科技论文—基于巡线标准化和线路资料可视化的输电线路状态巡视研究.doc

基于巡线标准化和线路资料可视化的输电线路状态巡视管理研究【摘要】传统的输电线路巡视检查往往偏重普巡，巡视的针对性不强、有效性不高。为确保巡视工作的科学性、到位率，提高巡视效率和质量，有必要改变现有的巡视模式，结合巡线标准化、可视化建立输电线路状态巡视管理模式。本文结合输变电状态检修的理论，充分考虑输电线路的特点，提出了以线路环境、通道、设备本体来确定线路状态，结合季节性重点巡视区段，动态科学的确定巡视周期；通过制定各种巡视方式的标准化操作手册及巡视班组技能标准化，线路施工点、特殊巡视区段可视化，构建了有周期、 有重点的全方位动态输电线路状态巡视管理模式。【关键词】输电线路；状态巡视；标准化；可视化1 引言输电线路是电力系统的动脉，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益。为提高线路安全、可靠、充足的电力供应的需要，使其增强电网抵御严重自然灾害的能力，需要对不同输电线路以及同一条线路的不同区段进行状态巡视。从长远来看，提高输电线路巡视质量，可以巩固电网网架结构，增强电网抗击严重自然灾害、外力破坏的能力，减少自然灾害、外力破坏对电网的损害，并降低因抢修、重建受损的电网设施而进行的二次投资，为电网运行带来长期的经济效益。本文通过分析某输电工区线路巡视工作现状，针对其存在的不足之处和弊端，结合线路状态巡视理论，构建了基于巡线标准化和线路资料可视化的线路状态巡视管理模式， 并以该输电工区为试点开展运行。2 输电线路巡视管理存在的问题传统的设备巡视工作是定人、定点、定期地对设备进行检查，其特点是巡视位置和周期固定，与设备状态无关，对于可靠性不高且易产生规律性故障的设备能够适用。然而，在输变电设备日益增多、同时质量大幅度提高的情况下，若仍按传统的巡视模式，势必造成人力物力资源的浪费，且不能及时地把握设备的运行状况，给电网安全运行埋下了隐患。随着社会经济的飞速发展，电力用户对电力系统的可靠性要求越来越高，传统的线路运行管理以及巡视方法已经无法适应当前的运行管理形式。具体的矛盾表现在以下几个方面：1）随着电网规模的越来越大和减员增效的要求，人均管理维护的线路长度逐年增加，线路维护人员增加速度远跟不上线路增长速度，传统的运行管理方式与当前的电网发展产生了矛盾。2）传统的巡视方式，一方面造成大部分线路或区段“过”巡视，浪费人力、物力资源，另一方面对线路危险点、特殊区域、易被外力破坏区域等又明显巡视检查不足，威胁线路的安全运行。3）巡视人员技能有待提高。很多运行巡视人员大多未参加过设备检修工作，对线路设备的结构、性能、特点了解甚少。因此很多运行人员只能巡视设备外表，而很难发现设备运行中的潜在故障。巡视人员的技能直接影响巡视质量，有待提升。4）巡视工作标准化程度不高，标准化作业指导书过于繁琐，多数巡视人员凭个人经验开展巡视工作，存在不同员工巡视质量不同的问题。5）近年来对我工区各种事故案例统计分析发现，输电线路在巡视周期内遭受的外力破坏、电力设备被盗、大型机械施工等外部因素产生的事故越来越多，由于电力系统可靠性的要求越来越来高，迫切需要我们改变现有的巡视管理方法。3 输电线路状态巡视管理模式针对输电线路巡视管理存在的问题，为了达到在不增加巡视人员劳动强度的情况下提高巡视效率和巡视质量的目标，结合输变电状态检修的理论，充分考虑输电线路的特点，提出了以线路环境、通道、设备本体来确定线路状态，结合季节性重点巡视区段，动态科学的确定巡视周期；通过制定各种巡视方式的标准化操作手册及巡视班组技能标准化，线路施工点、特殊巡视区段可视化，构建了有周期、 有重点的全方位动态输电线路状态巡视管理模式。状态区段划分 线路状态分级 特殊区段划分巡视周期确定 线路状态确定巡视周期 结合季节因素，特殊区段确定巡视周期 线段的巡视周期取以上两个周期中最小值特巡管理 编制特巡策略库 制定特巡计划 执行特巡计划状态巡视目标（不增加巡视人员劳动强度的情况下提高巡视效率和巡视质量）线路状态可视化巡视操作标准化、人员技能标准化图1：状态巡视管理体系模型3.1 状态区段划分状态区段定性划分，为运检班组科学地确定线路的巡视周期。