输电线路走廊树障清理相关技术分析

董明

输电线路走廊树障清理相关技术分析

董明

（海南电网有限责任公司海口供电局，海南 海口 570102）

在输电管理工作中，输电线路的运维工作至关重要。主要根据多年的工作经验，对当前输电线路通道中树障清理期间所采用的技术进行详细研究，在确保输电线路能够安全、稳定运行的同时，利用科学的清理方式方法及技术以确保运维人员的人身安全。

输电线路；输电运维；树障清理；树线矛盾

电力是经济发展的重要物质基础，随着中国经济的快速发展，中国电网也迎来了前所未有的发展机遇，输电网是电力传输的主网架，在输电线路的运行维护中，树线矛盾一直是严重威胁电力线路安全稳定运行一个重要问题，所以一定要做好电力线路树障的清理工作，而这同时也是电网运维一项主要的日常工作。

1 输电线路走廊树障在线监测

1.1 输电线路走廊树障测距技术

1.1.1 导线激光测距

激光测距主要是使用激光来给目标距离采取精准的测定。激光测距实验则是利用激光来给线树距离做测量工作。

原理为把高度同向性脉冲激光束射向摆放到角反射镜中，然后根据接收的时间来确定距离。在采用激光测距仪的过程中，要往目标位置投设细微的激光测距仪光，然后让光电元件去收集目标反射的激光束，计时装置测定激光束在进行发射到接受的整个过程中，能够掌握观测人员和目标间的距离。

1.1.2 超声波测距

主要原理为在超声波发射装置放射超声波，其主要是依靠接收器获取超声波过程中所形成的时间差，超声波发射器在往其中一方位投射超声波的一刹那进行计时，此时空气能够作为超声波传送的载体，在此过程中如果遇到障碍物的话就能够马上返回，超声波接收器在接受反射波后就要马上结束计时。在监测树障的过程中，可以在无人机中搭设超声波测距装置，这样就能够达到理想的测量效果。超声波测距属于非接触测量中比较重要的一个方式，在诸多的领域中都得到了普遍的使用。

1.1.3 机载激光雷达智能测距

激光雷达主要是通过三维建模而来的，利用扫描的方式能够精准地对电网线路导线进行定位，并创建设备与设备附近的模型，此外还要对线路和树木之间所具有的距离进行测量，同时也要检测线路和树木的间距。由于视角的关系，肉眼可见观望到的最高树木并非是最高的。目前利用激光雷达扫描的方法，可以以立体的形式展现出树障附近的情况，并且还可以利用三维建模的方式来让系统确定最高的树和导线之间的距离，从而便能够确保测量的准确性，而且还可以将误差控制在厘米范围。此外，多旋翼无人机搭设激光雷达能够展现出线路附近的三维环境，这等于是创建了有关线路的高精度电子沙盘，这样一来就能够为工作者创建隐患防治方案提供合理的参考依据。激光雷达智能测距输电线路树障一共要经历以下阶段：分别是数据收集、数据整理，对结论进行研究。

1.1.4 倾斜摄影测距

倾斜摄影技术在这些年得到了广泛的使用，并且属于摄影测量领域的全新技术，其不但可以全面地体现出地物的实际状况，准确地获得物方纹理信息，而且还能够利用全新的定位、建模等技术来制作成三维模型。在相同的飞行平台中搭设两台以上的传感器，并在各种角度下收集影像，以得到与地面物体有关的信息。如果以垂直角度来进行拍摄的话，所得到的影像就被叫做正片，如果镜头位于上方并和地面构成适度夹角的话，那么所得到的影像就属于斜片。把倾斜摄影技术使用到无人机当中，其实就是一次制作三维模型的过程，不过效果会更加的逼真，能够满足实际要求。只需要进行一次飞行，就可以得到各种视角的影像，而且还可以使用电脑软件来进行纹理自动贴图。整体来讲，和过去所使用的技术比较能够发现，倾斜摄影技术精准性较高，性价比也比价合理，所以得到了普遍的使用。

