輸電線路智能化運行維護技術探析

萬嘉利

國網寧夏電力有限公司中衛供電公司，中國·寧夏 中衛 755000

1 引言

社會經濟的發展致使各類用戶對電量的總需求逐年增加，也對輸電線路安全、穩定運行提出了更高要求。然而，或是盜竊、施工等人為的有意無意的破壞，或是強風、雷雨等自然因素的作用，均對輸電線路的穩定運行形成了嚴重挑戰，既影響了電力的輸送和供給，也造成了巨大的經濟損失。因此，探討如何利用現代技術手段對輸電線路進行智能化運行與維護以使其穩定運行就顯得十分必要。

2 影響輸電線路正常運行的常見故障

在輸電過程中，各種主觀和客觀因素都可導致輸電線路產生故障，進而影響輸電線路的正常運行。當輸電線路發生故障時，就需要采用技術手段對其進行維護從而排除或解決故障。這些常見的故障主要有以下兩種。

2.1 自然原因導致的故障

輸電線路大多在野外進行電力輸送，長時間的野外暴露極易使其受到自然因素的不利影響從而形成故障。例如，經過長期的日曬雨淋，電線被氧化或腐蝕形成的故障；在大風天氣下，折斷的樹枝倒落在線路上形成的短路等[1]。

2.1 人為原因導致的故障

因人員的操作不當或者蓄意破壞而導致的線路故障也非常常見。例如，在設計時，因考慮不周而將輸電線路的高度設計得過低，當大型車輛通過時則會對線路形成破壞；不法分子為了經濟利益而對輸電線路實施盜竊行為，導致部分甚是整體輸電線路陷入癱瘓狀態；施工單位盲目、違規施工導致輸電設備損壞等等。

2.3 自身原因導致的故障

除了自然、人為原因導致的故障外，輸電線路的自身問題也可導致故障的產生。例如，因絕緣子、接地裝置等電氣元件或設備質量不合格而導致的故障、因長期使用致使導線老化而產生的故障等。

3 輸電線路運行維護中對智能化的需求

3.1 安全性的需求

隨著中國經濟社會的發展，傳統輸電線路為了更好地適應社會發展的需要，就應不斷地提高輸電線路的智能化水平，在智能化技術的基礎上來運行輸電線路運行系統，可以實現對線路運行的合理分析，并實時診斷線路運行異常問題，便于工作人員及時采取有效的措施解決異常問題，保證輸電線路運行安全和穩定。

3.2 實用性需求

輸電線路實際運行過程中，通過智能化系統檢測運行質量，分析運行數據，制訂有效輸送方案，提高了輸電線路的運行效率和運行質量。

3.3 信息化建設的需求

隨著中國科學技術的發展，先進的信息網絡技術不僅可以提高電網運行效率，還能夠使電網運行更加簡潔，電力企業通過運用這種信息化技術，可以很好地適應信息化建設的要求，對社會、對企業長久穩定發展都有著重要的意義[2]。

4 實現輸電線路智能化運行維護的技術手段

4.1 現代衛星通信技術

將現代衛星通信技術應用于輸電線路運行維護之中，主要目的是解決傳統線路運行維護系統中信號傳輸質量差的問題。在傳統線路運維系統中，信號傳輸不穩定，經常會發生調度中心無法及時收到信號或因信號傳輸問題無法及時下達線路操控指令的情況，既影響輸電線路的正常運行又影響運行維護效率。應用現代衛星通信技術，通過調整信號傳輸方式，可以較好地解決上述問題。利用衛星通信技術，可以在電氣元件、系統各數據傳輸和處理終端之間構建起新型的信號傳輸網絡。在這個網絡中，信息傳輸的穩定性、安全性均有大幅度的提升。依靠此網絡，可以使數據定位更加準確、指令下達更加及時、輸電線路的運行維護更加高效。當前，中國衛星通信技術的發展已較為成熟，可以為輸電線路的運行維護提供可靠支持。

4.2 在線監測技術

對輸電線路實施在線監測，是通過構建在線監測系統來實現的。在線監測系統一般由智能終端、移動終端、視頻服務器、主站系統等部分組成，各組成部分通過光纖或無線信號進行連接和通信。智能終端包括球機、通信裝置、報警器等設備。在線監測系統運行過程中，智能終端通過有線或無線的方式將信號傳遞至視頻服務器，經過視頻服務器的信號轉換，再將相應的數字信號傳遞給主站系統或者移動終端。

