输电线路高空巡检中高效检修工具研究 王苗

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:王苗
[导读] 摘要:我国的地理环境具备一定的复杂性,输电线路工程设计人员应结合施工地点的地理环境来进行施工设计。
        国网宜昌供电公司  湖北宜昌  443500
        摘要:我国的地理环境具备一定的复杂性,输电线路工程设计人员应结合施工地点的地理环境来进行施工设计。在不同的地理环境中选择不同的施工技术,从而间接地提升输电线路工程施工的效率。在我国电力系统的建设取得一定的成就后,为能使电力系统建设能够持续不断的发展,电力施工单位对于输电线路工程施工中的技术也有了更高的要求,相关技术人员也在不断地对电力工程领域的技术进行研究。
        关键词:中国电业;输电线路;高空巡检;高效检修
        引言
        线路巡视是日常运行维护不可或缺的一环,正常情况下,班组长安排人员巡线是为了了解线路运行状况,及时发现线路缺陷和威胁线路安全运行的情况,为线路检修提供依据并确定检修内容,从而有效预防事故发生、防止事故扩大。由于高空巡视使用观测工具的局限性,巡视人员不能全方位地了解线路和设备情况,不能有效发现部分特定位置的缺陷,汇报巡视结果缺陷情况不全面或无缺陷,对后续缺陷的处理或线路运行极为不利。在架空故障巡线时,也会因为观测不到线路上方的状况,不容易发现故障点,导致故障处理时间和停电时间相应增加,对优质服务的提升产生了较大影响。
        1输电线路检修的安全措施要求
        输电线路的日常检修包括检查和修理两方面工作,是通过日常巡视和在线监测的方式了解设备可能存在的安全缺陷与种类异常问题。国家电网在这一方面也高度重视,会将现场的设备作业情况和作业环境进行合理规划,从而合理确定检修项目的有关施工方案。但是在每次输电线路的检修过程当中所采取的安全措施并不是完全相同的,在一定程度上增加了输电线路检修安全管理的难度。日常的监管制度下让工作人员在检修或执行传达命令时可能会存在错误和遗漏的可能性,而在检修环节当中,部分技巧操作方法虽然简单,然而需要长时间高度关注,在某些情况下可能会导致恶性事故的产生。国内外对于电力系统检修工作中的研究一直比较深入,临时的安全措施研究工作也多从管理的角度进行了说明。目前智能电网的研究工作也成为了电力工业的热门话题,电力系统的自动化和智能化发展是未来工作的必然趋势。例如信号采集、信息技术支持下的安全措施能够给智能电网建设工作提供重要的参考和借鉴,既能够优化系统运行方案,也能预测可能产生的故障类型,在故障产生前对问题进行控制。状态检修。我国工业和农业生产的快速发展和人们生活水平的不断提高,让电力行业成为了国民经济的基础性保障要求。无论是输电线路的电压等级还是系统装机容量都得到了稳定提升。当前的高压输电线路几乎以架空线路为主,线路架设在空中需要承受多种机械力的作用和空气中的有害气体侵蚀,再加上温度变化的影响,使得电网安全运行面临的难度更高。状态检修的作用一方面是为了保障电力系统的运行故障降低,另一方面是为了避免维修不足和维修过剩的现象。近年来随着自动化技术和通信技术的快速发展,传统的运行工况之下会涉及到其它的状态信息和变化趋势内容,需结合专家系统来安排检修的项目与内容,具有更加明显的实时性和针对性。所以,通过安全监测系统设计就可为电力检修和安全检修工作提供关键的状态信息,将其作为科学决策和计划管理的主要依据。监测对象分析。输电线路检修的安全措施主要围绕输电杆塔管理、安全监测系统构建等工作而展开。以雷电接地为例,自然界气候变化情况非常快,输电线路受到雷击的可能性比较高,如在安全防雷措施上选择不当,必然会影响到电力系统的安全稳定性。以目前的输电线路防雷手段来看,避雷器、改良接地电阻都能够发挥比较稳定的作用。因为雷电本身是不固定的随机事件,电力工作部门会根据雷电活动的区域分布情况安装线路避雷器。另外,土壤的电阻率也不是恒定数值,随着时间变化趋势程度较大。特别是在某些山区或特殊环境区域变化幅度更加明显,如果接地不良的前提下,铁塔或杆塔的检修和改良很可能会因不及时而导致雷击跳闸事故的产生。总体来看,要想从根源上提升线路防雷水平,就需要有一个更加稳定的雷电和接地阻抗等方面的实时监测系统,通过分析监测数据,将避雷器等设备安装在线路雷电活动更加强烈的地区,最大程度地控制雷击、跳闸事故等产生的影响。


