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基于移动导航的输电线路故障巡视方法

发表时间：2020/8/4 来源：《电力设备》2020年第8期作者：沈继辉

[导读] 摘要：输电线路故障巡视一直是输电运行检修部门的重要工作之一，近年来输电线路故障数量呈上升趋势，且故障点巡视也越来越困难。

        (宿迁三新供电服务有限公司 223800)
        摘要：输电线路故障巡视一直是输电运行检修部门的重要工作之一，近年来输电线路故障数量呈上升趋势，且故障点巡视也越来越困难。以往故障巡视大都是依靠巡视专责人员的巡视经验选择巡视路线、查找故障点，但由于人员的经验参差不齐，查找结果存在很大的随机性。提出一种基于导航软件的输电线路故障巡视方法，该方法可最大限度优化路线选择，缩短故障巡视时间，提高故障巡视效率，进一步提高供电可靠性。
        关键词：输电线路；故障巡视；手机导航；K码
        引言
        电力系统输电线路所起的作用主要是长距离、大容量传输电能。输电线路的状态直接影响电网的安全稳定运行，关系到用户的正常生产秩序，也影响着电力企业的经济效益。在供电系统中，输电线路跨度最大，运行环境最为复杂。近几年来，随着国家改革开放的进一步深化，电力输送网络规模迅速扩大。随着电力在社会建设中起的作用逐渐增大，社会对供电可靠性的要求也越来越高，停电所造成的损失也变得越来越难承受。
        虽然现在重要用户都是多电源多回路供电，但一旦其中一回线路发生故障将大大增加电网运行的风险，有可能引起更为严重的事故，甚至会引起大面积停电，造成巨大的经济损失和社会影响。所以输电线路发生故障后迅速抢修成了社会对供电企业的基本要求。供电企业通过提前制定各种应急预案、进行事故演习等不断提高故障抢修效率，但故障巡视一直延续传统方法，依靠巡视专责人员的巡视经验进行故障巡视，迫切需要一种科学的故障巡视方法。
        1线路故障抢修
        1.1抢修步骤
        线路故障分为永久性故障和瞬时性故障，就形成原因可分为雷击、污闪、鸟害、覆冰舞动和外力破坏等。根据规定，线路发生故障后，无论重合闸重合成功与否，抢修人员必须尽快到达故障点，到达故障点的时间越短，故障检出成功率越高。如果重合不成功，还要进行抢修工作。输电线路的故障抢修一般分为故障点的定位、抢修人员到达故障现场和故障抢修3个步骤，其中，故障点的定位非常重要，所以故障点迅速定位与抢修人员迅速到达现场对故障抢修具有重要意义。
        1.2线路故障点定位
        线路发生故障后，输电线路运维部门接到调度部门的电话，调度部门一般提供的信息是故障时间、线路、相别，重合是否成功，故障测距，保护动作情况等。故障点快速定位依托故障测距。输电线路故障测距技术一直是国内外学者们的研究重点之一，近几年来已形成了实用成果，且已广泛应用于继电保护中，并实现了与调度联动。
        1）按照故障巡视流程，启动相应预案，通知相关人员和车辆进行故障巡视。如果是夜间巡视还需准备必要的照明器材。
        2）根据调度提供的距离信息，查询线路台账，对故障点实现粗略定位。按照保护装置测距5%～10%的比例（一般按照10%）在台账上大体确定出故障区间，这一过程需要两个方面的修正，一是考虑弧垂，特别是有若干大档距的输电线路和温度对弧垂的影响；二是应结合以往线路跳闸的经验数据进行修正。
        3）对可能的故障进行定性。这需要准确掌握的线路状态评价、丰富的事故查找经验和以往线路的事故分析数据。
        1.3故障巡视方法
        合理的巡视方法是故障点查找的重要基础，故障点的查找归根结底还是通过巡视人员来完成，必须召集到足够且合适的人（特别是负责定期巡视此区段的专责人）进行故障巡视。现在一般采用的巡视方法是依靠巡视人员的经验进行故障巡视，但是此方法存在着很大的弊端：故障段的专责巡视人可能因某种原因不能进行故障巡视；夜间进行故障巡视（夜间经常发生事故）时，外部参照物无法参考，即使专责巡视人也不容易分辨路线；故障段所在地区进行过较大改造，巡视人员无法通过记忆进行路径选择。
        此时巡视人员一般使用手持GPS设备来进行故障点巡视，但就目前现状而言不可能每人1台GPS设备，据此，提出一种基于手机导航的故障点巡视方法，智能手机的普及给该方法的推广提供了基础。另外，由于GPS信号位置均是经纬度球面坐标，国家从安全角度考虑不允许直接引用，因此手机导航软件为了方便用户使用，把经纬度坐标（球面坐标）网格化，每一个网格单位代表纵横向0.1s（与距离无直接关系）。其采用了K码定位编码方式，需要将GPS坐标转换成的K码以实现故障段定位。

