架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)行與維護(hù)管理探討

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司揚(yáng)州供電分公司 顏君凱

建設(shè)架空輸電線路所占空間較小、對(duì)外部環(huán)境具備很強(qiáng)的適應(yīng)性，且同一個(gè)桿塔可同時(shí)架設(shè)不同電壓等級(jí)的線路，由此形成了架空輸電線路成本低、周期短、性價(jià)比高等優(yōu)勢(shì)。架空輸電線路也存在自身的缺陷，由于線路長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中，不可避免地會(huì)受到外部因素的干擾和破壞，除人為行為之外，包括但不限于強(qiáng)風(fēng)、暴雪、降雨、霜凍、閃電、高溫等[1]。從某種意義上說，架空輸電線路一旦投入使用，最大的風(fēng)險(xiǎn)是存在于運(yùn)行狀態(tài)下的，接下來最主要的工作就是為保障架空輸電線路穩(wěn)定運(yùn)行而進(jìn)行的運(yùn)維管理。

1 架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維管理問題探討

架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)行與維護(hù)管理包括兩層含義：一是對(duì)架空輸電線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別、判斷，確定其是否存在明顯或潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患，主要方式是巡檢；二是對(duì)架空輸電線路進(jìn)行維修保護(hù)，它是指在做出“狀態(tài)判斷”后所做出的針對(duì)性反應(yīng)機(jī)制。架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)行監(jiān)測(cè)決定了維護(hù)管理是否展開、以哪種方式展開，常見的問題主要包括三方面。

1.1 人力資源短缺、運(yùn)維效率較低

“人力資源短缺”是一個(gè)相對(duì)性概念，同樣的架空輸電線路長(zhǎng)度條件下，如在交通便利、基礎(chǔ)設(shè)施完善的城市環(huán)境中，額定運(yùn)維人力資源是能充分提供保障的。但現(xiàn)實(shí)情況是，絕大多數(shù)架空輸電線路處在自然環(huán)境空間內(nèi)，以桿塔為參照，運(yùn)維點(diǎn)具有分布范圍廣、相鄰距離長(zhǎng)、周邊干擾要素多等特征，個(gè)別地區(qū)甚至需要翻山越嶺、跋山涉水才能完成運(yùn)維管理職能，那么同樣是額定運(yùn)維人力資源的前提下，就很難保證“按時(shí)保質(zhì)”的完成運(yùn)維工作。同時(shí)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步架空輸電線路里程在不斷延伸，意味著需要投入更多人力從事運(yùn)維工作。需注意的是，新增人力資源主要是投入到“正常運(yùn)維”方面，如遇到特殊情況（如搶險(xiǎn)救災(zāi)），人力資源會(huì)顯得更加捉襟見肘。

1.2 巡檢力量不足、資源消耗大

現(xiàn)階段了解架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)行是否良好的主要方式，就是按照一定周期進(jìn)行巡檢。雖然巡檢工作與運(yùn)維工作存在一定交叉性，但前者更加常態(tài)化、系統(tǒng)化，如派遣人員一個(gè)月內(nèi)的正常巡檢可能要沿著架空輸電線路行走上百公里，并做出大量檢測(cè)，巡檢力量不足是嚴(yán)重制約因素。在這一過程中需區(qū)別對(duì)待兩種情況：一是加工輸電線路的位置偏遠(yuǎn)，周邊存在山地、河流等不利環(huán)境因素，對(duì)于巡檢人員來說存在一定危險(xiǎn)性；二是交通相對(duì)便利、環(huán)境較為友好，這種情況下過度頻繁的進(jìn)行巡檢反而會(huì)造成部分人員的厭倦心態(tài)，出現(xiàn)形式主義的現(xiàn)象，降低了巡檢質(zhì)量[2]。

此外，巡檢方面還普遍存在資源消耗大的問題，這是因?yàn)檠矙z工作不僅要占用大量人力資源，整個(gè)過程中車輛、工具、設(shè)備等也會(huì)造成消耗，但整體上架空輸電線路出現(xiàn)故障是小概率事件，雖然說“防范于未然”是非常必要的，然而大部分時(shí)間內(nèi)巡檢并不能發(fā)現(xiàn)問題。