准确划分线路的状态区段，是状态巡视工作的核心。输变电设备状态评价导则架空输电线路中对线路状态的评价主要是设备本体的评价，通过对线路上各电力设备状态量进行打分汇总，从而把线路的状态分为：正常状态、注意状态、异常状态和严重状态。这种线路状态评价方法主要为输电线路状态检修服务，而对于巡视而言，不能够全面反映线路的状态。因为输电线路全部暴露在大自然中,外界环境及线路通道情况复杂，并受各种气象条件及自然灾害、外力、人为破坏等因素的影响,会在线路本身及周边地区造成一些危及线路安全运行的现象。因此，为了科学的确定状态巡视周期，需要对对设备的状态进行不同层次的归纳，将设备按线路环境、通道情况、及设备本体结合运行经验将设备状态评估结果分成三种类别：I类可靠状态、II类正常状态、III类可靠性下降状态。1）划分标准I类可靠状态（1）线路区段停电和带电检测数据正常、运行情况正常。（2）线路区段设备资料、试验数据齐全。II类正常状态（1）线路区段不存在可能引发线路跳闸的一般缺陷、特殊天气、通道变化等因素。（2）线路区段无外力破坏迹象。III类可靠性下降状态（1）线路区段存在可能引发线路跳闸的一般缺陷、特殊天气、通道变化等因素。（2）线路区段存在易发生外力破坏因素。（3）正常检测数据值有超标趋势或超标现象。2） 划分细则表1 输电线路状态划分细则项目条件状态环境线路通道设备本体可靠状态1、人口稀少、交通困难区域。2、线路区域处在D级及以下污秽区。1、在线路防护区内无高大建筑或构筑物、厂区、民房。2、在线路下方无大型机械进行施工，在保护区范围内无挖砂取土、勘探、钻井、农田水利等作业。3、在线路附近（300m区域内）无爆破采矿或施工爆破。4、杆塔基础附近无堆放垃圾、倾倒化学物品或其它腐蚀性物品。1、1年内未发生I、II类障碍；危急、严重缺陷消缺率达到100%，一般缺陷消缺率达到85%以上。2、设备防盗设施、警示牌齐全。3、此区段1年内未发生外力破坏和偷盗现象。4、采取防污措施（喷涂PRTV、复合、防防污绝缘子等）。5、检测数据正常，符合标准。6、设备评价结果为“正常”或“注意”状态，且对应为一级的线路。或者为评定为标准化线路，且通道内无影响安全运行隐患的线路。正常状态线路不能满足可靠状态区段标准，同时未处在可靠性下降状态区段。线路不能满足可靠状态区段标准，同时未处在可靠性下降状态区段。1、单电源、重要电源、重要负荷、网间联络等线路。2、运行状况不佳的老旧线路（区段）、缺陷频发线路（区段）。3、新建线路和切改区段在投运后3个月内，至少每月进行1次全面巡视。可靠性下降状态处于环境恶劣的区段，如易受外力破坏区、树木速长区、偷盗多发区、取土多发区、易建房堆物区等。1、在线路防护区内有大型施工、挖砂取土、勘探、钻井、农田水利等作业。2、在线路附近（50m区域内）有爆破采矿或施工爆破。3、线路周边人口密集。4、在线路保护区范围内有生长过快危及线路正常运行的树木（未消除前）。1、1年内发生过I、II障碍；一般缺陷消缺率达不到50%。2、1年内发生1次以上外力破坏事件。3、1年内发生1次以上偷盗现象。4、检测数据值超标或有超标趋势。5、状态评价为“严重”状态，且对应为二级及以下的线路。3）特殊区段划分根据线路沿线地形、地貌、环境、气象条件等特点，结合运行经验，对状态巡视线路逐步摸清和划定以下区域：鸟害区、树害区、多雷区、重污区、季节性重载线路、防汛线路、易受外力破坏区等，将其纳入危险点及预控措施管理体系中，并结合季节确定其状态巡视周期。表2 特殊区段术语定义序号标准名称解释1鸟害区泛指鸟类活动较为频繁易受鸟害的地区。2多雷区泛指雷电活动强烈（雷暴日在60日及以上），而又经常遭受雷害，以及线路路径经过雷电活动走廊的地区。3重污区指线路附近有重污染源的且污秽等级在级以上地区。4季节性重载线路是指冬夏用电高峰期时负荷超过300的线路。5易受外力破坏区影响保护区内输电线路安全运行的情况，主要来自于人为和环境变化产生的外部隐患区域。