曲波
国网蒙东呼伦贝尔供电公司 内蒙古呼伦贝尔市 162650
摘要：电力设备长期暴露在大自然之中，多种因素会造成线路上各元件老化、疲劳、氧化和腐蚀，如不能及时发现和消除，可能发展成为某种故障，对电力系统的安全和稳定构成威胁。为防止电力设备出现突发性故障，需要对变电站和线路进行定期和不定期的巡检，使故障被消灭在萌芽状态，从根本上提高电网的运行可靠性，保障正常的能源供给。基于此，本文将对输电线路智能巡检系统的设计与实践进行分析。
关键词：输电线路；智能巡检系统；设计与实践
1 输电线路巡检现状
近年来，随着移动通信、物联网技术和无线通信技术的不断发展以及巡检工作需求增多，出现了一系列基于GPS技术和RFID技术的电力设备巡检系统，巡检人员利用移动终端PDA读取电力设备上的电子标签以获得相应数据，再将巡检数据通过无线通信网络传输到PC端的后台管理系统。这类系统与人工纸质巡检方式相比，工作效率有了很大的提高，但流程繁杂，不满足国网信息安全规定，在使用过程中逐渐被淘汰。
随着智能手机、平板电脑以及智能手表等一系列移动智能终端普及率越来越高，将智能移动终端带入到电力设备巡检工作中不仅能大大提高巡检工作的效率，也为电力系统输电巡检提供了机遇。现阶段移动网络基础设施建设的不断推进，在云计算、物联网等技术支撑下，移动互联网在电力行业的应用潜力得到有效激发，各专业领域的移动作业系统在现场应用中发挥作用突出，因此，本文结合现有的信息化技术，依据现有的巡检模式，设计开发了一种输电线路智能巡检系统，满足输电巡检的各项工作内容，不仅能大大提高巡检工作的效率，更能扩大智能巡检在各电力企业中的普及率和覆盖率，从而保证电力系统的安全稳定。
2 输电线路智能巡检系统的设计要求
传统巡检方式为巡检人员携带纸质标准巡检作业书，巡检设备后手工填写巡检结果，巡检结束将巡检记录册汇总到电网中心备案，并根据故障记录采取必要的维修措施。这种采用纸质标准巡检作业书的巡检方式成本高，携带不方便，手工填写巡检记录容易产生漏记、错记等人为失误，而且不利于进行信息化的统计分析和对巡检工作进行监督和管理。
针对传统巡检工作存在的问题，有学者研究了基于条形码识别的巡检系统，但该系统需要在设备上安装IC卡用于存储巡检任务，而且常年的暴露会使IC卡损坏。鉴于GPS功能已经越来越多的用在工业领域，因此提出设计变电站和输电线路智能巡检系统。系统由中心服务器数据库与管理软件、巡检终端与客户端组成。巡检终端采用集成GPS模块的PDA构成，巡检员通过安装在PDA的巡检终端软件登录后，可以自动采集终端的位置，通过无线网络发送给服务器，可以有效的监督巡检员的工作。同时，中心管理系统根据GPS反馈回来的地理位置，自动下发相应的巡检任务。巡检员完成巡检任务后，现场可以将巡检工作报告填写好，并发送给中心管理服务器。此外，巡检终端还可以自动接收服务器发送过来的通知消息。该系统可以有效的监督巡检员工作，并可以实时将巡检结果发送给服务器，服务器端软件还能够对关键设备的状态做出判断，对于可疑结果会做出警示，同时通知巡检终端与客户端。
3 输电线路智能巡检系统的设计与实践
3.1 中心服务器
中心服务器采用NET开发，数据库是基于MySQL搭建的。中心服务器主要由用户管理模块、通信管理模块、任务管理模块、线路管理模块和结果管理模块构成。
用户管理模块实现对用户的管理，包括对巡检员和客户的管理；通信管理模块负责中心服务器与巡检终端、客户端的通信；任务管理模块是整个系统的关键，根据变电站和输电线路巡检任务的工作内容，可以将巡检任务分为：设备日常巡视、春（秋）季检查管理、设备检修、预防性试验、设备评级、缺陷管理、技改项目等；线路管理模块主要是管理变电站和输电线路的设备，供制定任务或执行任务时，查询设备的参数、状态等；结果管理模块主要是管理巡检结果，包括接收终端的数据进行存储、查看和打印等。