1.3 風(fēng)險(xiǎn)因素復(fù)雜、不可抗拒力大

從歷史數(shù)據(jù)分析，架空輸電線路問題的誘因主要是自然環(huán)境、惡劣氣候、生態(tài)要素等不可抗拒力，如十年一遇的暴雨洪水、百年一遇的暴雪冰凍等，這種不可抗拒力會(huì)在短時(shí)間內(nèi)對(duì)高架輸電線路造成巨大破壞。更多的風(fēng)險(xiǎn)是量變到質(zhì)變的積累，如輸電線路長(zhǎng)期暴露在生態(tài)空間中，受到日曬雨淋、溫濕變化、工業(yè)污染等影響，進(jìn)而出現(xiàn)絕緣強(qiáng)度降低、桿塔腐蝕等。事實(shí)上，架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)行出現(xiàn)異常是存在很大偶然性的，傳統(tǒng)的巡檢工作難以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，例如同一段架空輸電線路巡檢過程中，前半程沒有發(fā)現(xiàn)任何問題，但在進(jìn)行后半程的同時(shí)前半程某一點(diǎn)發(fā)生了鳥害、雷擊等。

2 架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維管理優(yōu)化思路

架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維的根本原因在于過度依賴人力資源，尤其在人工巡檢方面，并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)架空輸電線路運(yùn)行狀態(tài)的異常。究其原因，人工巡檢本質(zhì)上是一種“非在線監(jiān)測(cè)手段”，以人力資源分段式檢測(cè)整個(gè)架空輸電線路，難以滿足當(dāng)前輸電線路運(yùn)維管理要求，因?yàn)檎麠l線路上任何一點(diǎn)、一段都可能發(fā)生故障，因此在輸電線路運(yùn)維管理優(yōu)化方面應(yīng)尋求一種在線監(jiān)測(cè)機(jī)制，使之與人工巡檢相互配合，這樣既能夠彌補(bǔ)人力資源短缺，又可提高架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維質(zhì)效。

2.1 基于分類思維，劃分架空輸電線路風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段

傳統(tǒng)意義上的線路巡檢存在一定偶然性和隨機(jī)性，因?yàn)檠矙z的目的是找到輸電線路缺陷，但在架空狀態(tài)下很多缺陷其實(shí)存在規(guī)律、有跡可循。如，架空輸電線路的桿塔出現(xiàn)位移、接地線在地面處出現(xiàn)銹蝕等，又如天氣預(yù)報(bào)顯示未來幾天會(huì)出現(xiàn)惡劣天氣、植被距離線路安全距離不足造成放電等。根據(jù)缺陷產(chǎn)生的規(guī)律，基于分類思維，對(duì)一定區(qū)段內(nèi)的架空輸電線路運(yùn)行隱患進(jìn)行分類，劃分出不同的等級(jí)，便于后期運(yùn)維工作過程中精準(zhǔn)區(qū)分主次。按照風(fēng)險(xiǎn)大小，可將架空輸電線路運(yùn)行缺陷劃分成五個(gè)區(qū)段，分別是暫無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段、潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段、一般風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段、嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段、危急風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段。

針對(duì)暫無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段的運(yùn)維管理，可適當(dāng)降低巡檢頻率（如1個(gè)月1次），當(dāng)前巡檢結(jié)果中如未發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常、部件缺失、環(huán)境異變等問題，則將原本的巡檢人力資源分配到其他區(qū)段；針對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段、一般風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段的運(yùn)維管理，重點(diǎn)在于消除不確定性，如某一區(qū)段內(nèi)的地質(zhì)情況不良，將其列為重點(diǎn)巡檢對(duì)象，同時(shí)補(bǔ)全相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、解決線路明顯缺陷等，運(yùn)維頻率可適當(dāng)提高，如保持在1個(gè)月2次。

針對(duì)嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段、危急風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段的運(yùn)維管理，需全面收集整合架空輸電線路缺陷誘因，建立巡檢檔案，通過長(zhǎng)期的觀察記錄來突出運(yùn)維管理重點(diǎn)。如，線下植物、絕緣子污穢、人為焚燒秸稈或線下拉線、覆冰等誘因，標(biāo)注出導(dǎo)致線路缺陷的次數(shù)、計(jì)算出占比，供運(yùn)維人員參考對(duì)照；在巡檢頻次上，根據(jù)人力資源存量及數(shù)據(jù)記錄具體安排，如每年6～9月份是當(dāng)?shù)赜昙?，?yīng)該保持1周1次的巡檢頻次。