1.2 电力走廊数据处理分析

1.2.1 电运分类数据处理技术

对收集的原始数据事先做好预处理，而在激光点云方面，则要根据三维激光扫描数据来分类，在给激光点云做好大地定向后，再使用激光分类工具给地面的激光点做好分类，并进行正确的辨别，从中获取到高准确性的线路导线、树木、跨越、建筑的激光点云，而且还要应用分好类的地面激光点云来制作数字高程模型。而对于一些非地面激光点云，例如线路导线、树木等，则可以依据影像数据来做三维可视化高程渲染，然后根据处理的结果对数字高程模型、数字正射影像进行配准叠置，并为它们结合相符的坐标，同时还要根据矢量化地图来分配矢量数据，对三维空间数据进行标记，创建逻辑关系，构成导线、杆塔、建筑的分类对象空间，此外还要完成对输电线路走廊三维柱子模型的创建工作，这样就可以掌握收集期间输电线路走廊三维空间的状况，其中主要有走廊地形、导线弧垂、杆塔等线路设备的运维信息。

1.2.2 Zigbee+Wi-Fi+3G/4G混合通信组网技术

从技术层面进行分析，成本不高的混合组网是当前最为理想的高空通信方案。用Zigbee+Wi-Fi+3G/4G混合无线通信技术，来把测距、线路走廊内视频等相关数据输送进后台，此类组网形式具有很强的适应性。采用Zigbee无线通信的形式，可以让测距传感器和检测主机间顺利地进行通信。此混合组网的通信形式可以对信号弱的区域、难以巡线区域的线路走廊内的树障隐患进行全程监控。

2 创建树障隐患预警系统

2.1 创建输电线路通道树障隐患信息库

创建能够方便管理的输电线路通道树障隐患信息库，对所在地的输电线路内树障的关键信息做好记录工作，其中主要包括收集树种、树龄、树高、生长速率、地区气候等方面的信息，这样一来就可以掌握树障隐患的分布情况和主要的特征。输电线路走廊树障隐患动态及预警分析系统如图1 所示。

图1 输电线路走廊树障隐患动态及预警分析系统

2.2 创建树高生长预测模型

对植物的成长情况建立相关的模型，并掌握好使用情况，同时还要分析植物生长的趋势，这样就可以对树障隐患做好管理，并要适当地对树种做好处理，以及改进输电线路的搭设情况。在对模型的不确定性进行评估的过程中，主要采用的是贝叶斯估算法，这样就可以提升树高生长模型参数估测的准确性，此方法特别适合用到输电线路通道树木的树高模拟当中。

其中，贝叶斯法是以贝叶斯定理为基础所研发出来的，主要的作用在于阐明和解决统计问题。完善的贝叶斯分析主要包含数据研究、创建概率模型、效应函数的假设等。贝叶斯的使用方式把并不了解的参数的先验信息和样本信息融合到一起，然后利用贝叶斯定理来获取后验信息，把这些信息用来预测参数的分布情况。

令=（1，2，3，…）为数据向量，=（1，2，3，…）为参数向量，贝叶斯基本方程为：

（，）=（θ）（）=（）（） （1）

式（1）中：为概率分布函数。

对于参数，在以往所采用的算法中，能够使用最下二乘法来计算；在贝叶斯法中利用概率分布来表达的不确定性，这样就可以对进行估算。通过贝叶斯条件的概率，的条件概率分布情况为（）=（）（）（），而如果是连续型，则（）=[（）]=p（）p（）（）。

在贝叶斯法当中，给定样本中的的条件概率分布情况为（），这就为参数的后验信息，（）则为给定下的似然函数，（）则为的先验信息。

利用上面的方式，来给各树种树障创建相符的高度生产模型，最后就可以创建出输电线路通道数据高度生长模型 列表。

3 结束语

输电线路的树障难题始终影响着电力企业，因此，得到了相关工作者的高度重视，并加大了对其的研究力度，也制定出了相应的解决措施。其中，全新技术的使用能够更好地改善传统技术的局限性，从而为电力线路建立安全、可靠的运行环境。但单一的清障措施难免需要非常多的人力、物力，同时错误的清理方法也严重威胁着线路运维人员的人身安全，在不同的线路位置及不同的生态环境下，一定要运用多种措施及方法，全面展现出各种清理方法及工器具的优势，并要把组织工作、清理工具、技术使用合理地融合到一起，这样就可以节省树障清理的人力和物力，确保输电线路走廊树障清理的效果，保障线路树障清理人员的人身安全，为电网运维打造一个可靠的“安全通道”。

TM75

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.02.057

2095－6835（2020）02－0139－02

〔编辑：张思楠〕