國宇，王浩之，王昱翔，黃濤，陳顯達(dá)，劉曉晶

（國網(wǎng)濟(jì)南供電公司，山東 濟(jì)南 250000）

隨著無人機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用[1]，架空輸電線路運(yùn)檢的生產(chǎn)力、生產(chǎn)關(guān)系和人員結(jié)構(gòu)匹配度發(fā)生了明顯的變化，傳統(tǒng)的運(yùn)檢模式已經(jīng)不能滿足目前的防護(hù)需求[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2015 年以來山東某市單體10 000 m2以上的建筑工地?cái)?shù)量明顯增加，截至目前，2021 年已開工數(shù)量較2015 年相比增加約1 倍，架空輸電線路線下及保護(hù)內(nèi)危險(xiǎn)點(diǎn)和隱患點(diǎn)數(shù)量也呈現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，防護(hù)壓力持續(xù)加大，導(dǎo)致運(yùn)檢人員對(duì)輸電通道感知的迫切程度與通道影像時(shí)效之間的矛盾越來越突出。受制于運(yùn)檢人員數(shù)量限制，面對(duì)翻倍增長(zhǎng)的危險(xiǎn)點(diǎn)和隱患點(diǎn)，輸電線路通道環(huán)境信息已無法實(shí)時(shí)更新，部分核心信息通道環(huán)境狀況已開始依賴于屬地單位和護(hù)線人員。作為架空輸電線路運(yùn)檢的責(zé)任單位，通道環(huán)境變化將給線路運(yùn)行帶來較大風(fēng)險(xiǎn)，因此需準(zhǔn)確理解“變”在整個(gè)運(yùn)檢體系中的作用，“變”會(huì)帶來新的隱患、新的風(fēng)險(xiǎn)，所以在有限的人員和時(shí)間內(nèi)，需在通道環(huán)境的“不變”中打牢基礎(chǔ)，在“變”中探索前進(jìn)，在信息時(shí)效不對(duì)稱中尋找平衡點(diǎn)，才能確保架空輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 運(yùn)檢現(xiàn)狀分析

目前架空輸電線路運(yùn)檢模式正處在“兩個(gè)替代”的轉(zhuǎn)型期[3]，即以視頻監(jiān)控代替人工進(jìn)行通道巡視，以無人機(jī)代替人工進(jìn)行本體巡視，這導(dǎo)致人員結(jié)構(gòu)與承載力均發(fā)生較大變化，結(jié)構(gòu)性缺員嚴(yán)重，兩極分化十分明顯，具有視頻監(jiān)控輪巡及無人機(jī)專業(yè)技能的人才匱乏。因此，目前的運(yùn)檢模式可分為3 個(gè)層面：第一層面是在視頻監(jiān)控還未廣泛具備語音同傳功能的情況下，只能調(diào)動(dòng)一切力量進(jìn)行線路巡視，嚴(yán)格落實(shí)20 min響應(yīng)圈，盡快控制、消除機(jī)械施工與異物搭掛隱患[4]；第二層面是為進(jìn)一步控制現(xiàn)場(chǎng)，降低機(jī)械施工突發(fā)率，牢牢抓住施工前期的有利窗口，采取了現(xiàn)場(chǎng)勘查、安全對(duì)接、隱患告知和施工報(bào)備等管控手段，基本有效地掌控住了現(xiàn)場(chǎng)，外破故障數(shù)量趨于穩(wěn)定，機(jī)械施工突發(fā)率明顯降低，線路運(yùn)檢取得明顯成效；第三層面是進(jìn)一步動(dòng)態(tài)分析通道環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，科學(xué)評(píng)價(jià)輸電通道健康狀況，開展更深層次的通道分析和故障預(yù)想，進(jìn)行通道隱患的前瞻性排查與治理，化被動(dòng)為主動(dòng)，實(shí)現(xiàn)架空輸電線路的零跳閘。但要實(shí)現(xiàn)第三層面的運(yùn)檢目標(biāo)，就要對(duì)通道巡視的雙時(shí)效性提出更高的要求。雙時(shí)效性即：第一時(shí)效性是以無人機(jī)穿線巡檢為主上午巡檢、下午巡檢的數(shù)據(jù)，縮短巡檢過程與結(jié)果的實(shí)效性；第二時(shí)效性是以月為周期進(jìn)行無人機(jī)穿線巡檢與通道分析，縮短周期實(shí)效性。

