高伟 刘霄 吴琼玮
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摘要：输电线路长期在大自然中承受风、雨、雷、电、冰等恶劣天气的考验，时常受到鸟类、山火、偷盗、碰撞等外力破坏，运行条件十分恶劣，日常巡视和特殊巡视是对其进行风险管控的重要手段。通过巡视过程中及时发现线路本体和保护区的缺陷和隐患，及时合理地安排消缺和隐患清除，能够保证输电线路和电网安全运行。为此，本文开发了一种用于输电线路巡检使用的手持缺陷记录仪。在巡检时记录线路的缺陷现象、缺陷原因、缺陷地点等信息，能够在发现缺陷的第一时间进行拍照取证，并在线发布电子稿违章整改通知书。同时，能够进行巡检线路的规划和任务下发，实现违章整改情况跟踪，保证了输电线路巡检过程的标准操作。
关键词：电力线；缺陷巡检；缺陷记录；智能监控
前言：输电线路的巡检是核心的日常业务，能够及时发现设备缺陷和线路隐患，保证线路的安全和电力系统的稳定运行。当前在输电线路的缺陷记录基本上靠人工的方法来解决，容易发生描述不清、操作不规范、无照片证据等问题。由于输电线路巡视在线路安全运行中起着重要作用，从20世纪90年代起，采用智能巡视终端用于线路巡检，保证了巡线的到位率。目前在输电线路巡线中用到的巡检终端方式虽然较多，但智能化水平低，操作步骤烦杂，在现场巡视人员需要花费大量时间操作巡检终端，而未能有足够时间检查输电线路本身的缺陷和隐患，大大降低了线路巡视工作的效率和质量。目前的巡检终端大多采用全球定位系统定位和通用分组无线服务技术通信，在实际应用中GPRS时常因信号原因无法通信，而GPS在非常时期其安全性也无法得到保证。随着国内北斗定位系统的成功推出，并且在实际应用中表现出良好的性能，应用国产定位技术具有更高的安全性，也能促进北斗技术在电力系统中的应用和提高。
1、概述
输电线路的运行维护是国家电网公司的核心业务，其中对线路的巡检是重要的日常业务之一。线路巡检目的是通过巡视检查来掌握线路状况和周围环境的变化，发现设备缺陷和危及线路安全的隐患，提出具体的消缺要求，以便及时消除缺陷，降低故障发生的风险，保证线路的安全和电力系统的稳定运行。从而达到电力系统“安全、稳定、高可靠”的运行目标。
2、智能输电线路巡检缺陷记录巡线仪
本文开发了一个智能输电线路巡检缺陷记录仪，实现了输电线路巡检信息的标准操作和缺陷记录，并能在现场实现违章取证和违章整改通知书发放。为此，主要研究了以下几个关键问题：
2.1 输电线路巡检项目本体建模
根据《架空送电线路运行规程》要求，架空输电线路巡检的主要内容包括七个项目，分为沿线环境、杆塔基础、接地装置、杆塔本体、导线和地线、绝缘子金具及导地线附件线路等部分，并分别记录其线夹测温、接地电阻、导线缺陷、周边环境、绝缘子异常等问题，共计42项检查要求。我国电网企业在设备运维管理过程中，以中文形式记录设备的故障、缺陷、检修、消缺等信息，以手写方式或者电子文本形式保存在信息管理系统中。由于存在手写描述的多义性，或者同一缺陷或者同一个部件的多种描述方法，很难把缺陷信息和具体的对象能够对应起来。因此当选中缺陷部件时，无法自动关联检查要求，使缺陷登记有针对性。更无法从中文文本信息中挖掘出直观的可靠性统计信息。解决这个问题的方案只有对塔杆本体、基础、接地等部件进行本体建模。本文以42项检查要求中的电网缺陷文本为研究对象，建立故障与缺陷基本词库，形成本体字典。经过对大量缺陷文本的分析，我们发现，一个设备可能存在多种缺陷情况，因此建立了电网缺陷文本的语义框架与语义槽，用多个语义槽对一个设备的语义框架进行填充。
