具備視頻巡視功能的配電線路絕緣操縱桿裝置開發(fā)

胡承浩，胡鈞，黃國(guó)慶，吳少苗，毛天秦

（國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司景德鎮(zhèn)供電分公司，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力的需求量在不斷提升，供電范圍不斷擴(kuò)大，配電線路也在不斷增多，給配電線路的運(yùn)維人員增加了較大的工作量。在當(dāng)前的配電線路巡視中，也存在著不足之處，如配電系統(tǒng)中某些瓷瓶、避雷器、開關(guān)、金屬連接點(diǎn)等部位，因角度問題難以通過肉眼或望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)清楚，無法有效地巡視出缺陷，這樣配電線路在后續(xù)的運(yùn)行過程中，容易出現(xiàn)故障而跳閘[1]。隨著人們對(duì)供電可靠性要求的提高，需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電線路中存在的各類微小缺陷，為此有必要開發(fā)配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置，強(qiáng)化對(duì)配電線路的運(yùn)維，這樣也可以降低配電線路發(fā)生跳閘的概率。本文首先分析了配電線路的巡視現(xiàn)狀，之后闡述了配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置的具體結(jié)構(gòu)，最后分析了視頻巡視絕緣操縱桿裝置中各個(gè)功能模塊的作用以及在設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)加以考慮的問題，對(duì)于提高視頻巡視絕緣操縱桿裝置的開發(fā)技術(shù)水平具有一定的價(jià)值。

1 配電線路的巡視現(xiàn)狀

為了降低配電系統(tǒng)的停電時(shí)長(zhǎng)，目前對(duì)于配電線路的巡視一般是采用帶電巡視的方式，同時(shí)帶電作業(yè)也逐漸在很多地區(qū)得到了推廣及應(yīng)用，技術(shù)也日益成熟。在目前的配電線路巡視中，一般是采用肉眼或望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行巡視，而采用望遠(yuǎn)鏡，對(duì)于配電線路巡視人員的視力要求較高，同時(shí)也容易受到光線及配電線路的高度等因素的局限性，導(dǎo)致巡視效果不佳。如果配電線路中的缺陷位置較為隱蔽，則采用這種方式無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，存在漏巡視的風(fēng)險(xiǎn)。

隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，目前也有應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行配電線路巡視，但操作無人機(jī)設(shè)備需要考取相應(yīng)的證件，才能上崗操作。同時(shí)隨著無人機(jī)應(yīng)用時(shí)間的變長(zhǎng)，其電池容量也可能會(huì)出現(xiàn)不足的情況，一般無人機(jī)能夠連續(xù)使用的時(shí)間較短。此外，如果在配電線路巡視的過程中，巡視人員操作不當(dāng)，無人機(jī)設(shè)備還可能會(huì)刮傷配電線路，從而帶來更大的經(jīng)濟(jì)損失[2]。并且采用無人機(jī)進(jìn)行巡線的成本也較大，難以在配電線路巡視中大規(guī)模推廣應(yīng)用。當(dāng)前電子信息技術(shù)的發(fā)展速度較快，在實(shí)際中也采用了很多信息化科技產(chǎn)品，如微型視頻采集裝置、遠(yuǎn)程控制裝置、物聯(lián)網(wǎng)智能化設(shè)備等?？梢跃C合采用這些先進(jìn)設(shè)備，開發(fā)出相應(yīng)的產(chǎn)品，以解決配電線路實(shí)際巡視中所存在的問題，以下介紹配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置。

2 配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操作桿的結(jié)構(gòu)