2 新型運(yùn)檢模式構(gòu)建

近年來，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)加速創(chuàng)新，日益融入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展各領(lǐng)域全過程，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度之快、輻射范圍之廣、影響程度之深前所未有，正在成為產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵力量。進(jìn)入新的時(shí)代，要實(shí)現(xiàn)架空輸電線路運(yùn)檢的產(chǎn)業(yè)變革，還需要一套完整的科學(xué)理論體系，還需打造一個(gè)全新的運(yùn)檢模式，解決傳統(tǒng)運(yùn)檢模式的弊端，這也是智慧線路轉(zhuǎn)型的意義所在[5]，具體新型運(yùn)檢模式由以下4 個(gè)要素組成：每日視頻監(jiān)拍輪巡（突出地位）、每周屬地/護(hù)線通道輪巡（輔助地位）、每月無人機(jī)穿線飛行輪巡（核心地位）、每年無人機(jī)本體巡檢輪巡（保障地位）。

2.1 每日視頻監(jiān)拍輪巡

在新型運(yùn)檢模式中，將視頻監(jiān)拍輪巡放在最突出的位置，視頻監(jiān)拍的應(yīng)用已徹底改變了傳統(tǒng)輸電線路通道的巡檢模式，已基本實(shí)現(xiàn)人工通道巡視替代。通道巡視效率也由傳統(tǒng)人工的一天一巡提升至現(xiàn)在的15 min 一拍，巡視效率提升約50 倍。因此在新型運(yùn)檢模式中應(yīng)充分認(rèn)識(shí)視頻監(jiān)拍的重要性，這是外破發(fā)生前最后的保障，雖然在視頻監(jiān)拍數(shù)據(jù)上已進(jìn)行了很多科學(xué)的分析和指導(dǎo)，形成了輔助決策系統(tǒng)，對(duì)輸電運(yùn)檢提供了很多幫助，但在底層架構(gòu)上還有很多問題需要治理，視頻監(jiān)控底層數(shù)據(jù)還存在諸多問題，在外破故障中因監(jiān)控盲區(qū)而喪失主動(dòng)權(quán)事件記憶猶新，因此還需要每日監(jiān)控治理與監(jiān)控輪巡放在最突出的位置，具體內(nèi)容如下：①對(duì)視頻監(jiān)拍設(shè)備樹進(jìn)行格式統(tǒng)一、形式編號(hào)，完善同桿并架標(biāo)識(shí)，逐條逐線梳理。②設(shè)備在線狀態(tài)治理。隨著監(jiān)控設(shè)備的擴(kuò)容和投運(yùn)時(shí)間增加，部分設(shè)備已不能按時(shí)工作，需評(píng)價(jià)設(shè)備運(yùn)行工況。③充分發(fā)揮設(shè)備主人制，每日開展2 次設(shè)備主人的視頻監(jiān)拍輪巡，對(duì)地跨區(qū)段、固定隱患場(chǎng)所、監(jiān)拍預(yù)警區(qū)段進(jìn)行視頻監(jiān)拍特巡，分析實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，有效開展護(hù)線人員調(diào)度。

2.2 每周屬地/護(hù)線通道輪巡

在新型運(yùn)檢模式中，將屬地/護(hù)線通道巡視放在輔助位置，幫助運(yùn)檢人員對(duì)輸電通道進(jìn)行巡視，并提供一定的數(shù)據(jù)支撐。目前利用移動(dòng)巡檢技術(shù)已經(jīng)有效地監(jiān)督了屬地/護(hù)線的巡視情況，但也存在流于形式的問題，屬地/護(hù)線是通道防護(hù)的生命線，也是20 min 快速響應(yīng)圈的主角，為更好地檢查巡視質(zhì)量，為通道分析提供有效的信息流，每周應(yīng)要求屬地/護(hù)線報(bào)送標(biāo)準(zhǔn)化照片，為通道的決策分析提供更為豐富的圖像資料，具體內(nèi)容如下：①每周按要求報(bào)送護(hù)線通道及本體標(biāo)準(zhǔn)化照片，定期更改巡視次序，確保通道及本體拍攝的角度與新鮮度，起初可按月度執(zhí)行，逐漸按層級(jí)縮短周期，直至達(dá)到良性動(dòng)態(tài)平衡；②設(shè)定圖像資料管理的第一責(zé)任人為設(shè)備主人，負(fù)責(zé)每周開展通道隱患及設(shè)備本體顯性缺陷的分析診斷，并提出下一周期拍攝重點(diǎn)及位置，重復(fù)夯實(shí)設(shè)備主人制度。

