架空输电线路防外力破坏智能管控系统设计

1、架空输电线路防外力破坏智能管控系统 设计巢亚锋 徐志强 段建家 王成 王峰 岳石国网湖南省电力公司电力科学研究院国网湖南省电力公司益阳供电分公司摘要：受经济发展和电网建设的影响，近年来输电线路外力破坏故障一直居高不下， 外力破坏己成为线路故障停运的主要原因。然而，传统以班组和设备主人为核心 的粗放型管理方式在外破隐患增加、维护线路变长的情况下人力物力需求高、效 率低下、管控难以到位等问题口益明显。针对此问题，提出建立防外力破坏智能 管控系统，并对系统进行了设计，通过该系统可实现外力破坏集中化、流程化、 标准化、精益化管控，实现生产资料集中管理，工作全过程跟踪、人员自动化管 控，提高外力破坏管控

2、整体水平和供电可靠性。关键词：架空输电线路;外力破坏;智能管控系统;设计;收稿日期：2017-06-12design of antiexternol damage intelligent control system for overhead transmission lineschao yafeng xu zhiqiang duan jianjia wang chengwang feng yue yishistate grid hunan electrie power corporationresearch institute; state grid hunan electriepower

3、corporation yiyang power supply company;abstract：affected by economic development and power grid construction, external damage of tremsmission line fai 1 ure was high in recent years. and external damage has become the main reason for line failure. however, undor the development of power grids and i

4、ncrease of the hidden risk, the traditional management approach which centered on the operation group and the mas ter of the equipme nt exposed a lot of problems, such as high dema nd for human, 1 ow efficiency, difficult control in place and so on. in view of this problem, it puts forward and desig

5、ned the cstablishment of anti-external damage intelligent control system. user can use this system to achieve centralized, processed, standardized and lean management. it can improve the overall level of anti-external damage and power supply reliability.keyword：overhead transmission lines; external

6、clamage; intelligent control system; design;received： 2017-06-12近年来由于经济发展，城市、交通基础建设及个人施工急剧增加，输电线路面临 外力破坏造成供电屮断的威胁口益严峻。据统计，2006年至2012年蒙东电网输 电线路外破跳闸占总跳闸次数的23. 84%,外破故障重合闸不成功次数占总重合 闸不成功次数的39. 53%;2011年武汉供电公司输电线路外破故障占全年跳闸事 故的43%;2010年国家电网公司外力破坏事件占比为20. 5%,但外力破坏造成的 故障停运率达34. 8%l-7o可见，外力破坏已成为线路故障停运的主要原因。

7、面对严峻的外力破坏形势，电力公司管理上仍然沿用传统的以设备主人为核心， 以生产班组为基本管理单元。然而随着输电线路的增多和外力破坏形势恶化，越 来越暴露出这种粗放型管理方式效率低、人员管控困难、过程管控繁琐且规范性 和及吋性不足等缺点。分析了当前外破故障形势，归纳总结目前防治方法存在的不足，提出建立外力 破坏智能管控平台的思路，并对其构架进行了设计，以期为实现线路防外力破 坏集中式、标准化管控，加强资源利用效率，提高供电可靠性提供参考。1外力破坏现状及采取的措施1.1外力破坏定义输电线路外力破坏是指人们有意或无意造成的线路非正常运行，主要可分为五 大类:施工（机械）破坏、山火、异物短路、树竹碰

8、线及其他。1. 2外力破坏现状对国家电网公司20142016年期间500 k v及以上电压等级交直流架空输电线 路发牛的外破故障进行了统计，统计结果见表1。表1国家电网公司20142016年外破故障情况下载原表由表1可知，20142016年外力破坏造成的故障停运占总故障停运数的30%以 上。可见，外力破坏在架空输电线路故障中占比高、故障停运率高，一旦发生极 易造成短路故障和输电线路永久性破坏，并造成供电中断。因此，改进当前防外 破措施，提升外力破坏故障预防预警水平，对线路运维和提高供电可靠性具有 重要意义。1.3已采取的措施和存在的不足目前输电单位针对外破故障采取的措施主要分为组织措施和技术措

