高壓輸電線路運(yùn)維管理新模式構(gòu)建方案探究

深圳市輸變電工程有限公司 胡冬成

1 高壓輸電線路運(yùn)維管理模式分析

1.1 集中管理分片運(yùn)維模式

該模式具有專業(yè)能力能力突出企業(yè)資源管理集中的優(yōu)勢，由于其在實(shí)際應(yīng)用過程中，主要是以輸電線路的運(yùn)行和維護(hù)管理為主，工作納入單一且崗位設(shè)置階段，所以提高了輸電線路運(yùn)維管理過程中統(tǒng)一管理工作的質(zhì)量和效率，為新技術(shù)、新材料以及新工藝在輸電線路運(yùn)維管理中的推廣和應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。借助這一管理模式，統(tǒng)一調(diào)配和集中管理輸電線路運(yùn)維資源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)運(yùn)維站點(diǎn)資源使用情況集中監(jiān)管的目標(biāo)，防止了運(yùn)維資源浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生，提高了輸電線路運(yùn)維資源共享的水平[1]。

此外，集中管理分片運(yùn)輸模式在實(shí)際應(yīng)用過程中，要求各部門須將運(yùn)檢站設(shè)置于線路相對(duì)集中的區(qū)域，才能滿足輸電線路運(yùn)維管理工作的要求，但是隨著輸電線路運(yùn)維半徑的擴(kuò)大及線路與運(yùn)維站之間距離的拉大，面臨的交通安全壓力也隨之增大。所以須根據(jù)本地區(qū)輸電線路建設(shè)和運(yùn)行的特點(diǎn)，采用科學(xué)合理的運(yùn)維管理策略，才能保證線路運(yùn)維管理工作的安全順利進(jìn)行。

1.2 屬地化管理模式

作為一種運(yùn)維半徑小、事故應(yīng)急搶修相應(yīng)塊以及實(shí)時(shí)管控難度低的管理模式，不僅及時(shí)、有效處理了輸電線路運(yùn)維過程中出現(xiàn)的問題，且輸電線路運(yùn)維管理工作的效率也得到了顯著提高。但其并非沒有缺點(diǎn)，由于電力企業(yè)在人才招聘過程中經(jīng)常出現(xiàn)輸電線路運(yùn)維一線崗位人員補(bǔ)充不足、管理崗位冗員、員工結(jié)構(gòu)老化嚴(yán)重及人力資源結(jié)構(gòu)失衡等問題，導(dǎo)致企業(yè)在開展輸電線路運(yùn)維管理工作時(shí)出現(xiàn)了崗位設(shè)置重復(fù)、資料浪費(fèi)嚴(yán)重及工作效率低下等問題，增加了輸電線路運(yùn)維管理工作成本。

1.3 區(qū)域化管理模式

是一種融合集中管理分片運(yùn)維與屬地化運(yùn)維管理模式優(yōu)點(diǎn)的輸電線路運(yùn)維管理模式，具有專業(yè)能力突出、輸電線路運(yùn)維半徑小、資源集中、突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，保證了輸電線路運(yùn)維管理工作的高效開展。但如輸電線路距離過長，在接近區(qū)域運(yùn)維分界點(diǎn)的位置經(jīng)常容易出現(xiàn)事故責(zé)任劃分不明確及責(zé)任相互推諉情況，影響輸電線路運(yùn)維管理工作的效率。

表1 三種運(yùn)維模式利弊分析表

1.4 智能的監(jiān)控技術(shù)

根據(jù)當(dāng)前在高壓輸電線路當(dāng)中對(duì)視頻監(jiān)控設(shè)備安裝的接入狀況，對(duì)存在需求的攝像頭來實(shí)行智能化改造、多機(jī)位組合的測量，讓前端有著報(bào)警信息迅速上傳、實(shí)時(shí)判斷分析等方面的能力，進(jìn)而能夠更好的準(zhǔn)確預(yù)警外力的破壞，實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。

1.4.1 前端的智能化改造技術(shù)

