信息化输电线路巡检管理系统的优化应用研究

国网江苏省电力公司南京供电公司 周雨奇 荆 彧

随着我国经济的快速发展，电力技术不断完善，供电的可靠性不断提高，电网的输送能力也大大增强，此时输电线路巡查就显得尤为重要。较于传统的线路巡视方法，信息化输电线路巡检优化系统对线路巡视以及数据的处理、设备的大小和使用等方面都有较大的提升。结合当前的信息化技术，我国技术人员开发了多种线路巡视系统：GPS 巡检系统、直升机巡检系统、无人驾驶直升机巡检系统、智能机器人巡检系统等等，应用于实际巡检过程中，都达到了很好的效果。

1 传统线路巡视的缺点

在修建高压输电线路时，建造场地常常处于较为偏远的地区，例如乡间田野等等，具有交通不便、环境恶劣的特点。因此，以前建造输电线路时主要利用人力来完成，利用机械化方法建造的不多[1]。但随着我国经济的快速发展，电力系统随之发展飞快，施工过程机械化成分日益提高，并建立了信息化输电线路巡检管理系统。但此系统还存在一些问题，以下将对其进行具体分析。

1.1 线路巡视方式落后

之前，线路巡视大都采用人工巡视，并用手写对巡视情况进行记录，这种巡视方式有很大的不足之处。首先，人工巡视时，可能会由于天气等不良原因，造成巡视数据的丢失以及损坏，而且对巡检人员自身的安全也没有极好的保障。其次，巡检人员对于工作的积极性、状态等等不能进行有效监督。此外，巡视工作需要巡检人员对周围环境、路线和记录方式等较为熟悉，所以巡检人员一般工作时间都很长。而巡检人员经过长时间的巡视，再次面对复杂和繁琐的巡检工作，积极性难免会降低，从而导致巡检管理的效率降低。

1.2 巡检人员掌握相关技术较少

传统的输电线路巡检人员采用手工纸质进行记录，然后再对数据进行统计。这种记录方式对巡检人员的技术要求不高，所以大部分的巡检人员都存在相关专业技术掌握不强，不太熟悉信息化的管理系统的问题。同时，相较于现在，之前的巡检人员只负责记录，对数据进行简单处理。但是在巡视过程中电线路出现的问题，不能及时的进行维修处理[2]，降低了巡检的质量。为了电网向更大规模发展，满足当代电力的需求，巡检人员需要掌握更多的技术相关知识，加强日常的学习与指导，以确保输电线路可以达到目标需求。

1.3 设备质量相对较低

传统的线路巡视的设备性能较低，尤其会出现工作压力大时线路发生故障的问题。而且在恶劣情况中，例如低温或者高温时输电线路容易损坏，不能适用于更广泛的地区。

1.4 巡查结果及时性差

传统的输电线路巡查采用人工巡查的方式，导致不能及时掌握输电线路中存在的隐患。而很多重大事故的发生大都与线路隐患得不到及时解决，或者解决的不彻底有关。同时缺少相关软件设施来检测并跟踪记录隐患，导致输电线路以及硬件设施等等存在的隐患不能进行有效记录。

1.5 数据的准确性和效率低

传统的输电线路使用手写的方式记录检测、巡检到的有关数据。这可能会造成信息的遗失、不全面和不正确性，而且这种方式具有很大的随意性。保存数据时不方面，将数据信息录入电脑时耗时较长，且正确性难免会降低，不能保证输电线路数据的准确性。

2 输电线路巡检系统的优化

为了更切实的满足用户对电网的需求，提高输电线路的效率和质量，国家电网开发了多种信息化巡检技术来适应各种恶劣的环境。以下几种系统均实现了无需纸张记录，提高了输电线路信息的准确性。

2.1 使用GPS 巡检系统

信息化线路巡视系统采用GPS 进行定位，相关人员使用掌上PDA 对线路进行巡视。这是一种数据准确性高，而且非常方便的管理系统。该系统结构是基于手机、电脑和服务器三者之间的互相通信功能，为巡检人员提供相应的服务，如路线导航、天气情况以及信息服务等等。同时，手机端可以提供详细的路线并进行导航、线路巡视路径的路线并上传以及易发生风险地区的提醒等，可以保障巡检人员的自身安全情况。电脑端可以进行对收集到的数据信息加工处理，导出相关日志，以及对巡检人员的路径进行更新等操作。服务器端对手机端和电脑端提供相应服务，包括对路线数据的观察以及对危险地区等级的划分等等。