2.1 配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置概述

絕緣操縱桿是電力企業(yè)在運(yùn)維過程中經(jīng)常采用的設(shè)備，對(duì)帶電設(shè)備進(jìn)行操作時(shí)，通過絕緣操縱桿可以保證操作人員的安全，將絕緣操縱桿的結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)，并添加新的結(jié)構(gòu)組件，可以使絕緣操縱桿具備其他的功能。本文主要將絕緣操縱桿在頂端的位置加入視頻監(jiān)測(cè)功能模塊，這樣就可以使該絕緣操縱桿裝置可以用來對(duì)配電線路進(jìn)行視頻巡線，能夠在多個(gè)角度采集配電線路上的視頻數(shù)據(jù)信息，以更加直觀的方式進(jìn)行巡線。

2.2 配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置應(yīng)用的必要性

架空配電線路的運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，對(duì)配電線路進(jìn)行運(yùn)維是供電企業(yè)的一項(xiàng)重要工作。配電線路在組成上，包括導(dǎo)線、絕緣子、拉線以及橫擔(dān)金具等附件，任何一個(gè)組成部分出現(xiàn)了問題，都會(huì)給配電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行埋下隱患。故在傳統(tǒng)的配電線路運(yùn)維中，運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度較大，但配電線路運(yùn)維效果依然存在著不足之處。如果在配電線路巡視中，沒有發(fā)現(xiàn)細(xì)微的缺陷，則配電巡線人員所報(bào)告的缺陷會(huì)比實(shí)際存在的少很多，使得配電線路存在較大的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。由于在配電線路自身的結(jié)構(gòu)中涉及多種不同類型的組件，故在實(shí)際的運(yùn)維過程中也存在著較大的困難，應(yīng)用配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置具有較強(qiáng)的必要性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[3]。配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置是將視頻采集設(shè)備和電力絕緣操作桿相互結(jié)合起來，并引入無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻信息的實(shí)時(shí)播放，更好地滿足實(shí)際配電線路巡視的需求。

2.3 配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置的結(jié)構(gòu)

在目前實(shí)際應(yīng)用中的配電線路運(yùn)維用絕緣操作桿，一般不帶照明裝置，更沒有視頻采集功能，只是用來對(duì)配電線路進(jìn)行倒閘操作，功能較為單一。為此可以對(duì)絕緣操作桿的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，使之具備更豐富的功能，如可以增加視頻巡線的功能，圖1為配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿的結(jié)構(gòu)示意圖。在這種裝置中，綜合應(yīng)用了通信技術(shù)和控制技術(shù)，可以有效解決當(dāng)前在配電線路巡視中所存在的問題。

圖1 配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿的結(jié)構(gòu)示意圖

從圖1中可以看出，該裝置主要包括了視頻監(jiān)測(cè)模塊、絕緣操縱桿和主控模塊等組成部分。視頻監(jiān)測(cè)模塊可以將視頻數(shù)據(jù)傳輸給主控模塊，同時(shí)主控模塊可以無線遙控視頻監(jiān)測(cè)裝置模塊。該配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置在應(yīng)用的過程中，應(yīng)注意操作人員和帶電設(shè)備之間應(yīng)保持足夠的安全距離。同時(shí)，該配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置還可以在陰雨天氣下進(jìn)行特殊巡視使用，達(dá)到全天候無障礙進(jìn)行配電線路巡視的目的，還可以節(jié)省配電線路的巡視時(shí)間，提高配電線路的巡視效率。其中對(duì)于移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置中的視頻監(jiān)測(cè)模塊，其攝像裝置應(yīng)具備較高的像素，這樣才會(huì)使得所錄制下來的視頻具有較高的清晰度，對(duì)于配電線路中存在的細(xì)微缺陷也能夠判斷出產(chǎn)生的原因。該配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置在實(shí)際某供電公司配電線路的運(yùn)維中，也取得了較好的應(yīng)用效果，提高了該地區(qū)配電線路的運(yùn)行穩(wěn)定性。

3 移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置的開發(fā)要點(diǎn)

