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國網(wǎng)寧夏電力有限公司中衛(wèi)供電公司，中國·寧夏 中衛(wèi) 755000

1 引言

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展致使各類用戶對電量的總需求逐年增加，也對輸電線路安全、穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高要求。然而，或是盜竊、施工等人為的有意無意的破壞，或是強(qiáng)風(fēng)、雷雨等自然因素的作用，均對輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行形成了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，既影響了電力的輸送和供給，也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，探討如何利用現(xiàn)代技術(shù)手段對輸電線路進(jìn)行智能化運(yùn)行與維護(hù)以使其穩(wěn)定運(yùn)行就顯得十分必要。

2 影響輸電線路正常運(yùn)行的常見故障

在輸電過程中，各種主觀和客觀因素都可導(dǎo)致輸電線路產(chǎn)生故障，進(jìn)而影響輸電線路的正常運(yùn)行。當(dāng)輸電線路發(fā)生故障時，就需要采用技術(shù)手段對其進(jìn)行維護(hù)從而排除或解決故障。這些常見的故障主要有以下兩種。

2.1 自然原因?qū)е碌墓收?/h3>

輸電線路大多在野外進(jìn)行電力輸送，長時間的野外暴露極易使其受到自然因素的不利影響從而形成故障。例如，經(jīng)過長期的日曬雨淋，電線被氧化或腐蝕形成的故障；在大風(fēng)天氣下，折斷的樹枝倒落在線路上形成的短路等[1]。

2.1 人為原因?qū)е碌墓收?/h3>

因人員的操作不當(dāng)或者蓄意破壞而導(dǎo)致的線路故障也非常常見。例如，在設(shè)計時，因考慮不周而將輸電線路的高度設(shè)計得過低，當(dāng)大型車輛通過時則會對線路形成破壞；不法分子為了經(jīng)濟(jì)利益而對輸電線路實施盜竊行為，導(dǎo)致部分甚是整體輸電線路陷入癱瘓狀態(tài)；施工單位盲目、違規(guī)施工導(dǎo)致輸電設(shè)備損壞等等。

2.3 自身原因?qū)е碌墓收?/h3>

除了自然、人為原因?qū)е碌墓收贤?，輸電線路的自身問題也可導(dǎo)致故障的產(chǎn)生。例如，因絕緣子、接地裝置等電氣元件或設(shè)備質(zhì)量不合格而導(dǎo)致的故障、因長期使用致使導(dǎo)線老化而產(chǎn)生的故障等。

3 輸電線路運(yùn)行維護(hù)中對智能化的需求

3.1 安全性的需求

隨著中國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，傳統(tǒng)輸電線路為了更好地適應(yīng)社會發(fā)展的需要，就應(yīng)不斷地提高輸電線路的智能化水平，在智能化技術(shù)的基礎(chǔ)上來運(yùn)行輸電線路運(yùn)行系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對線路運(yùn)行的合理分析，并實時診斷線路運(yùn)行異常問題，便于工作人員及時采取有效的措施解決異常問題，保證輸電線路運(yùn)行安全和穩(wěn)定。

3.2 實用性需求

輸電線路實際運(yùn)行過程中，通過智能化系統(tǒng)檢測運(yùn)行質(zhì)量，分析運(yùn)行數(shù)據(jù)，制訂有效輸送方案，提高了輸電線路的運(yùn)行效率和運(yùn)行質(zhì)量。

3.3 信息化建設(shè)的需求

隨著中國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅可以提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，還能夠使電網(wǎng)運(yùn)行更加簡潔，電力企業(yè)通過運(yùn)用這種信息化技術(shù)，可以很好地適應(yīng)信息化建設(shè)的要求，對社會、對企業(yè)長久穩(wěn)定發(fā)展都有著重要的意義[2]。

4 實現(xiàn)輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)手段

4.1 現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)

將現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用于輸電線路運(yùn)行維護(hù)之中，主要目的是解決傳統(tǒng)線路運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)中信號傳輸質(zhì)量差的問題。在傳統(tǒng)線路運(yùn)維系統(tǒng)中，信號傳輸不穩(wěn)定，經(jīng)常會發(fā)生調(diào)度中心無法及時收到信號或因信號傳輸問題無法及時下達(dá)線路操控指令的情況，既影響輸電線路的正常運(yùn)行又影響運(yùn)行維護(hù)效率。應(yīng)用現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)，通過調(diào)整信號傳輸方式，可以較好地解決上述問題。利用衛(wèi)星通信技術(shù)，可以在電氣元件、系統(tǒng)各數(shù)據(jù)傳輸和處理終端之間構(gòu)建起新型的信號傳輸網(wǎng)絡(luò)。在這個網(wǎng)絡(luò)中，信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性均有大幅度的提升。依靠此網(wǎng)絡(luò)，可以使數(shù)據(jù)定位更加準(zhǔn)確、指令下達(dá)更加及時、輸電線路的運(yùn)行維護(hù)更加高效。當(dāng)前，中國衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展已較為成熟，可以為輸電線路的運(yùn)行維護(hù)提供可靠支持。

4.2 在線監(jiān)測技術(shù)

對輸電線路實施在線監(jiān)測，是通過構(gòu)建在線監(jiān)測系統(tǒng)來實現(xiàn)的。在線監(jiān)測系統(tǒng)一般由智能終端、移動終端、視頻服務(wù)器、主站系統(tǒng)等部分組成，各組成部分通過光纖或無線信號進(jìn)行連接和通信。智能終端包括球機(jī)、通信裝置、報警器等設(shè)備。在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行過程中，智能終端通過有線或無線的方式將信號傳遞至視頻服務(wù)器，經(jīng)過視頻服務(wù)器的信號轉(zhuǎn)換，再將相應(yīng)的數(shù)字信號傳遞給主站系統(tǒng)或者移動終端。