根據(jù)現(xiàn)階段前端裝置的接入狀況，對(duì)存在需求的各種前端裝置實(shí)行特制改造。這主要是通過增加嵌入式的DSP 視頻分析模塊來進(jìn)行改造，迅速分析攝像頭所獲取的圖像，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)處理，更好的完成對(duì)目標(biāo)的識(shí)別和檢測。不僅如此，和預(yù)先設(shè)置報(bào)警規(guī)則和用戶提前設(shè)置的條件來進(jìn)行設(shè)置，并給出報(bào)警、預(yù)警以及處理結(jié)果。

當(dāng)對(duì)威脅目標(biāo)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)并報(bào)警的過程中，需要自動(dòng)跟蹤目標(biāo)。在目前視頻監(jiān)控實(shí)際工作狀況的前提上，深入研究高壓外力破壞所造成的成像機(jī)理，利用高清的數(shù)字裝置，形成了一類深度學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)識(shí)別相互融合的新圖像識(shí)別算法。這種算法在DSP 的核心板中進(jìn)行集成，可讓目前裝置能夠在桿塔當(dāng)中全方位監(jiān)控現(xiàn)場，實(shí)時(shí)對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行處理，并將其傳遞到后臺(tái)主站客戶端當(dāng)中，進(jìn)而加強(qiáng)線路視頻集中進(jìn)行監(jiān)控識(shí)別水平。

1.4.2 智能化改造后臺(tái)的技術(shù)

對(duì)高壓線路當(dāng)中施工現(xiàn)場挖掘機(jī)、吊臂等運(yùn)動(dòng)設(shè)備跟蹤和檢查，利用了當(dāng)前比較先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)識(shí)別相互融合的技術(shù)手段。識(shí)別圖像的主要步驟為：圖像的預(yù)處理、選取識(shí)別目標(biāo)、比較特征。圖像預(yù)處理技術(shù)主要功能是處理背景，對(duì)干擾的因素進(jìn)行去除。它的主要技術(shù)是對(duì)光線、陰影、樹木以及揮動(dòng)的導(dǎo)線進(jìn)行處理。當(dāng)預(yù)處理視頻和圖像之后，通過檢測運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和掃窗法的融合手段對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行確定，同時(shí)對(duì)這個(gè)區(qū)域特征參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，匹配特征庫，進(jìn)而對(duì)這個(gè)疑似目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。接著將懷疑的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)特征庫判句進(jìn)行分析。

1.5 無人機(jī)和直升機(jī)的智能精益化巡檢技術(shù)

在輸電線路巡檢的巡檢圖像當(dāng)中，利用感知?dú)w類、深度學(xué)習(xí)的相關(guān)技術(shù)，更好的完成輸電線路當(dāng)中絕緣子、導(dǎo)地線、桿塔、間隔棒以及防震錘等部位進(jìn)行智能化識(shí)別，重點(diǎn)是對(duì)線路部件以及部位間位置關(guān)系、形狀特點(diǎn)進(jìn)行分析。輸電線路的缺陷診斷和智能識(shí)別在涉及過程當(dāng)中主要含有下面兩點(diǎn)：1.5.1 建立輸電線路的圖像模型的訓(xùn)練平臺(tái)

在構(gòu)建基礎(chǔ)支撐平臺(tái)當(dāng)中，主要含有設(shè)計(jì)面向著電網(wǎng)圖像智能的分析技術(shù)建立異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)，對(duì)現(xiàn)有的軟件進(jìn)行有效整合，并有效管理數(shù)據(jù)、標(biāo)簽以及資源，主要目的是給最新的實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)人工智能理論、算法帶來整套的環(huán)境。

1.5.2 輸電線路的圖像巡檢的智能圖像理解

因輸電線路中的部位間和部件間存在較大差異的特點(diǎn)，在對(duì)其實(shí)行智能識(shí)別的過程中，按照各自的特點(diǎn)針對(duì)性的使用不一樣的方案。在識(shí)別桿塔過程中，利用感知分塊歸類手段；對(duì)異地線利用對(duì)Gestalt 感知定律內(nèi)共線性、連續(xù)性以及近似性進(jìn)行深入研究；間隔棒、防震錘以及絕緣子等部件存在比較小的體積，并且嚴(yán)重受到光照和背景方面的影響，利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)手段來更好的識(shí)別小部件。

