GPS在架空輸電線路巡視中的應用

郭九旺+魏中武+許兆帥

摘 要：輸電線路是電力系統的重要組成部分，為保證電力系統的安全可靠運行，必須對輸電線路進行周期性及特殊巡視，及時發現并消除輸電線路本體及通道下存在的缺陷及隱患。由于輸電線路尤其是高壓線路輸電走廊一般較為偏僻，地形環境、路況較為復雜，給線路的運維工作造成極大的不便。本文基于輸電線路桿塔的GPS地理坐標，以奧維互動地圖APP為平臺，開發出適用于野外線路巡視的移動終端衛星地圖導航系統，現已成功應用于公司的輸電線路日常運維管理工作中。

關鍵詞：GPS，輸電線路巡視，軌跡記錄

0 引言

架空輸電線路是電力企業的血管命脈，其管理水平直接影響著電網的安全穩定運行，關系到電力企業的經濟效益，也影響著供電用戶的正常生產秩序。所以，加強對架空輸電線路的運行管理工作至關重要。線路巡檢管理是保證輸電線路及其設備安全穩定運行的一項基礎工作，通過對輸電線路的巡視檢查來掌握線路運行狀況及周圍環境的變化，及時發現及消除設備缺陷和隱患，從而預防事故的發生，有效提高輸電線路運行可靠性[1]。

隨著電網建設的擴大，現階段輸電線路縱橫交錯，電力網已變得越來越復雜，這就對輸電線路巡視提出了新的挑戰。而衛星導航等新技術的發展又帶來了新的機遇，GPS導航的定位精度相比以前有了很大的提高，甚至可以分辨出山路、林間小路，完全可以滿足日常導航的需要。這些技術的發展為移動終端衛星導航系統成功應用于輸電線路巡視工作中成為可能。

1 架空輸電線路的特點及運行維護現狀

1.1 架空輸電線路的特點

架空輸電線路是將輸電導線用絕緣子和金具架設在桿塔上，使得導線對地面和建筑物保持一定的距離。架空線路建設成本低，施工周期短，易于檢修維護，因此，架空線路輸電是電力工業發展以來所采用的主要輸電方式。其具有以下特點[2]：

1）地理分布廣泛。架空線路連接著發電廠與千家萬戶，是電能傳輸的通道，遍布大江南北。

2）地形交通條件復雜。高壓線路尤其是特高壓線路輸送距離遠，走廊面積大，為節約的成本，經常需要跨越高山、河流等人跡罕至，交通條件極為不變的區域。

3）運行維護要求高。高壓、特高壓線路輸送容量大、距離遠，一旦發生故障將影響大片地區的電能質量甚至造成大面積的停電事故。因此，必須加強對高壓線路的運行維護，保證用戶的用電安全。

4）隱患多發。架空線及桿塔路常年暴露在室外，承受著不同地域的氣候變化和自然損壞，如雷電、鳥害、雨雪、銹蝕等。另外，來自現實人為破壞力度也不可小覷，如工程建設、違章植樹等，都給輸電線路的安全運行帶來隱患。

1.2 架空輸電線路的運行維護現狀

輸電線路的運行維護是國家電網公司的核心業務之一，巡視人員通過對線路巡視檢查了解輸電線路的運行狀況，查找輸電設備存在的缺陷和隱患，并及時消除缺陷和隱患，以保證線路的安全穩定運行。

目前，輸電線路的巡視仍主要以人工巡視為主，要求巡視人員對線路桿塔、通道及其周邊環境和交通地形條件十分熟悉，主要依賴巡視人員積累的工作經驗。隨著電網規模的不斷擴大，對巡視人員的要求越來越高，野外巡線容易迷路甚至發生危險。對于新進員工，熟悉線路至少要數年時間，不利于年輕人的培養。另外，對于巡線人員的巡視質量無法進行監督，巡線的工作量也無法進行量化統計。因此，亟需開發一種導航軟件，輔助巡線人員的巡線工作及巡線生產管理[3]。