        2输电线路高空巡检中高效检修技术要点
        2.1自主巡检技术
        与人工操控无人机相比,无人机自主巡检技术能实现无人机自动飞行、自动定点、精准拍摄等功能,减少了人员参与度,进一步提高巡检的质量和效率。常规技术路线主要有两种:示教航线学习和建模与定位技术。示教航线学习由熟悉输电线路的无人机巡检作业人员操控无人机对输电线路进行巡检。在巡检过程中,无人机会记录作业的精准航点位置信息和相应姿态,储存于任务列表中。下次巡检调取并执行相应的任务时,无人机根据储存的信息,自动完成巡检任务。建模与定位技术基于RTK技术,通过三维点云航迹规划,实现无人机自主巡检。点云采集可由激光雷达扫描或倾斜摄影实现,激光雷达扫描技术具有精度高、全天候、数据处理快、采集方式多样等优势。通过激光雷达扫描,得到高精度激光点云,构建三维地图模型,并提取关键特征的空间参数。基于三维地图模型进行航迹规划,利用深度学习算法能自动选定精细化巡检的精准航点。无人机根据规划航迹,在RTK定位技术下就可以实现自主巡检。此外,基于AI航线预测与AI目标识别的输电线路全自主飞行技术已研究并应用。数据采集系统装有机载AI边缘计算模块,集成5G模块,实现前端AI目标识别与跟踪、高清图像及视频实时传输、远程控制等功能,能够基于航线预测,实现自主跟踪巡检。随着无人机自主巡检技术应用和发展,采用人工示教、点云规划等方式逐步组建自主巡检航线库,并逐步推进航线自动生成与调用、“一键作业”及标准化巡检拍摄等功能实用化。结合前端智能识别模块、5G、边缘计算等技术,无人机能全自主规划航线,根据识别构件及环境自主选择拍照的距离和角度,实现全自主巡检,解放人员“生产力”,做到去人化甚至无人化,无人机自主作业质量和效率将得到有效提升。
        2.2线路架线施工技术
        线路架线施工时,在具体架线施工过程中,施工人员要通过牵张机械手段来进行张力放线处理,控制交叉物之间的距离。另外对于拖地展放线盘的应用,具体施工不需要进行制动,但是施工人员也要严格控制这一施工环节,通过采用张力放置的方法来提升高导地线的安全。其次,在具体的放线期间,管理人员要加强对于施工导线安全性的检查工作,确保能够全面控制输电线路设计值的精确性。最后如果在杆塔施工期间,塔身出现反向倾斜的问题,相应的施工人员可以通过合理调整角度来进行拉线操作,其中拉线与地面的角度要控制在45°以下,防止塔身出现形变的问题。
        2.3绝缘子泄露电流检测
        泄露电流指的是在运行电压之下污秽受潮的绝缘子表面电流,是一种动态参数,无论是局部的电弧发展成为闪络还是交流条件下的闪络都和泄露电流之间存在着密切联系。泄露电流的提取过程存在着两种方式,一种是穿芯式电流互感器方式,另一种则是无感电阻租养方式。两种方法各有优势,前者能够适用于各种工程场合,但后者的取样结构比较简单,相应的频带也比较宽,更多适用于实验室等小型的科研场合。
        结束语
        线路巡检管理是确保输电线路及其设备正常工作的最佳手段。经过巡视检查可以掌握线路的运行状况和周围环境状况,找出设备缺陷和有损线路安全的因素,进而确保输电线路安全及电力系统稳定。
        参考文献
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        [4]李洪兵.电力工程中高压输电线路施工及检修技术探讨[J].科技资讯, 2018,16(36):53-54.
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