這個(gè)系統(tǒng)能夠完成的線路缺陷診斷類別，主要利用絕緣子串掉片、倒地線的斷股和異物的缺陷，同時(shí)還包含了防震錘和間隔棒存在的缺損。它立足航拍巡檢圖像智能來分析比較經(jīng)典的業(yè)務(wù)運(yùn)用場景，更好地完成直升機(jī)和無人機(jī)的巡檢、巡線機(jī)器人對(duì)圖像采集當(dāng)中電網(wǎng)設(shè)備存在問題的智能化識(shí)別。

2 高壓輸電線路運(yùn)維管理模式存在問題分析

資源配置不合理。各地區(qū)電力企業(yè)在輸電線路運(yùn)維管理機(jī)構(gòu)設(shè)置、人員配備、檢修儀器設(shè)備的配置等各方面基本一致，并配備了工種相同的人員，但各地市局所轄線路范圍不同，造成有的地市局承擔(dān)的檢修維護(hù)工作量大、人員少，有的地區(qū)卻相對(duì)充裕，造成人力資源配置不合理[2]。

專業(yè)化管理能力不夠突出。各地區(qū)氣候條件、人文地理等各方面都存在很大差異，所以電力企業(yè)在開展高壓輸電線路運(yùn)維管理工作時(shí)，應(yīng)根據(jù)本地區(qū)實(shí)際情況采取最佳的線路運(yùn)維管理模式，由各地區(qū)電力企業(yè)安排熟悉本地區(qū)線路情況的工作人員，組成專業(yè)化高壓輸電線路運(yùn)維管理隊(duì)伍，才能保證高壓輸電線路運(yùn)維管理工作的高效開展。但受線路運(yùn)維人員專業(yè)管理能力不足、無法準(zhǔn)確掌握輸電線路整體運(yùn)行狀況等因素的影響，很多地區(qū)在開展高壓輸電線路運(yùn)維管理工作時(shí)都遇到了各種不同的問題，影響了新材料、新技術(shù)、新工藝及新設(shè)備在輸電線路運(yùn)維管理工作中的推廣和應(yīng)用。

電網(wǎng)安全可靠性差、檢修效率低。各地區(qū)在開展電力企業(yè)在開展轄區(qū)內(nèi)輸電網(wǎng)運(yùn)維管理工作時(shí)，大多是針對(duì)本地區(qū)輸電線路存在的缺陷，向上級(jí)部發(fā)出輸電線路運(yùn)維申請(qǐng)。而不同地區(qū)輸電線路運(yùn)維管理時(shí)間無法統(tǒng)籌安排，不僅出現(xiàn)了多次停電檢修同一線路的情況，而且增加了電網(wǎng)運(yùn)行安全事故的發(fā)生率。

3 高壓輸電線路運(yùn)維管理新模式

3.1 現(xiàn)場故障巡視管理工作

線路狀況的巡視和特殊巡視相結(jié)合。對(duì)高壓輸電線路的基本狀況進(jìn)行明確后，要對(duì)實(shí)際巡視時(shí)間進(jìn)行明確，確保巡視間隔的時(shí)間比較科學(xué)，對(duì)于特殊情況下的下雪以及大風(fēng)等天氣的狀況，需要預(yù)先判斷發(fā)生導(dǎo)線懸掛物品缺陷和塔基沉降等問題。在條件能夠允許的狀況下，要進(jìn)行針對(duì)性的巡視活動(dòng)，普通巡視和特殊巡視存在比較大的不同，兩者不會(huì)發(fā)生沖突，但是不能缺少，只有有效的將其結(jié)合到一起，才能夠發(fā)揮更大的巡視效果，確保輸電線路的安全性和穩(wěn)定性。