2.3 每月無人機(jī)穿線飛行輪巡

在新型運(yùn)檢模式中，將無人機(jī)穿線飛行放在核心位置，隨著無人機(jī)的廣泛應(yīng)用，其獨(dú)特的視角和高效的巡檢效率已讓輸電運(yùn)檢煥然一新。輸電運(yùn)檢的核心是培養(yǎng)運(yùn)檢人員對(duì)輸電通道的持續(xù)感知能力，只有找到一個(gè)快速、高效、例行、低成本的通道巡檢方式，才能進(jìn)一步規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，主動(dòng)出擊，而利用無人機(jī)進(jìn)行日常巡檢，恰恰滿足這個(gè)條件，具體內(nèi)容如下：①每日開展固定線路穿線飛行，按月度周期依次執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)近距離對(duì)樹木、異物、鳥巢、堆物、易燃易爆物品等的排查，護(hù)線員到崗到位檢查，完成桿塔基礎(chǔ)、拉線、桿號(hào)、監(jiān)控、防鳥刺、桿塔銹蝕等顯性缺陷的核查，并對(duì)固定隱患場(chǎng)所（重癥區(qū)段）進(jìn)行全面拉網(wǎng)，對(duì)輸電通道進(jìn)行全面評(píng)估；②開展穿線飛行中的自主飛行，與通道、本體巡檢相結(jié)合，多點(diǎn)采集通道影像，充分解放人力，降低無人機(jī)對(duì)運(yùn)檢人員的配適度[6]。

2.4 每年無人機(jī)本體巡檢輪巡

在新型運(yùn)檢模式中，將無人機(jī)本體巡檢放在保障位置，確保設(shè)備本體安全是輸電線路巡檢的首要任務(wù)，也是確保輸電通道穩(wěn)定運(yùn)行最關(guān)鍵的因素。隨著線路數(shù)量的不斷增長(zhǎng)，設(shè)備投運(yùn)時(shí)間的不斷增加，設(shè)備本體巡檢量持續(xù)增大，以往利用望遠(yuǎn)鏡、登桿的方式排查輸電桿塔缺陷已無法達(dá)到目前的巡檢要求。因此，必須使用新技術(shù)進(jìn)行代替，具體內(nèi)容如下：①利用無人機(jī)周期性進(jìn)行輸電桿塔本體巡檢，按照無人機(jī)本體巡檢的技術(shù)路線和指標(biāo)，采用無人機(jī)自主飛行的方式，實(shí)現(xiàn)輸電運(yùn)檢的新老交替第二次飛躍，每月按計(jì)劃完成無人機(jī)本體巡檢，人工專業(yè)巡視進(jìn)行輔助支撐。②充分發(fā)揮設(shè)備主人作用，提高設(shè)備主人分析設(shè)備本體缺陷的水平和能力，樹立“主人翁”意識(shí)，保證設(shè)備本體安全。同時(shí)，積極研發(fā)設(shè)備本體缺陷的智能識(shí)別，逐步降低人工判圖量，進(jìn)一步解放人力。