除此之外，智能終端也可以直接通過無線信號將數(shù)據(jù)傳遞給移動終端。利用在線監(jiān)測系統(tǒng)對輸電線路進(jìn)行維護(hù)，工作人員可以通過網(wǎng)絡(luò)視頻實時對線路運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測，不僅能夠及時維修已發(fā)現(xiàn)的線路故障，還能夠在線路出現(xiàn)異常情況時及時采取預(yù)防措施[3]。

4.3 智能故障診斷技術(shù)

長期以來，中國輸電線路故障診斷技術(shù)采用的是切斷與隔離部分線路的辦法以查找故障位置。隨著輸電線路發(fā)展的日趨復(fù)雜化，這種故障診斷方法的連鎖影響大的弊端也越來越明顯，迫切需要采用新的故障診斷技術(shù)。智能故障診斷技術(shù)通過對故障信號信息的采集、處理和分析以實現(xiàn)對故障的診斷，能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)故障診斷技術(shù)的弊端。智能故障診斷系統(tǒng)是這種技術(shù)的載體，通常包括監(jiān)測終端、數(shù)據(jù)中心、工作站等部分。監(jiān)測終端負(fù)責(zé)收集線路的故障信號，可根據(jù)需要安裝在線路的適當(dāng)位置。數(shù)據(jù)中心是故障信息的集中處理中心，負(fù)責(zé)分析監(jiān)測終端采集和傳遞來的信號，并將最終結(jié)果發(fā)送至工作站。工作站在接收到數(shù)據(jù)中心發(fā)來的信息后，相關(guān)工作人員就可以根據(jù)具體故障進(jìn)一步采取處理措施。依靠智能故障診斷系統(tǒng)，運(yùn)維人員可以對線路故障準(zhǔn)確定位，極大提高了故障維修效率。

4.4 雷電故障定位技術(shù)

中國輸電線路具有分布廣、距離長等特點(diǎn)，受氣象條件影響較大。在所有氣象因素中，雷擊對輸電線路造成的破壞最大。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，由雷擊造成的線路跳閘數(shù)最高可占跳閘總數(shù)的70%，可見雷擊已成為線路跳閘故障的主要原因。相對于根據(jù)故障錄波圖測算雷擊位置的傳統(tǒng)方法，雷電故障定位技術(shù)可對雷電對地閃擊的時間、位置、電流強(qiáng)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行測定，并且能夠分析和查詢線路雷擊故障，具有效率高、定位準(zhǔn)等優(yōu)勢。此技術(shù)可利用定向定位、時差定位、行波定位、桿塔安裝定位等多種方式測定故障位置，定位精度較傳統(tǒng)方法也有大幅度提升。不僅如此，這種技術(shù)在定位故障的同時，還可以識別故障的具體類型，從而為分析雷擊原因、研究改進(jìn)措施、提高線網(wǎng)安全奠定基礎(chǔ)。

4.5 無人機(jī)巡查技術(shù)

無人機(jī)技術(shù)是近十多年才興起和發(fā)展起來的新型技術(shù)，將其應(yīng)用于輸電線路的巡查具有諸多優(yōu)勢。首先，相對于人工駕駛直升機(jī)巡查，無人機(jī)只需人員地面控制，無需人員上機(jī)駕駛，對于巡查人員來說更具安全性；其次，可以突破地形限制，即使局部地區(qū)發(fā)生泥石流、塌方等自然災(zāi)害，線路巡查也不會受到影響；最后，巡查速度快，每小時可巡查數(shù)十公里線路，是人工巡查效率的10 倍以上。利用無人機(jī)巡查線路需要組建相應(yīng)的巡查系統(tǒng)，其主要包括無人機(jī)平臺、地面測控站、數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)、地面處理系統(tǒng)等部分。巡查系統(tǒng)利用地面測控站對無人機(jī)實施控制并采集各種線路信息，通過數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)將采集到的信息傳輸?shù)降孛嫣幚硐到y(tǒng)并進(jìn)行后期數(shù)據(jù)處理，以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)和定位線路故障。相信隨著技術(shù)發(fā)展的不斷成熟，無人機(jī)技術(shù)在線路巡查方面將發(fā)揮更大作用。

4.6 機(jī)器人巡線維護(hù)

中國地域遼闊，電力企業(yè)在全國各地分布狀況有著明顯的差異，通常來說，偏遠(yuǎn)地區(qū)由于輸電線路電壓較高，因此應(yīng)采用等級較高的電壓，如果還采用人工巡檢的方式進(jìn)行檢查的話，不僅工作效率低下，還會帶來一定的安全隱患。對此，可以選擇機(jī)器人巡線維護(hù)技術(shù)，這種巡檢技術(shù)會配備相應(yīng)的監(jiān)測儀器，如紅外檢測儀等，可以利用導(dǎo)線行走的方式將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌b置中，并展開全面的處理與分析，大大提高了巡檢的質(zhì)量，還能夠減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，對提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益方面起著積極的作用。

5 結(jié)論

綜上所述，電力企業(yè)通過將智能化技術(shù)與輸電線路相結(jié)合，極大地提高了輸電線路智能化水平，也保證線路的運(yùn)行質(zhì)量。此外，隨著中國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的輸電線路已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，需要通過更加先進(jìn)的智能化手段來對輸電線路進(jìn)行實時監(jiān)控與維護(hù)，這樣才能及時地發(fā)現(xiàn)輸電線路的問題，便于工作人員采取有效的措施進(jìn)行解決，也提高了線路運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量。