2.2 基于規(guī)范管理、系統(tǒng)優(yōu)化輸電線路巡檢流程

要提高架空輸電線率狀態(tài)運(yùn)維管理效率和質(zhì)量，就必須消除傳統(tǒng)工作模式的隨機(jī)性、偶然性，建立起一套規(guī)范管理體系、標(biāo)準(zhǔn)化巡檢流程。在基于分類思維、劃分架空輸電線路風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段基礎(chǔ)上，輸電線路運(yùn)維管理部門應(yīng)該采取常態(tài)巡檢和動(dòng)態(tài)巡檢相結(jié)合的方式，具體流程如下。

首先，由巡檢班組根據(jù)自身工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)長(zhǎng)期負(fù)責(zé)的架空輸電線路區(qū)段進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估，判斷是否存在影響正常運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)存在，然后劃分出狀態(tài)巡檢區(qū)段；其次，在劃分狀態(tài)巡檢區(qū)段的同時(shí)，需要考慮是否要對(duì)常規(guī)巡檢手段、方式等進(jìn)行變更，如面臨季節(jié)交替、雨季來臨、植被生長(zhǎng)旺盛季節(jié)等變化時(shí)，需對(duì)巡檢區(qū)段與方式重新規(guī)劃，并由巡檢班組向上級(jí)部門報(bào)告，經(jīng)審批之后執(zhí)行；再次，巡檢班組進(jìn)入常規(guī)工作狀態(tài)，這一過程中做好文字記錄、圖片與視頻拍攝等工作，在具體記錄內(nèi)容方面，除了拉線、桿塔、導(dǎo)線、防雷裝置、防鳥裝置等，還應(yīng)該關(guān)注周邊環(huán)境的變化，如周邊是否存在施工項(xiàng)目，為下一輪巡檢及運(yùn)維工作提供真實(shí)依據(jù)。

2.3 基于設(shè)備升級(jí)、建構(gòu)完整的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

傳統(tǒng)的架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維管理主要依賴人工判斷，很多隱藏的安全隱患不易察覺。隨著我國(guó)電力行業(yè)整體科技水平的提高，架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維管理應(yīng)不斷引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備、對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，并建構(gòu)一套完整的在線檢測(cè)系統(tǒng)，這樣可有效節(jié)約時(shí)間與成本、達(dá)到事半功倍的效果，主要涉及三方面。

遙感診斷與探傷儀器的運(yùn)用。人工巡檢為代表的非在線監(jiān)測(cè)機(jī)制是不可或缺的，但為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱形風(fēng)險(xiǎn)，可為巡檢班組配備紅外成像設(shè)備、紫外探傷儀器，這對(duì)于及時(shí)找到絕緣子、導(dǎo)線等缺陷有重大作用。如，耐張線夾與跳線連接不緊密時(shí)，利用紅外檢測(cè)裝置可清楚的找到異常發(fā)熱點(diǎn)。

充分利用輸電線路GIS 系統(tǒng)。GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)能夠有效解決傳統(tǒng)人工記錄主觀性強(qiáng)、數(shù)據(jù)誤差等問題，搭配掌上電腦能夠詳細(xì)描繪出巡檢過程中的缺漏，實(shí)現(xiàn)巡檢結(jié)果數(shù)字化管理，相比人工巡檢方式可節(jié)約大量人力物力。

建立健全遠(yuǎn)程可視化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。從建構(gòu)完整的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)角度出發(fā)，可選用的技術(shù)與設(shè)備類型較多，如GSM/GPRS 定位系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)行異?？裳杆俅_認(rèn)風(fēng)險(xiǎn)存在的區(qū)段，但這種方式雖然成本較低，卻只能針對(duì)善后事宜發(fā)揮作用。為了達(dá)到預(yù)防為主的目標(biāo)，在條件許可的情況下應(yīng)該盡快建立健全遠(yuǎn)程可視化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不僅可隨時(shí)觀察線路本身的情況，還能夠基于歷史數(shù)據(jù)分析周圍環(huán)境變化。

