劉玉林

勝利油田電力分公司 山東東營 257000

1 研究背景

對電力線路進行巡檢是確保輸配電工作有序開展的關(guān)鍵。長期以來,電力線路巡檢以人工為主,定期進行。當前,隨著通信技術(shù)、視頻采集技術(shù)、電源技術(shù)等的發(fā)展,采用可視化技術(shù)對電力線路進行遠程巡檢成為可能,并且有效減小線路人員的工作量。采用可視化技術(shù),通過后臺系統(tǒng)將視頻數(shù)據(jù)與電力線路臺賬相結(jié)合,形成電力線路動態(tài)可視化臺賬,同時調(diào)用自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù),對電力線路發(fā)生的故障進行記錄,有效提高電力線路管理水平。筆者以勝利油田為例,對油田電網(wǎng)電力線路可視化技術(shù)的應用進行研究,實現(xiàn)電力線路人工巡檢與遠程視頻巡檢的有機結(jié)合,構(gòu)建設備臺賬與視頻數(shù)據(jù)、隱患故障的關(guān)聯(lián)性,加強電力線路運行風險預估能力,提高隱患排查處置的速度。電力線路通道受外部運行環(huán)境的影響較大,近年來統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,電力線路故障以外力破壞為主。面對高供電可靠性的需求,電力線路實現(xiàn)可視化巡檢具有重要意義。

2 電力線路可視化終端

電力線路可視化終端實現(xiàn)現(xiàn)場視頻采集、定時拍照上傳、異常情況識別拍照上傳等功能,設備安裝在高壓線路桿塔中上部,基于可視化距離、電源供電情況、報警模式等來對攝像頭進行選擇,確?，F(xiàn)場應用的可靠性。電力線路可視化終端安裝時,需要考慮線路檔距、電壓等級,以及攝像頭的覆蓋距離。

2.1 終端電源

在電力線路可視化終端中,攝像頭的電源尤為重要。油田電網(wǎng)電力線路電壓等級較高,并且位于野外,取電難度較大。為保證攝像頭電源的供電可靠性,對太陽能板、蓄電池進行測試評估,設計能夠確保終端裝置及輔助設備正常工作的電源。電力線路可視化終端蓄電池參數(shù)見表1。

表1 電力線路可視化終端蓄電池參數(shù)

太陽能板根據(jù)耗電總量、有效日照時間、平均日放電時間、系統(tǒng)利用因數(shù)等參數(shù)進行綜合測算,參數(shù)見表2。

表2 電力線路可視化終端太陽能板參數(shù)

2.2 終端安裝

電力線路可視化終端安裝中的重點是太陽能板的安裝、攝像頭的角度和位置。安裝時,根據(jù)地區(qū)光照差異做好太陽能板的方向調(diào)節(jié)。勝利油田位于山東省東營市,根據(jù)當?shù)毓庹涨闆r,電力線路走向為向東、向西、向南三個方向時,電力線路可視化終端安裝在桿塔南側(cè),太陽能板所處位置為南偏西10°;電力線路走向為向北時,電力線路可視化終端安裝在桿塔西側(cè),太陽能板所處位置為南偏西30°。現(xiàn)場安裝達不到上述要求時,務必增加配套支架,并且避免使太陽能板面向北、東北和西北,嚴禁角鋼、水泥桿、鋼管塔等形成遮擋,確保太陽能板能夠充分采集陽光。安裝過程中,要控制攝像頭的安裝位置。結(jié)合線路巡視重點和安裝經(jīng)驗要求,攝像頭安裝在導線弧垂最低點同一平面與桿塔交接位置為最佳角度。在滿足以上要求的前提下,攝像頭高度不得低于10 m,盡量安裝在高處,防止被盜。帶電設備應符合電力規(guī)程中的安全距離要求[1],水泥桿等工區(qū)特殊情況除外。

2.3 終端攝像頭

在電力線路可視化終端中,以拍照片為主的攝像頭像素一般為800萬～2 100萬,夜視拍照攝像頭和視頻監(jiān)控攝像頭像素為200萬。不同的攝像頭可以配置不同的鏡頭,包括高清鏡頭、夜視鏡頭、下視鏡頭、廣角鏡頭、變焦鏡頭等。對于跨越高速鐵路、高速公路和重要輸電通道的架空輸電線路區(qū)段,原則上采用實時視頻監(jiān)控攝像頭。

2.4 終端其它輔助裝置

結(jié)合電力線路現(xiàn)場實際情況,電力線路可視化終端可以配備其它輔助裝置,如聲光報警裝置、測溫裝置、智能巡檢裝置副機、微氣象監(jiān)測裝置等。這些裝置與攝像頭視頻采集相結(jié)合,能夠提高系統(tǒng)的監(jiān)控能力。

聲光報警裝置如圖1所示。聲光報警裝置連接至智能巡檢裝置主機擴展口,能夠遠程撥打智能巡檢裝置主機底部的電話號碼,支持語音喊話、聲光報警功能。在電力線路遭外力破壞的現(xiàn)場,通過視頻識別后,可以對現(xiàn)場作業(yè)人員進行警告,并通過撥打電話告知相關(guān)負責人。

圖1 聲光報警裝置

測溫裝置如圖2所示。將測溫裝置安裝至電力線路指定位置,在系統(tǒng)平臺上配置網(wǎng)絡地址。測溫裝置啟動后,定時向系統(tǒng)平臺上傳測溫數(shù)據(jù)。

智能巡檢裝置副機通過433 MHz無線通信與智能巡檢裝置主機相連,可以擴大監(jiān)測范圍,并且能夠降低監(jiān)控設備通信裝置的建設費用。智能巡檢裝置副機支持拍照功能,可以將所拍攝的照片通過無線保真通信傳送至智能巡檢裝置主機,并上傳至系統(tǒng)平臺。