2 奧維互動地圖簡介

奧維互動地圖瀏覽器是由北京元生華網公司開發的基于Google API、Baidu API、Sogou API的跨平臺地圖瀏覽器，支持iOS、Android、Windows、WindowsPhone、Web五大平臺，集多種知名地圖與一體，擁有強大的設計功能與地理信息展現技術，可滿足各行各業地理信息規劃的需求，具有線路搜索，交互式語音導航，位置分享及位置跟隨、記錄，軌跡記錄、分享、發布，離線地圖數據管理，導入導出標記等功能，目前已較多的應用于野外勘探、小區規劃、移動公司基站維護、電力公司前期規劃、路政設施、高速公路實施放樣、森林防火、野外救援、驢友探險等諸多領域。

3 奧維互動地圖的輸電線路巡線中的應用

3.1 輸電線路GPS坐標的采集與KML文件的制作

輸電線路在地圖上以桿塔坐標點用直線連接的方式表示，因此，需要采集線路桿塔的GPS坐標信息。在國家電網公司線路設備臺賬中，包含了桿塔的坐標信息，但由于線路的技術改造或其他技術原因，系統中的桿塔坐標信息可能與桿塔的實際位置不符，需要在實際巡線的過程中利用手持GPS設備對桿塔坐標信息及時的更新。

在獲取桿塔的地理坐標之后，需要將其制作成奧維地圖瀏覽器可讀取的數據形式，KML文件就是一種在Google地圖瀏覽器中用于地理數據交換的文件形式。它基于XML，并定義了一些TAG用于規定地理數據的顯示方式，可用于描述地點、路徑等地理特征。以線路名稱及桿塔編號命名對應的坐標點，分別制作各條輸電線路的KML文件。

3.2 離線地圖下載與KML文件的導入

隨著GPS導航技術的發展，不僅定位精度、實時性有了極大的提高，利用衛星地圖還可以直觀的看到目標點的周邊環境，甚至可以分辨出林間小路。但隨之而來的將產生大量的數據流量，奧維互動地圖提供了可供離線下載的多層次的衛星地圖，可以大大減少導航過程中消耗的數據流量。衛星地圖模式，在數據管理中導入已經制作的線路的KML文件，即可在地圖中直觀地顯示輸電線路的走向、桿塔的位置以及線路周邊的地形地貌及交通條件等信息，如圖1所示。

4 應用分析

國網蕪湖供電公司運檢部輸電運檢室主要負責轄區內110kV及以上線路的允許維護工作，線路全長近2000千米。由于轄區內河流湖泊眾多，給線路巡視工作帶來很大難度。將本文的研究成果應用于輸電線路巡視工作中，可以大大提高巡視效率，主要功能包括：

1）線路周邊環境的查看與路徑選擇。由于線路經常跨越河流湖泊，需要繞行，對于對線路環境不夠熟悉的巡視人員，采用谷歌衛星地圖可以清晰直觀選擇最優的巡視路徑，提高巡視效率。

2）路徑導航。可以直接以線路桿塔為目的地進行導航，更加方便快捷的對線路存在的故障、隱患點進行管控處理。

3）路徑存儲與共享。奧維互動地圖還提供了軌跡記錄與共享功能，線路巡視人員可以在巡視線路的同時，記錄自己的巡視路徑，并可以與好友分享，如圖2所示。其不僅可以作為巡線的憑證，用于監督巡線人員的工作完成質量，提高線路運維管理水平，同時也為新進員工獨立巡線提供參考，幫助其更快更好的熟悉線路。

5 總結

目前，本文的研究成果已成功應用于國網蕪湖供電公司的輸電線路運維管理中。其提供的路線查看、路徑導航、軌跡記錄與保存功能大大提高了線路的巡視效率，有利于新員工更快更好的熟悉線路。同時，也為輸電線路巡視的監督管理提供了一種有效的方法。