可见GPS 巡检系统完全具备了对线路、杆塔等全部状况的实时查询功能，这就对巡检人员的工作积极性有了良好的判断。利用信息化对数据进行采集处理，相较于传统的人工方法，数据准确性大大提高。

2.2 直升机巡检系统

直升机巡检主要是通过直升机进行巡检输电线路，其中结合了一些信息化软件系统，例如：紫外成像仪、查分GPS 定位仪以及摄像机等等。使用直升机进行巡检可以高效地完成巡检工作，实时监测输电线路的情况，而且会自动生成巡检结果的数据和分析报告。

相较于传统的人工巡检方式，直升机巡检可以利用高清摄像头，更全面、更广泛、更快速地了解到输电线路的整体情况，比如线路的数据、线路中可能存在的缺陷等。同时，直升机巡检系统不受地理位置和地形的限制，很好地保护巡检地区的生物多样性。

2.3 无人机巡检系统

无人驾驶直升机巡检系统中有两个组成部分：无人直升机平台和检测系统。其中无人直升机主要负责飞行；检测系统负责对输电线路进行巡检。该系统可以实现一键式自主升降、红外热图、可见光与红外双重测试、多路双向同步传输、轨迹实时展示、自动巡检、安全预警策略、航线自动跟踪、三维程控飞行[3]这九大功能。无人机根据自身软件，对可见光影像和红外光视频等多种相关数据进行系统分析，利用网络将数据传输到文件管理系统。文件管理系统会对分析结果进行进一步分析并记录相关结果，利于后续相关人员的查阅[4]。

目前，很多输电线路建造在地形较复杂的地区，巡视线路的时候，环境非常恶劣。采用无人驾驶直升机巡检系统可以同时多维度地进行巡检，极大程度上提高了输电线路数据的可靠性，同时还可以提升了工作效率和输电线路的工作范围，降低了对人力的需求。

2.4 机器人巡检系统

机器人是按照人的身体形态设计的，巡检机器人亦是如此。但为了能够巡检线路、传输数据，它还包括了GPS 定位导航系统、数据诊断传输系统[5]等等。巡检过程中，根据GPS 定位导航系统进行路线执行，行动如人一样自在，可自然地跨越道路上的障碍，身体中自带检测设备，并自行对检测到的数据进行记录、分析，全程通过摄像机实时监测状态。分析完成后通过网络将数据传送给专业人员，专业人员根据数据可以知道输电线路是否损坏，是否发生故障，进而及时进行处理。

以上四种输电线路巡检系统均对线路进行了可视化处理，对输电线路以及所处的环境作为整体，进行系统性的巡检。并将巡检过程中检测到的数据进行整理并分析，通过网络传输到相应的文件系统中。将巡检过程进行可视化处理后，专业人员便可实时远程监测线路的运行情况，及时对未知隐患进行处理。

3 信息化线路巡检管理系统优化的优点

可靠性：随着技术的发展，电气技术和系统不断完善。在经过长时间的数据测试后，相关技术系统已逐渐稳定且成熟，其性能十分可靠。同时一些系统软件设计之初，融合了网络信息技术安全以及用户接口管理等有关方面，提升了系统的容错性。

开放性：遵循业界主流的标准，对数据库操作、产品集合和开发工具等采取标准化设计模式以及开放式系统结构，和当前的电力自动化系统和线路巡检管理系统进行完美融合，充分体现了系统的全面开放性。

易用性：基于对系统的图形操作界面进行人性化设计处理，巡查系统软件设置的较简单易学，而且更为直观，便于巡检人员的学习、应用，并对线路数据进行处理等。

扩展性：信息化线路管理系统配置灵活，且组合方式多种多样。系统中的软件功能强大，可以满足不同用户的需求。

实时性：利用GPS 定位系统，工作人员实时监测输电线路的运行情况，并对输电线路中存在的问题进行预测和及时性处理，可以避免一些重大事故的发生，对输电线路的稳定运行提供保障。