圖2 測溫裝置

微氣象監(jiān)測裝置如圖3所示。將微氣象監(jiān)測裝置安裝至電力線路指定位置,在系統(tǒng)平臺上配置網(wǎng)絡地址。微氣象監(jiān)測裝置啟動后,定時向系統(tǒng)平臺上傳溫度、濕度、風速等氣象數(shù)據(jù)?；谝巴饩€路情況,制定合理的巡檢、維護策略,基于由極端天氣引起的電力線路覆冰、舞動等情況,及時進行預估。

探索多功能共享資源的平臺建設模式,應用遠程視頻通信通道實現(xiàn)各類電力線路數(shù)據(jù)采集裝置的遠程上傳,并實現(xiàn)通信主站的復用,為在線采集并上傳電力線路數(shù)據(jù)提供便利。

圖3 微氣象監(jiān)測裝置

3 電力線路可視化后臺系統(tǒng)

電力線路可視化終端采集的視頻數(shù)據(jù)和各類電力線路運行參數(shù),采用無線接入點專網(wǎng)的模式進行傳輸[2],在后臺系統(tǒng)中匯集應用。應用辦公網(wǎng)主頁賬號,可以對視頻數(shù)據(jù)與各類運行參數(shù)進行訪問。

通過電力線路可視化后臺系統(tǒng),可以直接訪問電力線路可視化終端攝像頭。根據(jù)攝像頭的所屬單位、線路名稱、線路電壓、桿號等進行分類排序,結(jié)合視頻終端的全球定位系統(tǒng)定位功能,實現(xiàn)電力線路可視化后臺系統(tǒng)對攝像頭地理位置的定位、電力線路遠程巡檢的管理和人員巡檢情況的自動統(tǒng)計。

攝像頭分類排序及現(xiàn)場視頻采集畫面如圖4所示,攝像頭地理位置定位及現(xiàn)場視頻輪播畫面如圖5所示。

圖4 攝像頭分類排序及現(xiàn)場視頻采集畫面

對電力線路可視化終端安裝情況進行錄入,建立相應電力線路的桿塔臺賬。后臺系統(tǒng)根據(jù)桿塔臺賬的關(guān)鍵詞,為操作人員提供桿塔的分類統(tǒng)計,并顯示桿塔的各類信息[3],如圖6所示。結(jié)合桿塔臺賬和電力線路可視化終端所采集的信息,分析形成電力線路運行風險與隱患臺賬,可以據(jù)此及時消除電力線路的風險和隱患,制定降低電力線路運行風險的相關(guān)措施。

圖5 攝像頭地理位置定位及現(xiàn)場視頻輪播畫面

圖6 桿塔臺賬畫面

4 電力線路可視化智能應用

4.1 風險智能識別

通過對現(xiàn)場視頻和圖片的學習,實現(xiàn)風險的智能識別,具體包括:

(1) 對電力線路走廊距離較近的各種建設作業(yè)進行自動識別,如挖掘、推土、吊裝等,針對有可能對電力線路的安全運行造成威脅的情況,進行自動推送;

(2) 對各種可能接近帶電體造成電擊、短路、接地等事故的建筑物、異物,進行識別報警;

(3) 對各種鳥類的筑巢情況進行識別;

(4) 對由惡劣天氣造成的覆冰、舞動等情況進行識別。

隨著典型視頻與圖片的采集量不斷增加,數(shù)據(jù)源也不斷增加[4],進而使識別的準確率不斷提高,為發(fā)現(xiàn)電力線路運行隱患和電力線路風險評估提供了有力的技術(shù)支撐。將視頻數(shù)據(jù)與所采集的溫度數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等相結(jié)合,還為電力線路運行狀況智能化識別技術(shù)的發(fā)展提供了新的研究方向。

4.2 巡檢情況自動統(tǒng)計

電力線路可視化終端全球定位系統(tǒng)定位數(shù)據(jù)與電力線路地理信息系統(tǒng)相結(jié)合[5],可以進一步精準地實現(xiàn)電力線路走向的繪制?；陔娏€路巡檢人員手持式終端的定位和導航系統(tǒng),自動生成巡檢軌跡,實現(xiàn)人工巡檢情況的自動統(tǒng)計。將視頻遠程巡檢與人工現(xiàn)場巡檢相結(jié)合,可以進一步提高電力線路巡檢的及時性,擴大巡檢的覆蓋面,并降低巡檢人員的工作強度[6]。

4.3 隱患統(tǒng)計分析及現(xiàn)場搶修

通過人工錄入、調(diào)度自動化系統(tǒng)推送、視頻自動識別等方式,形成電力線路運行風險與隱患臺賬。

根據(jù)所屬單位對工作任務進行統(tǒng)計、發(fā)放,與作業(yè)人員手持式終端實現(xiàn)現(xiàn)場視頻對接[7],達成工作任務的現(xiàn)場快速落實,以及用料的及時準確準備,為電力線路檢修運維工作計劃的制定提供支持,同時為事故應急搶修提供準確信息。

5 結(jié)束語

筆者以勝利油田為例,對油田電網(wǎng)電力線路可視化技術(shù)的應用進行研究,設計了電力線路可視化終端,構(gòu)建了電力線路可視化后臺系統(tǒng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應用,視頻采集、識別技術(shù)的不斷完善[8-9],通信技術(shù)的發(fā)展,在油田電網(wǎng)電力線路應用可視化技術(shù)已具備了較為成熟的條件,并且可以保障油田電網(wǎng)電力線路的安全、穩(wěn)定、高效運行。