3.2 状态巡视周期确定状态区段划分以后，每条线段有两大属性：一为线段的状态评价（I类可靠状态、II类正常状态、III类可靠性下降状态）；二为此线段是否为一种或多种特殊区段（鸟害区、树害区、多雷区、重污区、季节性重载线路、防汛线路、易受外力破坏区等）。这两个属性再结合季节性因素共同决定此线段的巡视周期。具体状态巡视周期确定方法如下：1）状态区段巡视周期确定标准表3架空输电线路状态运行巡视周期序号状态类别周期（月）备注1可靠状态2个月2正常状态1个月3可靠性下降状态0.5个月加强针对性巡视2）季节性特殊区段巡视周期的确定标准表4输电线路季节性巡视表季节特点时间段巡视周期（月）巡视区段鸟类繁殖36月0.5个月鸟害区树木生长39月0.5个月树害区汛期、雨季610月0.5个月防汛线路雷电79月0.5个月多雷区无季节特点全年0.5个月重污区夏冬用电高峰期6-8月、1-2月0.5个月季节性重载线路无季节特点全年0.5个月易受外力破坏区3）线段状态巡视周期的确定每个巡视班组根据以上3.1 状态区段划分所述的方法，对本班组负责线路按状态进行分段，并对各线段的环境、线路通道、设备本体进行评价，从而确定线段的状态类型；并且根据线路沿线地形、地貌、环境、气象条件等特点，结合运行经验，对每个线段确定是否特殊线段。应用以下表单，计算出次线段的巡视周期，巡视周期的计算方法为：依据表3巡视周期确定标准，确定线段状态类型巡视周期；依据表4的标准，由巡视月份及此线段是否为特殊区段确定特殊区段巡视周期；此区段真正的巡视周期为以上两个周期的最小值。表5输电线路状态巡视评价表输电线路状态巡视评价表编制：审核：批准：巡视班组：巡视月份：序号责任线路（线段）电压等级长度责任人状态评价评价结果（状态类型）特殊区段巡视周期（月）备 注环境线路通道设备本体鸟害区树害区防汛线路多雷区重污区季节性重载线路易受外力破坏区3.3 特巡管理特巡除了按照现有规定的开展外，还应按照历史经验或预防原则进行增加，以加强线路巡视的针对性。1）编制特巡策略库按照历史经验或预防原则编制特巡策略库，不同触发条件下确定重点巡视线段，待巡点，巡视频率等。表6特巡策略库特巡触发条件触发标准确认人巡视频率巡视时间巡视线段待巡点检查重点施工点线路保护区内有施工、建房等情况发生0.5个月导线弧垂、施工情况雾天下雾无绝缘子、导线连接器重要交跨重要交跨0.5个月导线弧垂、绝缘子、线夹上级通知上级通知无全线2）发生特巡条件后制定特巡计划班长在发生特巡条件后，通过特巡策略库进行选择，生成巡视计划，与月巡视计划对照，如果特巡计划部分设备可纳入月巡视计划，则合并进行，生成新的巡视计划。3）执行特巡计划特巡计划按责任线路下发到巡视小组，巡视小组按要求完成特巡任务。3.4 状态巡视标准化为规范输电线路巡视管理工作，保证巡视质量，提高运行巡视发现问题能力，提高巡视人员巡视技能，杜绝运行责任事故发生，按通俗易懂、量化、明确责任的原则，编制输电线路状态巡视标准化手册。该手册针对不同的状态巡视类型（包括正常巡视、故障巡视、特殊区域针对性巡视：鸟害区、树害区、多雷区、重污区、季节性重载线路、易受外力破坏区），从巡视关键点、巡视质量要求、巡视过程控制、工具清单四方面明确了标准化巡视要求。下面以易受外力破坏区巡视标准化举例说明：易受外力破坏区标准化巡视：1）巡视关键点 线路通道内施工、建房情况。2）巡视质量要求 通道内施工、建房情况及时下达施工协议及隐患通知书。 通道内施工、检方情况及时上报上级部门。3）巡视过程控制 携带施工协议和隐患通知书。 与施工建房方签订施工协议和隐患通知书。4）工具清单表7工具清单基本配置螺丝、螺帽相机急救包望远镜砍刀专项配置施工协议隐患通知书3.5 巡视班组技能标准化针对输电工区新员工的技能及经验欠缺，新员工技能培训机制不完善，新员工巡线技能提升缓慢的问题，投入专门的人力、物力实施技能标准化，对运检班员工技能设定标准，并开展多技能培训，培训结束后结合员工技能及工作业绩进行绩效考核，以督促员工技能尽快提升，方案具体步骤如下：1）首先，运检班应根据岗位的工作要求，建立了员工能力矩阵。