3 架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維管理實(shí)踐策略

3.1 提高數(shù)據(jù)利用意識(shí)、建立運(yùn)維管理檔案

客觀上說，一定區(qū)域內(nèi)的架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維管理效果如何，主要取決于線路及相關(guān)設(shè)備信息分析的是否準(zhǔn)確。但不能就此認(rèn)為信息分析是靜態(tài)的，其中的一些核心數(shù)據(jù)必須保存下來，積累成歷史數(shù)據(jù)為架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維提供參考價(jià)值[3]。如，關(guān)于架空輸電線路建設(shè)位置的地理變化、交通線路變化、氣溫氣候變化、植被生長(zhǎng)變化等，類似的數(shù)據(jù)如果仍采用紙質(zhì)記錄的方式，不僅容易損壞丟失，且在查閱借鑒的過程中需消耗大量的時(shí)間與經(jīng)歷。因此應(yīng)提高數(shù)據(jù)利用意識(shí)、建立運(yùn)維管理檔案，如利用較為簡(jiǎn)單的EXCEL 表格工具，獨(dú)立記錄不同數(shù)據(jù)樣本，這樣在運(yùn)用的過程中可迅速檢索、統(tǒng)一歸類。

以每年當(dāng)?shù)乩讚粼斐傻募芸蛰旊娋€路狀態(tài)異常為例，根據(jù)雷擊事故出現(xiàn)的次數(shù)生成曲線圖或直方圖，在交叉對(duì)比出現(xiàn)的地點(diǎn)、時(shí)間等，可提前判斷是否要對(duì)防雷裝置進(jìn)行維護(hù)檢修。要發(fā)揮運(yùn)維管理檔案的價(jià)值，一方面要建立一套標(biāo)準(zhǔn)的信息錄入模式，設(shè)計(jì)一套精準(zhǔn)表達(dá)的語言表述范式，避免巡檢人員主觀描述的不清楚、不正確；另一方面，還要提高運(yùn)維人員的信息素養(yǎng)，以更好地保障數(shù)據(jù)資料的決策依據(jù)價(jià)值。

3.2 采取組件化的理念、建立運(yùn)維管理平臺(tái)

“組件化”是指將架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維管理職能進(jìn)行合理解構(gòu)、獨(dú)立封裝，避免傳統(tǒng)運(yùn)維管理模式下“胡子眉毛一把抓”的現(xiàn)象。從功能上，組件化結(jié)構(gòu)有助于架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維管理系統(tǒng)的擴(kuò)展，每個(gè)模塊雖然采取獨(dú)立作業(yè)的形式，但可很好地提高巡檢信息的復(fù)用性[4]。

如，在全域內(nèi)建立架空輸電線路狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控可視化化智能信息管理平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)下包括了多個(gè)獨(dú)立模塊（子平臺(tái)），如基礎(chǔ)信息分析平臺(tái)、故障在線診斷平臺(tái)、運(yùn)維管理平臺(tái)等。核心是建立運(yùn)維管理平臺(tái)，這也是整個(gè)智能化系統(tǒng)中唯一的外派作業(yè)模塊，其余的各個(gè)子平臺(tái)都是為其提供數(shù)據(jù)支持和信息服務(wù)的。運(yùn)維管理平臺(tái)主要展開紅外測(cè)溫、絕緣子檢測(cè)、大修檢修等工作內(nèi)容，巡檢班組及運(yùn)行、維護(hù)人員的行動(dòng)，都以運(yùn)維管理平臺(tái)提供的報(bào)告展開。

3.3 引入在線監(jiān)測(cè)技術(shù)、建立綜合預(yù)警機(jī)制

在建構(gòu)智能電網(wǎng)的背景下，將在線監(jiān)測(cè)技術(shù)引入到架空輸電線路中是應(yīng)有之義，類似技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到了普及，國(guó)內(nèi)也具備了物質(zhì)基礎(chǔ)條件。如，利用GPRS 無線通信技術(shù)、低功率技術(shù)、視頻壓縮技術(shù)等配備光伏功能設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期對(duì)某區(qū)段架空輸電線路狀態(tài)的監(jiān)控。同時(shí)，當(dāng)前的視頻技術(shù)非常先進(jìn)，可對(duì)異常畫面發(fā)出警報(bào)，如風(fēng)箏掛在桿塔上、樹木折斷搭載線路上等，可以及時(shí)提醒運(yùn)維工作人員迅速做出反應(yīng)機(jī)制，將損失控制在最小狀態(tài)。

4 結(jié)語

要做好架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)維工作，可通過合理劃分風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段、加大基礎(chǔ)信息庫建設(shè)、引入高新技術(shù)手段等實(shí)現(xiàn)，相關(guān)措施的應(yīng)用對(duì)提高電力供應(yīng)安全性、穩(wěn)定性、高效性具有重要的價(jià)值。