摘要：本技术能够针对重要线路区段进行实时多参数监测，从而实现对重要区段的全方位监测和分析。该技术能够对铁塔位置、外力破坏、风速雨量、导地线温度、弧垂、舞动等进行实时监测，不仅可以用于重要交叉跨越监测还可以对重点线路进行全方位监测。
关键词：智能监测；交叉跨越监测；物联网；自动报警预测
引言：近年来随着我国水平的快速发展，用电负荷日益增大，输电线路运维长度也不断增加。由此引起的交叉跨越等重点保护区段也不断增多，针对不同类型的交叉跨越区段，采取不同的运维策略和安全措施，因此带来的运维工作量不断增多。特别是南方经济发达地区，由于铁路、公路的不断建设，由此引起的输电线路跨越公路铁路等重要交叉跨越区段也不断增多，交叉跨越区段一旦发生故障，不仅影响电路系统的安全稳定运行，更可能危及公路铁路等交通参与人员人身安全，引发重大安全事故。因此针对重要交叉跨越线路研究一套智能化的运维系统迫在眉睫。
1.主要用途
本技术研究成果通过利用物联网、人工智能等技术在输电线路重点区段安装图像、位移、温度、微气象等多种传感器，达到对输电线路的全方位实时监控，监控数据再通过人工智能和大数据进行挖掘分析，从而实现对线路隐患的提前感知体现预警。
本技术主要用于架空输电线路重点交叉跨越区段，也可以全面应用于输电线路防山火重点区段、外力破坏重点区段、防风防汛重点区段的杆塔状态监测和运维。
2.技术原理
2.1研究输电线路重要交叉跨越区段安全隐患种类及特征
近年来随着我国经济水平的发展日益加快，公路、铁路交通线路日益增多，公路、铁路穿越架空输电线路的情况也日益增多，由此带来的重点交叉跨越运维工作也日益繁重。本技术通过对重要交叉跨越区段风险隐患进行梳理，对各类重要交叉跨越特征进行分析研究，提取各类安全风险和安全隐患特征，对各类风险和隐患特征进行综合研究分析，从而制定有针对性的监测和防范措施。
2.2研究输电线路重要交叉跨越区段运维方法
根据前一段获取到的研究成果，针对各类风险和隐患指定详细的运维策略和方案，研究针对不同类型交叉跨越指定有针对性的巡检运维方案，并安装不同的监测设备进行综合智能监测，以通过智能化运维手段降低运维成本。本技术预期形成各类型交叉跨越运维方法一套，针对把不同类型交叉跨越指定不同运维措施。
2.3研究基于物联网的输电线路环境通讯方式
近年来随着物联网技术的快速发展，以电力工程在物联网为基础的通讯手段得到快速发展，以电力物联网为承载，可以在电力范围内接入多种传感器设备，从而对输电线路重要交叉跨越区段的运行数据的实时获取，实现对输电线路的全方位监测。通过研究适用于输电线路环境的物联网建设及组网方式，研发适用于输电线路环境和输电线路数据传输需求的物联网通讯设备；研发适用于输电线路环境的同时兼容现有电路通讯协议的物联网通讯传输协议。
2.4研发输电线路重要交叉跨越智能监测系统一套
本技术成果利用物联网和信息化技术实现对架空输电线路的综合智能监测，本技术成果利用以下三个方面获取架空输电线路运行信息数据：
1）现场传感器实时获取。通过在输电线路杆塔及导线安装高精度传感器可以实时获取现场微气象、通道图像、杆塔倾斜沉降、边坡滑坡沉降、基础含水量、导地线弧垂、导地线温度、导地线振动、导地线舞动、耐张引流板温度等。现场信息通过物联网技术实时传输至后台进行分析。
2）其他平台自动获取。通过对接气象台、地震局、及内部生产系统，可以实时获取台风、雷暴、降雨量、地震、线路运行电气参数等信息。
3）基建数据导入。通过基建数据导入可以获取线路的基础形式、档距、跨越物、设计弧垂等基础信息。
上述三方面数据综合至分析预警平台进行实时分析处理，分析预警平台通利用人工智能和大数据技术综合历史情况、现场数据和未来气象条件等进行综合分析预警。如：南方雨季，系统监测到杆塔现场连续降雨超过30天，虽然未发生倾斜沉降等情况，但气象数据提示未来三天会有台风过境，杆塔位于强台风区域。系统通过综合分析各项参数认定该杆塔风险等级较高，则自动触发报警，提醒运维人员提前采取措施做好应对准备。
3.关键技术和创新点
3.1关键技术
本技术采用物联网技术实现数据的实时传输和通讯，并集成多种传感器和监测设备解决了传统监测手段单一，监测数据种类有限问题。在平台方面创新性的引入了人工智能和大数据技术，从而实现对历史观测数据的深度解析和挖掘，从而在隐患发生初期及时识别精准定位，发出预警提醒运维人员采取措施，避免事故扩大。
3.2技术创新点
1）综合利用物联网、人工智能、云计算和大数据技术等技术，通过在现场安装多种传感器，全方位获取现场数据；
2）引入气象、地震等灾情数据，结合线路运行参数，不仅能够做到自动检测、自动报警，还能够结合未来天气情况实现对未来趋势的预测判断，为运维人员提供决策依据。
4.与同类先进成果主要技术指标比对情况
当前对于交叉跨等重点区段的监测主要是采用监控摄像、微气象等手段，各个监测系统相互独立数据不能有效共享。本技术研发系统能够实时采集多种监测数据，并对监测数据进行比对深度挖掘和分析，从而找出各个参数之间的相互关系和影响，以便在隐患发生初期发出报警。
5.节能减排及经济效益
本技术所研发的装置采用太阳能供电，绿色环保无污染，不会产生气体排放和环境污染。本技术研发成果能有效地对输电线路进行监测和运维，从而及时发现线路的缺陷隐患，避免事故发生。
本技术可以减少因线路故障引起的停电损失和因抢修引起的支出和停电损失。以300MW线路为例，每年可以减少停电损失10小时，减小损失3000MWH。1万KWH等于10MWH，按1度电0.75元算，可节约225万元。
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智能监测装置应用图
结论：输电线路重要交叉跨越区段综合智能监测技术，通过利用物联网、人工智能等技术在输电线路重点区段安装图像、位移、温度、微气象等多种传感器，达到对输电线路的全方位实时监控，监控数据再通过人工智能和大数据进行挖掘分析，从而实现对线路隐患的提前感知体现预警。保证输电线路的安全稳定运行，促进我国电力行业的长足发展。
参考文献：
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[2]韩学民，架空输电线路交叉跨越在线监测与预警系统的开发及应用.2015，CNKI:SUN:ADZD.0.2015-01-003.
[3]张广新，穆景龙，马晖.输电线路交叉跨越距离在线监测系统设计.《现代电子技术》.2018，10.16652/j.issn.1004-373x.2018.24.004.
论文作者:邹志鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：线路论文; 区段论文; 数据论文; 技术论文; 杆塔论文; 实时论文; 人工智能论文; 《基层建设》2019年第28期论文;