4 信息化线路巡检管理系统优化应用

当前管理优化系统具有配置较高、涉及功能多、简单易学等优点，所以在应用过程中得到了很好的效果。同时巡检设备的功能强大、定位准确、便于携带、性能好，在极端恶劣的情况下仍可以继续工作。观察数据和记录数据更准确，可以根据GPS 对线路的实时情况进行规划、制定和修改。同传统的巡查设备相比，有了很大的进步，较大程度上提高了巡检管理的效率和质量。文中以500kV 输电线路为例，讲述信息化线路巡查管理在运行中的应用。

4.1 三维信息系统

利用信息化技术，将原本的三维物体模型以及卫星图像进行输电线路设备的可设计管理。采用两种不一样的飞行模式，分别是自上而下和自下而上。这两种飞行模式通过对输电线路设备和已知空间目标的地理位置和相对位置进行分析，结合天气、实时路径等多种因素，提供多种不同的方法。相关人员可以根据提供的方法进行实景导航，更快地到达目标地点，同时也节省了大量时间。利用这种三维地理信息系统，不仅可以定位到地面的地点，还可以直接定位到卫星上，利用信息化技术，生成三维的地理图像。新的技术人员通过观察系统飞行演示时产生了三维图像以及对应的不同时段、编号等的详细信息，便可对输电线路相关过程、实施路线等有个简单了解，可以尽快掌握输电线路的工作流程，缩短了对新技术人员的培训时间，提高了工作的效率。同时，对于输电线路的安全运行和维护方面，有更具体和更可靠性高的数据对其进行保证，可以减少数据的错误，提高准确性。

4.2 远程指挥系统

巡检现场直接通过信息化技术与线路总指挥中心建立联系，在发生紧急情况时，实现了远程监测现场的要求。并与专业人员进行对讲，了解实时境况，及时处理突发事件，极大缩短了应急响应的时间。此外，对于维修的过程，检修现场远程指挥系统可对此维修现场操作进行保存，也为了日后更好地总结经验和培训新人员。

4.3 在线监测系统

在线路塔上设置在线监测系统，便于观测和记录输电线路的运行情况，集中管理输电线路的正常运行。当输电线路发生故障时，根据在线监测系统实时监测，采取建立的应急防范机制进行处理，并在巡检技术人员维护过程中提供场外帮助。在国家技术和政策的支持与帮助下，500kV 输电线路的水平也有所提升。

4.4 智能化信息管理平台

为了实现情报目标，满足实际用户的需要，建立了一个智能管理平台，确保输电线路的正常维护和安全运行。此管理平台的软件应用信息化全球定位系统，如GPS 的先进技术，准确的监测输电线路的运行情况，进行实时监督，确保了数据的正确性和有效性。

4.5 培养输电线路技术人员

输电线路巡检工作至关重要，为确保并提高输电线路在运行过程中的安全性和实时性，必须对输电线路人员进行专业培训，让其熟练掌握与输电线路相关的专业知识和应急措施。并在实践中深入学习，检验理论，完善并提高自身技术，为输电线路的安全运行提供保障。

4.6 完善信息库

当前电网技术发展迅速，输电线路也逐渐增多。记录和更新当前的信息数据资源库，可以较好完善输电线路，为巡检人员提供便利。当发生危险时，可迅速检测到发生故障的输电线路的具体位置，对其进行维修和处理。可见，在线路数据采集方面，对输电线路的稳定运行和检测问题线路起到了重要推进作用。

5 结语

较传统的线路巡查方式相比，信息化线路巡查管理优化系统更完善，功能更多，巡检管理的效率和质量更好。信息化管理优化系统保证了巡检过程中的高效性、安全性等，减轻了巡检人员的负担，增加了巡检工作人员的积极性。从整体上来看，提升了线路巡检的质量，为电力相关系统提供安全高效的保障，信息化优化系统也因为这些原因被广泛应用于各大领域。