能巡检模式与精益化运维管理提供了技术保障。

不足之处：目前无人机巡检主要是依靠飞手携带无人机到指定区域人工操作无人机进行巡检的工作，巡检的质量与效率受飞手操作技能和天气状况等客观因素的影响。而且每条线路在巡视周期内需要到同一地点重复进行巡检工作，巡检工作量较大。将来可结合实际需要及根据巡检要求，采用无人机自动机场代替人工进行日常巡检，实现机舱自动开闭、无人机平台自动升降、和无人机存放等。

结语

在输电线路未来的建设与发展中，基于物联网感知的智慧输电线路运检技术会取得规模化应用。以现代信息技术作为基础，综合各类物联网传感设备，可以对输电线路的运行情况展开在线检测，及时发现故障，并缩小问题寻找的范围，提高电力线路检测效率和维修质量，减少人力资源的使用量。通过加快推动智慧输电线路的建设，将不断提高输电线路运行安全和稳定性，为电力安全生产提供广阔的发展空间。

参考文献

[1]刘贞瑶,郭嵘,刘俊祎.基于电力物联网建设的输电设备智慧管理研究[J].电工技术,2021,(13):162-163+165.

[2]凌健,佘昌佳,潘灵敏,等.基于物联网感知的智慧输电线路运检技术[J]. 湖北电力,2021,45(03):55-59.

[3]孙晨,杨权东,袁建涛,等.智能感知关键技术在电力物联网中的应用[J].传感器与微系统,2022,41(12):153-157.

[4]葛陈刚.基于物联网技术的电力设备状态检测研究[J].电子元器件与信息技术,2021,5(12):22-23.