在以后工作中根据员工的技能情况动态维护，随时反映员工掌握的技能状况，并用于评估技能差距。姓名安规一般测量工具的使用故障查找和排除方法线路的巡视方法绘制大修技改方案缺陷隐患查找排除方法施工现场组织能力总分张某80王某76周某76李某76陈某724分 代表这个员工已经开始进行本技能的培训了8分 代表这个员工可以独立进行操作了12分 代表这个员工能够操作并且可以解决出现的问题了16分 代表这个员工非常精通本技能并可以作为培训师来培训其他人了图2运检班员工能力矩阵2）根据现有员工的能力矩阵，制定培训大纲并开展培训课程。表8 2012年多技能培训大纲及进度计划时间学习目标学习内容学习重点学习方式实际完成时间2012年2月了解安全、有关规程规定，提高自我保护意识电业安全规程熟悉停电、验电、装设接地线的方式方法安全讲课2012年3月会使用一般测量工具卡表、测高仪、红外测温仪的使用熟悉卡表、测高仪、红外测温仪的使用班内师傅现场培训2012年4-7月掌握运行标准及巡视方法输电线路及设备运行规程巡视内容、缺陷定性、运行标准班内师傅现场培训2012年5-8月掌握线路故障查找和排除方法月度故障分析故障查找和处理的特点班内师傅现场培训2012年6-9月制定、绘制大修技改方案输电线路检修规程典型线路的大修类型班长讲课2012年9月掌握线路隐患排查方法线路隐患定级隐患分类、处理流程班长现场讲解2012年7-10月提高施工现场组织能力输电线路施工规程讲解施工现场具体流程班长现场讲解3）在实际工作中实际应用，并定期召开经验交流会，巩固培训技能。4）培训结束后，运检班负责人应结合每位员工的能力和实际工作中各指标完成情况制定了考核评分表，并每月据此进行绩效考核。依此来激励员工、巩固多技能培训的成果。表9 10月份绩效考核评分表姓名安规一般测量工具的使用故障查找和排除方法线路的巡视方法绘制大修技改方案缺陷隐患查找排除方法施工现场组织能力巡视质量其他工作量总分张某109810101910101096王某109810102010101097周某10981091610101092李某1098101015991090陈某10987917101010903.6 状态巡视可视化管理针对输电工区线路资料可视化程度不高的现状：有每条线路的线路图，没有包括所有线路的大图；GIS系统中虽然包括所有线路，但线路数据未及时更新，而且GIS系统国网要统一开发设计，不允许在GIS上开发新图层，不能够在GIS上标注线路状态。工区创造性的提出了线路状态可视化的方案，具体步骤如下：1）从运检班MIS系统PDA模块中导出线路的各杆塔的经纬度坐标（EXCEL格式），通过公式G1=E1&”,”&F1把经纬度合并成列，如下表示例数据所示：表10 线路杆塔经纬度坐标示例数据线路名称责任小组杆塔编号经度纬度经纬度光口一班1组1117.02916666666739.204830555556117.029166666667,39.2048305555556光口一班1组2117.03100000000039.206500000000117.031,39.2065光口一班1组3117.03100000000039.208333333333117.031,39.20833333333332)利用以上数据中的“经纬度”一列，打开CAD，在命令栏中输入pline（多段图）命令，回车后把一条线路所有杆塔的经纬度拷到命令栏，空格确认后即可在CAD中按EXCEL中经纬度作出路线图。3）利用CAD中的图层技术，实现线路资料灵活应用。把每个巡视小组的线路图分别作为一个图层，应用CAD中图层打开或关闭的功能，可以实现单独看各个巡线小组的线路、一班线路、二班线路以及全输电工区线路的功能。表11 CAD线路图层说明CAD图层工区班组巡线小组1输电工区一班线路一班第1组责任线路2一班第2组责任线路3一班第3组责任线路4二班线路二班第1组责任线路5二班第2组责任线路6二班第3组责任线路4）在CAD线路图上标注“施工点”、特殊区段包括鸟害区、树害区、防汛线路、多雷区、重污区、季节性重