3.2 巡检终端
巡检终端根据其功能需求，采用定制的PDA实现，在PDA中添加GPS模块，用于采集巡检终端的位置信息。巡检终端操作系统为WINCE5.0，终端软件实现的功能包括巡检员的登录、个人设置、地理位置发送、任务领取与提交。日常巡检或各项任务完成后获取的数据提交至中心服务器，生成设备运行状态、巡检情况的各种报表、图形显示，还可提供统计数据，分析设备完好性、巡检人员完成情况设备漏检等。如果设备数据与数据库中保存的正常状态差异较大，系统会自动通知巡检终端和客户端提示报警。
4 输电线路智能巡检系统的实现
根据上述结构及框架，利用程序语言建立了输电智能巡检系统。移动端采用移动APP，作业人员利用定制的移动终端开展输电巡检工作，主要承载相应的标准化作业流程和标准，用于指导人员开展现场作业，完成记录设备缺陷，上传现场数据和查询历史数据等服务端采用WEB页面展示，主要用于分发作业计划、统计分析作业结果和管控作业全过程，为管理人员提供决策依据，数据传输采用移动4G通信网络，并加装电网公司安全加密措施。具体实现如下：
4.1 工作任务管理模块
工作任务管理模块是对巡检员的巡检作业进行指导和管理的模块。巡检员通过该模块从管理平台下载巡检任务，包括：工作任务、工作地点、工作时间、工作表单、注意事项等。在巡检员执行任务时，打开巡视作业指导书，其中包括基本信息、作业准备、作业风险、作业过程和作业终结5个部分。
4.2 路径导航模块
应用定位轨迹算法对杆塔巡检轨迹进行优化并保存在本地地图中，在执行巡检任务时巡检员按照此线路进行野外杆塔巡检作业。将系统中该功能模块在某山区进行模拟应用。优化后的线路轨迹说明该系统功能可以为巡检员提供很好的野外路径导航。
4.3 图形化巡视模块
结合图形化操作界面、缺陷智能分析以及状态评估数据，进行智能巡检，利用热点部署算法在图片部件显示对应部件说明、标准缺陷库以及历史缺陷等参考信息，使系统具有一键式巡视功能。当巡检时没有发现异常，点击一下无异常按键就能完成巡视，若有异常，则点击图形对应的缺陷部件和缺陷库对应的缺陷类型即可。应用图形化巡视进行巡检能够减少巡检过程中杆塔信息和缺陷录入所消耗的时间，大大提高了巡检员巡检效率。
4.4 缺陷管理模块
建立线路部件对象的缺陷库模型。在巡检时，通过缺陷管理模块对巡检过程中发现的缺陷进行缺陷填报、缺陷上传，并且该系统同时提供查看历史缺陷信息的功能。填报缺陷信息包括：设备名称、发现时间、缺陷类别、缺陷表象描述、严重等级以及缺陷现场照片等。当发现杆塔部件缺陷时，只需要在图形中点击对应缺陷杆塔的部件，根据对应该部件的缺陷库提示进行缺陷信息选择，新增缺陷信息，利用缺陷库选择简化了巡检员填报缺陷时繁琐的操作，也规范了对缺陷信息的描述。
5 结束语
输电线路安全稳定运行是电力系统中及其重要的一环，为确保输电线路安全稳定运行，电力公司定期开展输电线路的巡检工作，将现有的信息化手段与输电巡检作业有机的结合在一起，可以降低作业人员的工作负担，同时有效提升了输电线路巡检工作的标准化、信息化和智能化管理水平。
参考文献：
[1]郑健.输电线路智能巡检系统的设计与实践[D].南昌大学,2020.
[2]陈文栋.具有CMD逻辑复用功能的高压输电线路智能巡检系统设计[D].山东大学,2020.
[3]杨凯,刘世涛,伍弘,房子祎,吴波.输电线路智能巡检系统的设计与实现[J].宁夏电力,2020(01):62-66.