通过输电线路缺陷的本体字典的建立，由此保证了42项检查要求的规范输入和规范描述。
2.2 输电线路巡检项目可视化信息建模
根据巡检规程，需要对巡检项目拍摄6张照片，进行缺陷记录和现场取证。因此需要将缺陷和现场拍照取证图片对应起來，能够实现缺陷描述和图片一致。为了实现现场办公，同时为了方便日后电网系统对缺陷的管理和统计，本文研究了缺陷图片和文本描述之间的关联。在本文所开发的数据库中，既有缺陷的文本描述信息，又有图像信息，文本与图像之间有着密切的联系。既可通过缺陷的文本描述来检索到相应图片，也可借助图片说明的信息来检索、识别图片。本文实现了基于文本的目标项的相似性匹配检索，基于文本内容项的相似性匹配检索，基于图像目标项的相似性匹配检索，检索过程中在不同阶段结合了模糊匹配和精确匹配。实验证实：动态地综合文本信息和图片信息能最大程度地满足对特定缺陷的检索要求。
2.3 离线式缺陷数据记录和保存技术研究
输电线路的数据，包括线路走向、位置、级别等数据（包括缺陷数据）对电力供应具有重要的意义，需要保证数据的安全性。为了确保数据的完整性和私密性，本系统中采用了离线数据存储的方法，因此需要研究离线的缺陷数据保存和记录办法。包括基础数据交换和巡线、缺陷数据的记录与保存。
2.4 异种系统间直联状态下的数据交换技术研究
由于电力系统数据涉及到供电线路的安全，根据有关规定，国网系统的数据不应该再互联网环境下进行数据传递，为此需要研究移动设备和计算机之间再直联状态下的数据交换技术。本文采用JSON为数据交换格式，通过USB接口实现数据的通信和校验。交换的内容包括基础数据的同步，缺陷数据的传输等。
2.5 缺陷记录仪业务实现
在实现了基础数据和本体建模和可视化建模后，缺陷记录仪的各类业务可进行实现，具体包括：（1）巡线任务管理：可按日期下发巡线任务，确定执行人员，制订开始日期和结束日期，并按实际完成时间进行跟踪管理。（2）缺点/隐患管理：可通过多种查询方式对不同输电线路的缺陷进行浏览，可看到缺陷种类和描述，具体时间和位置，文字描述和照片描述均可查看，包括巡线线路、缺陷数据、缺陷描述、缺陷照片和环境信息、环境照片等。并可查到是否已经发放整改通知书，以及整改情况反馈。（3）违章整改通知书发布：如果遇上周围环境存在安全隐患的现象，可现场拍照取证，并向业主填送“违章整改通知书”，并进行记录。该系统可跟踪业主是否在规定日程内完成整改，如果多次违规且不整改，可提出警示信息，通知电力部门进行现场执法。
2.6 缺陷信息查询和分析
电网企业每年要进行的设备缺陷分类与分析统计工作，往往依靠人工进行，不仅工作量大，耗时耗力，而且容易出现错误。计算机系统对收集起来的缺陷数据进行保存和整理，以便检查、查询和消缺情况的记录。通过对缺陷记录仪的数据的导出和记录，也便于对缺陷进行管理和各类统计分析，从而提供电力设备故障预测和预防性维修的依据。
结语：随着电网的快速发展和大力建设，越来越多的输电线路投入运行，增加了线路巡检的工作量。结合当前输电线路智能巡检研究现状，从实际出发并对输电线路智能巡检的关键技术进行了研究，以适应巡检技术不断发展的要求，确保输电线路的正常运行。
参考文献：
[1]张明达,沈强,钱幸.智能输电线路巡检缺陷记录仪的设计与开发[J].科技风,2019.
[2]齐南珣.输电线路巡检图像的智能缺陷检测方法研究[D].2018.
[3]张海军,张国亮,赵雪松,等.500kV紧凑型输电线路耐张塔带电作业工具的研制[J].电网技术.
[4]杨凯,刘世涛,伍弘,等.输电线路智能巡检系统的设计与实现[J].宁夏电力,2020,No.211(01):66-70.