故障性的巡視活動(dòng)。一些電路在通過惡劣自然環(huán)境后受到損害而造成了停電事故后，負(fù)責(zé)線路運(yùn)維的組織需要前往故障范圍進(jìn)行巡視，根據(jù)故障所出現(xiàn)的表面現(xiàn)象，查出故障點(diǎn)所在的問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)的檢查。目前電力企業(yè)都引入了PDA 巡檢系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以通過GPS 定位系統(tǒng)，更好的讓巡檢人員在比較短的時(shí)間當(dāng)中找出可疑線路、并對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，盡可能的減小維修時(shí)間。然而，從當(dāng)前研究結(jié)果可以看到，一些電力企業(yè)逐漸把在線檢測系統(tǒng)融入到高壓輸電線路運(yùn)維管理工作內(nèi)，進(jìn)一步提升了管理的水平。

3.2 采用人工智能技術(shù)

所謂人工智能技術(shù)實(shí)際上就是人們常說的AI 技術(shù)，人工智能技術(shù)的迅速推廣和應(yīng)用，促進(jìn)了輸電線路、電力設(shè)備智能水平的全面提升，為電力企業(yè)構(gòu)建智能電網(wǎng)以及一體化電力管理系統(tǒng)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。但是，想要實(shí)現(xiàn)智能管理方案，還需要采用智能設(shè)備、引進(jìn)智能管理系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)有信息資源進(jìn)行整合分析，之后安排檢修人員進(jìn)行故障處理[3]。

通過應(yīng)用人工智能技術(shù)的專家數(shù)據(jù)庫、模糊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，并在輸電線纜中安裝傳感器，根據(jù)輸電線路實(shí)際運(yùn)行情況判定輸電線路是否存在故障問題。如變壓器損壞，輸電線路超負(fù)荷運(yùn)行，在這個(gè)過程中，傳感器會(huì)采集輸電線路信息參數(shù)，并和原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合大數(shù)據(jù)信息分析故障原因、故障等級(jí)、故障類型，將這些分析數(shù)據(jù)和檢測對(duì)比數(shù)據(jù)發(fā)送給操作終端，檢修人員看到信息之后即可直接到現(xiàn)場進(jìn)行檢修，極大的提升了檢修效率。

3.3 實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測檢測技術(shù)

政府部門針對(duì)輸電線路的監(jiān)督和管理仍停留在傳統(tǒng)的人工監(jiān)控上，現(xiàn)代化監(jiān)控技術(shù)手段以及設(shè)備在輸電線路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控中的應(yīng)用少之又少。對(duì)此，電力企業(yè)應(yīng)該緊跟信息技術(shù)時(shí)代發(fā)展的腳步，加大現(xiàn)代化監(jiān)控技術(shù)與設(shè)備在輸電線路運(yùn)維管理工作中應(yīng)用的力度，通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化、智能化輸電線路監(jiān)控系統(tǒng)的方式，提高電力企業(yè)輸電線路運(yùn)維管理工作的水平。

由于我國電力企業(yè)開展輸電線路運(yùn)維管理工作時(shí)間相對(duì)較短，大多數(shù)企業(yè)在輸電線路運(yùn)維管理工作中都存在著專業(yè)人才嚴(yán)重不足的問題，而這也在一定程度上增加了電力企業(yè)輸電線路運(yùn)維管理工作的難度。為了促進(jìn)輸電線路運(yùn)維管理工作水平和能力的全面提升，電力企業(yè)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前輸電線路運(yùn)維管理工作的特點(diǎn)和要求，建立全區(qū)域、全方位輸電線路監(jiān)控體系，才能在保證管理人員全面了解和掌握輸電線路實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的前提下，發(fā)現(xiàn)和解決輸電線路運(yùn)行過程中存在的安全隱患。

此外，針對(duì)輸電線路運(yùn)行過程中發(fā)生的嚴(yán)重安全事故，電力企業(yè)應(yīng)該及時(shí)組織檢修人員開展線路故障的排查和檢修工作，提高電力企業(yè)輸電線路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控的效果，避免因?yàn)殡娏ζ髽I(yè)盲目投資而造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

總之，社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的過程中，電力企業(yè)應(yīng)深入分析和了解高壓輸電線路運(yùn)行管理中存在的問題，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，建立完善的輸電線路運(yùn)維管理體系，才能在促進(jìn)高壓輸電線路運(yùn)維技術(shù)水平和質(zhì)量穩(wěn)步提升的基礎(chǔ)上，確保輸電線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。