复杂地形条件下的输电线路巡检模式探讨

蔡敏 卢萍 马建国 尹洪 刘姜 张楚谦

【摘要】随着电力建设的迅速发展，电网的规模不断的在扩大，高压远距离架空输电线路的数量在日益增多，在地形偏远、复杂地区的电网建设、输变电线路维护工作也日益增多，然而地区偏远、地形复杂的地区由于各种条件限制，时常发生线路故障，需要对线路工况进行必要的检查和观察，本文以复杂地形地区的线路巡检为例，探讨复杂地形地区的线路巡检的工作模式。

【关键词】复杂地形;输电线路;巡检模式;探讨

线路巡检工作是输电线路专业管理的重要组成成分，在偏远的山区或者无人区因4G 网络覆盖不全等限制，常采用人力巡查的模式，效率低下，工作质量也明显受影响，不利于线路的运行状况的运行环境的及时反馈，研究新的工作模式提高线路巡检的效率，降低人工和成本是目前地形复杂地区线路巡检工作的重点。

一、巡检工作存在的困难

（一）地形复杂带来的交通不便

以湖北地区某500kV线路为例，全线共设237基杆塔，总长度为99.47km，全线三分之一的地形为山区，其余区段的地形均为平原，线路分布的区域地形十分复杂，一定程度上导致了线路地面行车困难，交通不便，给该地区的输电线路运维检修工作带来阻碍。

（二）地势险要使得施工建设困难重重

500kV线路175#～223# ，所有的铁塔都设置在崎岖的山区，且多位于山区的山顶或者半山腰的位置，地势陡峭，坡度较大，最大的坡度处，山脚的坡面可以和地面的夹角呈70度，地势陡峭使得登山都极为困难，更别说在施工建设时期[1]。此外，该山区是以大量的碎石自然堆砌而成，碎石堆砌不牢靠，随时都有可能会自然滑落，这更加大了巡检工作人员上下山的危险，而且在施工建设时期，需要塔材、传输施工机具时更是操作困难，影响该地的线路巡检的工程建设，阻碍当地线路巡检工作的开展，造成恶性循环。

（三）多变的天气使得通讯不畅

湖北地处亚热带，典型的季风区内。全省除高山地区外，大部分为亚热带季风性湿润气候，光能充足，热量丰富，无霜期长，降水充沛，雨热同季，自然灾害发生频次较高，严重影响电网安全运行。2008年冰灾致使电力线路导地线、杆塔等覆冰严重过载，大量线路断线、杆塔塌陷，湖北地区500kV线路共发生断线21次，极端低温雨雪冰冻天气下，常常会出现封山、封路的情况，不仅会影响当地的出行活动，对通讯也会造成严重的影响，更是加重当地线路巡检的困难。

二、巡检模式探析

线路巡检工作是输电线路专业管理的重要组成成分，地形复杂的地区线路巡检面临着诸多的困难，如上文所分析的交通不便、通讯不畅、施工建设困难重重等问题都是地形复杂的地线路巡检面临的重要的问题，对当地的输电线路专业管理工作的开展具有重要的意义，研究有效的巡检模式也是当地的输电线路专业管理工作的顺利开展的重要保障[2]。

（一）采用数字化在线监测系统

数字化在线監测系统能有效的利用雷电定位系统等数字化技术，对雷电的发生情况进行实时的监测，如雷电定位系统能在线的监视雷电的活动，准确的统计出雷电的分布状况，根据监测到的数据对雷电的发展趋势进行正确的预测，并提供处理雷害故障所需要的数据的相关的信息。此外，雷电定位监测系统还能快捷的查询雷电的分布地点，为电力的生产和运行、规划设计、防雷保护措施提供有效的服务，实现降低雷击事故的发生几率，减少雷电灾害造成的影响，保障人们的财产安全和生命安全[3]。在地面落雷密度大，经常发生自然灾害如冰雪、大风、洪水等自然灾害的地区实施数字化在线监测系统则能有效的降低自然灾害带来的负面影响，为线路巡检工作提供方便。如2014年，在伴有雷电的强降雨天气，新疆哈密白山泉区域110 kV 的疆白线发生了跳闸事故，而当时国网哈密供电公司就利用了雷电定位系统对数据进行及时的分析，准确的发现强雷电流回击的位置，使得巡检的工作人员将巡检的工作重点放置在该处，迅速的找到了故障点，为线路的迅速恢复正常提供了保障。