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        2K码简介
        K码是9位码。K码将地图分成了4块进行编码，中心点在内蒙的阿拉善左旗境内。经纬度是东经105°，北纬40°。以该点为中心分别在东西方向和南北方向画一条线当横纵（XY）坐标轴，第一象限（即东北方向）的K码的第1位是5，第2象限的K码的第一位是6，第3、4象限的K码的第一位分别是7、8。K码的第2～5位表示东西方向上的坐标，第6～9位代表南北方向上的坐标。
        K码是34进制数，（26个字母加10个阿拉伯数字，再去掉不用的L和O共34个字符），这个34进制数从左向右由低位向高位排列（常用的10进制是从右向左由低位向高位排列）。中心点的K码有4个，分别是500000000、6uy1y0000、7uy1yuy1y、80000uy1y，分别代表原点4个象限的K码。X、Y轴正方向起始坐标0s，其代码为0000，X、Y轴最大坐标为1260000s，其代码为uy1y。
        根据以上原理，用户就可在经纬度和K码之间互相转换，尤其在知道经纬度后可转换为K码，从而实现故障点的定位。
        3应用效果
        3.1模拟故障巡视
        为测试该方法的有效性，模拟了多次故障巡视。测试接到调度指令之后确定故障段为220kV青弥线45号至50号杆塔B相，
        3.2主要优点
        便携性。抢修人员只需要携带一个带导航的手机即可，随着现在智能手机的普及，基本上可以实现人手一台可以导航的智能手机。
        准确性。通过K码实现定位，提高了准确度，K码的分辨率是0.1s，精度控制在5m之内，满足故障点巡视要求。而且K码只是一个9位数，分享位置时，相对于经纬度出错的概率更低。易操作性。界面简洁、操作简单，方便易学，特别是随着智能手机的普及，该软件也逐渐得到普及。标准性。每个地方的K码都是唯一的，标准也是统一的，所以通过K码定位得到的结果是标准化的。独立性。摆脱了巡视人员通过参照物定位的弊端，特别是夜间或者是巡视路段发生大的变化之后无法识别参照物的弊端；且故障巡视人员若非故障段专责巡视人，故障点巡视时间会有很大的随机性。共享性。通过K码的分享可以实现下一步故障抢修人员快速到达故障点，为线路的故障抢修进一步缩短了时间。
        多选性。手机导航提供了多条路径可供选择，拓宽了路径的选择，避免了单一路线拥挤而延误了故障抢修时间。
        人性化。手机导航软件已经商用，其自带的语音导航功能被广泛应用。
        4结语
        采用该故障巡视方法后，不仅提升了故障点查出的及时率和成功率，在线路运行、线路检修、线路设计初始定位、基建工程民事协调等方面也起到一定的辅助作用。
        通过此种定位方法进行故障巡视进一步深化了输电专业精益化管理，保证输电设备安全稳定运行，对于提升输电线路安全管理水平具有重要意义。
        参考文献:
        ［1］国家电网公司人力资源部.输电线路运行［M］.北京：中国电力出版社，2010.
        ［2］许东东.输电线路故障的查找［J］.中国科技纵横，2010，10（2）：8-9.
        ［3］赵世巍，李成刚.架空输电线路故障排查的措施分析［J］.中国科技博览，2009，21（6）：271-272.
        ［4］白同群.输电线路故障的查找［J］.中小企业管理与科技，2009，13（4）：277-280.
        ［5］赵志疆，张逸群.输电线路GPS快速导航系统在电力应急管理中的应用［C］.第二届全国架空输电线路技术交流研究会，黄山，2009.
        作者简介：沈继辉，单位：宿迁三新供电服务有限公司，研究方向：故障巡视，邮编：223800。