新型運(yùn)檢模式流程如圖1 所示。

圖1 新型運(yùn)檢模式流程圖

通過這種模式，視頻監(jiān)控、屬地/護(hù)線、無人機(jī)穿線飛行、無人機(jī)本體巡檢都可以源源不斷地提供輸電線路現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行信息，經(jīng)過運(yùn)行單位的整理派發(fā)，現(xiàn)場(chǎng)信息會(huì)發(fā)送至相應(yīng)專責(zé)手中進(jìn)行設(shè)備缺陷梳理和通道隱患分析，梳理分析的結(jié)果可以直接派發(fā)至一線運(yùn)行人員手中，按計(jì)劃進(jìn)行缺陷消除和隱患治理。通過這種閉環(huán)的處理方式，不僅可以打造一個(gè)底層能夠持續(xù)輪動(dòng)的數(shù)據(jù)源，不斷感知輸電通道環(huán)境狀態(tài)及本體健康狀況，還可以實(shí)現(xiàn)隱患臺(tái)賬的動(dòng)態(tài)更新與前后信息的對(duì)稱統(tǒng)一，確保輸電線路可控、能控、在控。

3 運(yùn)檢模式成效分析

架空輸電線路故障跳閘數(shù)量是評(píng)價(jià)輸電線路運(yùn)檢工作的關(guān)鍵指標(biāo)，因此在本次運(yùn)檢模式成效分析中，重點(diǎn)以該指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。下面以山東某地市架空輸電線路運(yùn)檢工作為例，檢驗(yàn)該運(yùn)行模式的成效。該地市自2010 年以來的輸電線路故障跳閘趨勢(shì)圖如圖2所示。

圖2 線路跳閘故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

從圖2 中可以看出，自2010 年以來，隨著城市的發(fā)展與建設(shè)項(xiàng)目的增加，架空輸電線路的故障跳閘率居高不下，故障跳閘次數(shù)從2010 年的13 次逐步增加至2016 年的25 次，故障跳閘數(shù)量增加92.31%。針對(duì)故障跳閘次數(shù)不斷增加的情況，2017 年起該地市有針對(duì)性地采取了鳥害治理、防雷治理、施工報(bào)備等有力措施，有效地控制住了故障跳閘持續(xù)增加的不良勢(shì)頭，故障跳閘數(shù)量開始逐年減少，但仍面臨較大的運(yùn)檢壓力[7]。如圖2 中所示，到2019 年故障跳閘次數(shù)又發(fā)生明顯的反彈，主要問題體現(xiàn)在架空輸電線路里程不斷增加與人員結(jié)構(gòu)性短缺的矛盾越來越突出，運(yùn)檢人員對(duì)輸電通道感知的迫切程度與通道影像更新周期長(zhǎng)的矛盾越來越明顯。為解決以上問題，遏制故障跳閘的反彈勢(shì)頭，持續(xù)降低故障跳閘率，2020 年起該地市率先實(shí)踐了本文所述的新型運(yùn)檢模式，引進(jìn)了視頻監(jiān)拍、無人機(jī)、屬地/護(hù)線等多種感知通道狀況的信息維度，經(jīng)過1 年以來的運(yùn)行與實(shí)踐，2020 年的故障跳閘數(shù)量再次開始拐頭向下，工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的感知和管控力度不斷增加，輸電線路現(xiàn)場(chǎng)狀況趨于穩(wěn)定，故障跳閘次數(shù)從2019 年的20 次下降至2020 年的12 次，降幅同比下降40%，新型運(yùn)檢模式成效顯著。

4 結(jié)語

本文在充分分析現(xiàn)有架空輸電線路運(yùn)檢模式、通道運(yùn)行狀況及存在的問題與矛盾的基礎(chǔ)上，以架空輸電線路信息源為切入點(diǎn)，通過視頻監(jiān)控、屬地/護(hù)線管理、穿線飛行、本體巡檢4 個(gè)方面構(gòu)建了新型架空輸電線路運(yùn)檢模式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電通道環(huán)境及設(shè)備本體的持續(xù)感知，增加了架空輸電線路狀態(tài)評(píng)估的可靠性與準(zhǔn)確度，有效避免了樹障、機(jī)械、鳥害等隱患而導(dǎo)致的故障跳閘，并通過山東某地市的實(shí)際運(yùn)檢實(shí)踐，證明該運(yùn)檢模式具備了一定的先進(jìn)性與故障預(yù)見性，可有效降低所轄架空輸電線路的故障跳閘率，保證城市電網(wǎng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。