（二）采用直升机巡视的模式

架空输电线路因长期裸露在自然环境中，是电力安全生产的薄弱环节，因此定期进行巡视是保障电网安全生产的必要手段，但由于其分布地区大多地形复杂、环境恶劣，日常巡检时运维人员及车辆难以抵达，导致巡视难度大、效率低、准确性差。由于直升机可以从空中观察输电线路及周边环境，具有观测立体化、巡视速度快、地域全适应等优势，直升机巡检技术为复杂地形地区的巡检模式带来了创新，我国在很早的时候就有过直升机巡检复杂地形线路的构想，随着直升机巡检方式的投入，直升机巡检的模式在线路巡检中运用得越来越广泛，为线路巡巡检带来极大的方便。直升机线路巡检的方式可以采用红外巡视和可见光巡视，红外巡视是指利用机载的热像成像巡线设备发现线路上发热类型的缺陷。而目测巡检方式则是在直升机上通过望远镜观测或者直接肉眼的形式对线路巡检，极大的方便了工作人员，为线路巡检工作带来便利。

（三）采用无人机巡视

采用无人机的巡视模式能在一定程度上无视地形复杂带来的阻碍，降低地形对线路巡检工作造成的困扰。无人机的巡检模式具有巡视范围全面、巡检的范围宽阔的优点，且无人机的巡检模式还能携带大量的检测设备，如红外热成像仪、高稳定望远镜等高端的检测设备，能通过这些设备准确的判断出当地线路的通道、金具等存在缺陷，方便缺陷维修工作的早期开展，让线路及时恢复正常[4]。此外，无人机的巡检模式巡检的速度和人工的巡检速度比起来还更具有优势，其速度不受当地的地形影响。其巡检工作能在空中完成，并能在当天就做出对巡视信息的反馈，巡视的效率明显提高，能有效的减少工作人员的劳动强度的同时保证管理人员及时的掌握电网设备的实际工作运行情况[5]。且无人机巡检模式还具有数据储存方便的优势，还能一边记录数据，一边对数据进行处理和分析。最后，利用无人机的巡检模式还能最大程度的保障工作人员的生命安全，降低工作人员在巡检过程中面临的威胁的几率。

（四）采用区域化值班管理模式

本研究研究对额管辖线路位置偏远，和输电工区距离较远，为巡检工作的工作时间、反应时间、工作人员的工作强度增加困难，因此，在线路的巡检工作模式中应该采用区域化值班管理模式[6]。建立输电保线站对线路突发状况的解决具有重要的意义，能减少巡检路程上发生意外的几率，同时极大的节约巡检的路程，缩短故障反馈的时间，以某地区线路为例，在采用了区域化的值班管理模式后，电压线路故障跳闸率明显降低，如表1。

（五）外委专业化检修队伍参与检修

本研究线路分布的地形不仅复杂，还具有地域宽广的特点，线路较长，总长已超过1400 km，且所处的地理环境也较差，检修的任务也较多，全靠一个班组完成所有线路的巡检工作，工作人员承担的任务量极大，会很难保证线路的巡检的质量，也难以保证线路可靠、安全的运行，因此，借助外委专业化检修队伍的工作模式具有重要的意义，能及时的发现线路存在的缺陷，并给予及时的处理。

三、总结

地形复杂地区的线路巡检工作常面临交通不便、通讯不畅、施工建设困难重重等问题，对当地的线路巡检工作的开展带来严重的负面影响。而线路巡检工作对当地的电力建设的发展具有重要的意义，本文根据复杂地形的实际情况，结合日常的工作经验，为地形复杂地区的线路巡检工作模式提出几个建议，认为在地形复杂地区，可开展外委专业化检修队伍参与检修、区域化值班管理模式、直升机无人机巡视、数字化在线监测系统检测等模式。

参考文献：

[1]陆继翔，徐弘升，杨志宏，等.基于迁移学习的小样本输电线路巡检图像处理方法[J].全球能源互联网，2019，2（04）：409-415.

[2]郑贤龙，汪旭旭，叶鹏涛.输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题分析[J]. 电气开关， 2018，26（3）：92-94.

[3]阮峻，陶雄俊，韦新科，等. 基于固定翼无人机激光雷达点云数据的输电线路三维建模与树障分析[J]. 南方能源建设， 2019，6（01）：120-124.

[4]戚银城，江爱雪，赵振兵，等.基于改进SSD模型的输电线路巡检图像金具检测方法[J].电测与仪表：2019.10（49）：1-7

[5]劉贞瑶，高方玉，姜海波，等.输电线路智能巡检机器人系统的研制及应用[J].电力信息与通信技术，2019，17（08）：57-62.

[6]刘志颖，缪希仁，江灏，等.电力架空线路巡检可见光图像智能处理研究综述[J].电网技术：2019，03（49）1-14