除此之外，智能終端也可以直接通過無線信號將數據傳遞給移動終端。利用在線監測系統對輸電線路進行維護，工作人員可以通過網絡視頻實時對線路運行情況進行監測，不僅能夠及時維修已發現的線路故障，還能夠在線路出現異常情況時及時采取預防措施[3]。

4.3 智能故障診斷技術

長期以來，中國輸電線路故障診斷技術采用的是切斷與隔離部分線路的辦法以查找故障位置。隨著輸電線路發展的日趨復雜化，這種故障診斷方法的連鎖影響大的弊端也越來越明顯，迫切需要采用新的故障診斷技術。智能故障診斷技術通過對故障信號信息的采集、處理和分析以實現對故障的診斷，能夠有效彌補傳統故障診斷技術的弊端。智能故障診斷系統是這種技術的載體，通常包括監測終端、數據中心、工作站等部分。監測終端負責收集線路的故障信號，可根據需要安裝在線路的適當位置。數據中心是故障信息的集中處理中心，負責分析監測終端采集和傳遞來的信號，并將最終結果發送至工作站。工作站在接收到數據中心發來的信息后，相關工作人員就可以根據具體故障進一步采取處理措施。依靠智能故障診斷系統，運維人員可以對線路故障準確定位，極大提高了故障維修效率。

4.4 雷電故障定位技術

中國輸電線路具有分布廣、距離長等特點，受氣象條件影響較大。在所有氣象因素中，雷擊對輸電線路造成的破壞最大。根據相關統計，由雷擊造成的線路跳閘數最高可占跳閘總數的70%，可見雷擊已成為線路跳閘故障的主要原因。相對于根據故障錄波圖測算雷擊位置的傳統方法，雷電故障定位技術可對雷電對地閃擊的時間、位置、電流強度等數據進行測定，并且能夠分析和查詢線路雷擊故障，具有效率高、定位準等優勢。此技術可利用定向定位、時差定位、行波定位、桿塔安裝定位等多種方式測定故障位置，定位精度較傳統方法也有大幅度提升。不僅如此，這種技術在定位故障的同時，還可以識別故障的具體類型，從而為分析雷擊原因、研究改進措施、提高線網安全奠定基礎。

4.5 無人機巡查技術

無人機技術是近十多年才興起和發展起來的新型技術，將其應用于輸電線路的巡查具有諸多優勢。首先，相對于人工駕駛直升機巡查，無人機只需人員地面控制，無需人員上機駕駛，對于巡查人員來說更具安全性；其次，可以突破地形限制，即使局部地區發生泥石流、塌方等自然災害，線路巡查也不會受到影響；最后，巡查速度快，每小時可巡查數十公里線路，是人工巡查效率的10 倍以上。利用無人機巡查線路需要組建相應的巡查系統，其主要包括無人機平臺、地面測控站、數據鏈路系統、地面處理系統等部分。巡查系統利用地面測控站對無人機實施控制并采集各種線路信息，通過數據鏈路系統將采集到的信息傳輸到地面處理系統并進行后期數據處理，以準確發現和定位線路故障。相信隨著技術發展的不斷成熟，無人機技術在線路巡查方面將發揮更大作用。

4.6 機器人巡線維護

中國地域遼闊，電力企業在全國各地分布狀況有著明顯的差異，通常來說，偏遠地區由于輸電線路電壓較高，因此應采用等級較高的電壓，如果還采用人工巡檢的方式進行檢查的話，不僅工作效率低下，還會帶來一定的安全隱患。對此，可以選擇機器人巡線維護技術，這種巡檢技術會配備相應的監測儀器，如紅外檢測儀等，可以利用導線行走的方式將檢測到的數據傳輸到其他裝置中，并展開全面的處理與分析，大大提高了巡檢的質量，還能夠減輕工作人員的負擔，對提高企業經濟效益方面起著積極的作用。

5 結論

綜上所述，電力企業通過將智能化技術與輸電線路相結合，極大地提高了輸電線路智能化水平，也保證線路的運行質量。此外，隨著中國經濟技術的發展，傳統的輸電線路已經無法適應當代經濟發展的需要，需要通過更加先進的智能化手段來對輸電線路進行實時監控與維護，這樣才能及時地發現輸電線路的問題，便于工作人員采取有效的措施進行解決，也提高了線路運行維護質量。