（1）在配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置的開發(fā)中，對(duì)于絕緣操作桿組件，該操作桿具備可伸縮性，可以根據(jù)實(shí)際需要巡視的配電線路高度，來調(diào)節(jié)絕緣操縱桿的長(zhǎng)度以及操縱桿的控制方向等，并可以固定在任意長(zhǎng)度下，以便更好地滿足實(shí)際的應(yīng)用需要。同時(shí)絕緣操作桿的尺寸應(yīng)符合要求，這樣才能保證在實(shí)際使用中具有足夠的硬度。否則絕緣操作桿裝置可能會(huì)在使用過程中不夠穩(wěn)固，或者容易受到外力而破壞。

（2）對(duì)于裝置中的視頻監(jiān)測(cè)采集設(shè)備，可以采用攝像頭或相機(jī)作為配電線路視頻信息采集設(shè)備。將視頻采集設(shè)備固定在可伸縮絕緣操作桿的其中一端，用來對(duì)配電線路中的一些隱蔽位置進(jìn)行拍攝，但應(yīng)保證視頻采集設(shè)備能夠靈活彎曲，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同角度視頻信息的采集[4]?？梢栽谶B接視頻采集設(shè)備的操作桿端子上設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)組件，便于視頻采集設(shè)備進(jìn)行多角度靈活旋轉(zhuǎn)。在具體的實(shí)現(xiàn)方式上，可以選擇采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)，通過電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件在多個(gè)角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并且旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以接受遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)下發(fā)的控制指令。同時(shí)，在視頻監(jiān)測(cè)功能模塊中還應(yīng)設(shè)置補(bǔ)光裝置，為了滿足絕緣操縱桿裝置在夜間或者視野盲區(qū)條件下的巡線要求，應(yīng)設(shè)置補(bǔ)光裝置來提供輔助照明功能。

（3）主控模塊，該模塊是配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置中的核心部分，應(yīng)采用先進(jìn)的視頻信號(hào)分析及處理算法，提高裝置的實(shí)際應(yīng)用性能。在主控模塊中包括了若干個(gè)不同的組成部分，如通信模塊、顯示模塊、儲(chǔ)存模塊、供電單元等。首先對(duì)于通信模塊，主控模塊和位于絕緣操縱桿前端的視頻監(jiān)測(cè)模塊之間通過無線WiFi通信方式進(jìn)行相互通信和數(shù)據(jù)傳輸，并可以靈活調(diào)節(jié)視頻監(jiān)測(cè)模塊的工作狀態(tài)，達(dá)到遠(yuǎn)程無線遙控的目的[5]。同時(shí)在絕緣操作桿的底部還設(shè)置了顯示設(shè)備，通過顯示設(shè)備，可以將視頻采集設(shè)備中所采集到的視頻進(jìn)行播放，供配電線路運(yùn)維人員進(jìn)行查看。對(duì)于顯示裝置，應(yīng)設(shè)置觸摸顯示屏幕，方便配電線路巡視人員在巡線過程中進(jìn)行遙控操作，提高巡線效率。由于在對(duì)配電線路進(jìn)行巡視的過程中，會(huì)產(chǎn)生很多視頻數(shù)據(jù)信息，故在該裝置中，還應(yīng)設(shè)置視頻信號(hào)的存儲(chǔ)功能模塊，將這些視頻數(shù)據(jù)信息加以儲(chǔ)存，方便對(duì)配電線路上的缺陷進(jìn)行分析。利用本文所分析的配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置，可以及早發(fā)現(xiàn)配電線路中所存在的缺陷及問題，從而及時(shí)將問題處理在萌芽或發(fā)展階段，防范配電線路因設(shè)備問題跳閘或電網(wǎng)事故的發(fā)生[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文系統(tǒng)分析了配電線路移動(dòng)視頻巡視絕緣操縱桿裝置的結(jié)構(gòu)組成，并介紹了各個(gè)組成部分的功能及原理，提高了配電線路巡視人員發(fā)現(xiàn)線路缺陷的能力，對(duì)于提高配電線路的智能化運(yùn)維技術(shù)水平具有一定的價(jià)值，并有力保障了配電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。