9、施两大类 1,8-10。1. 3. 1组织措施1）政-企联合、企-企联合。电力企业与警务部门联合，推动电力执法建设，加 大电力犯罪打击力度；电力部门与林业部门联合，通过信息共享，共同防治山火 发牛；电力部门与公路、铁路、油气等基建部门联合，就重点工程签订安全协议, 保障工程施工及输电线路安全。2）建立群众护线网络。建立以设备管理人员为核心、护线人员、乡镇负责人、 属地供电所人员、林业管理人员等共同参与的群众护线网络，按照区段就近管理 原则，辅助设备主人维护线路安全，发现线路隐患，及时上报施工外破、山火信 息。3）线路排查。派人定期巡视输电线路，对线路上的外力破坏隐患进行收集，登 记造册，更新信

10、息，提出管控措施。并派专人对施工外破现场进行勘查，告知施 工单位安全注意事项，签署安全协议。4）加强宣传。在施工密集期间，重点时段组织人员开展沿线发放宣传册、流动 车广播宣传、张贴宣传海报等工作，对沿线群众进行电力安全常识宣传。并组织 线路保护区施工管理人员集屮学习。1. 3. 2技术措施1）巡视和值守。在重点时节对重点区域进行频率较高的不定期巡视，了解隐患 点状况，及时发现隐患。对有大型机械作业、可能破坏杆塔基础的取土、祭祖季 节多坟山杂草区域及其他施工复杂容易发牛事故的牛产现场，派专人值守现场 保障安全。2）补强和警示。针对施工场所、易偷盗场所，采取护墩、围墙、护坡、防盗螺 栓等措施，保护

11、电力设施。在施工场所、绿化植树区域、坟山区域、鱼塘等容易 造成事故的区域，安装警示标志，围栏等提醒施工人员。3）视频监控。在施工现场装设视频摄像头，连接摄像头与电脑、手机终端，工 作人员通过手机、网络电视监控现场情况，确保现场安全。改进的视频装置还可 以通过自动计算对靠近导线的行为进行声光报警、并提醒设备管理人员。4）其他护线措施。远程控制无人机对输电线路进行巡视，并对发现的外破隐患、 山火和线路保护区内施工进行拍照、视频录像。通过卫星监测对山火热点广域式 识别，监测山火的发生，根据山火点位置，在联系护线人员，了解山火现场情 况。面对越来越复杂的输电线路和运行环境，传统的管理方法主要存在以下7

12、个方 而的不足：1）缺少统一而全而的数据库。目前分散式的管理方式导致各类杆塔基础数据、 工作人员数据、生产现场数据、线路隐患档案各自保存，无统一记录及标准格式, 查阅及更新过程中效率低下，无统一管理目录，信息交互依赖专门的管理人员。2）缺少统一的信息交互平台。杆塔实地走向图和坐标资料、外部视频声光装置、 卫星监测信息、天气预测预警信息和用户手机终端缺少一个信息交互系统，未实 现所有资料的统一管理、自动判断、及时通知和随时查阅。3）缺少有效的人员管控平台。人员外岀巡视、现场值守、状态检修、走访施工 单位等过程中，管理人员无法查阅牛产人员工作状态，无法准确获知到位情况 及工作质量是否符合要求等。4

13、）宣传工作效率低下，无法紧跟时代。目前依赖的宣传方式依然是依靠人工粘 贴海报，发放宣传册，流动广播等形式，不仅浪费巨大的人力物力，而且宣传 效果不理想。5）缺少统一的流程标准化管理系统。隐患发现、上报、管控措施、隐患消除等 过程依赖设备主人和相关领导的自由安排，对设备主人技能和责任心依赖程度 高，管控和查阅困难。6）缺少统一的预测预警系统。卫星监测、山火识别、天气预警等预测预警信息 传递缓慢，高度依赖各部门间会议、口头及邮件传递，存在信息表述不完整、传 递时间长、传递效率低。7）缺少统一的专业对外协作团队，导致在对政府部门、其他企业、其他部门的 协作工作中效率低下，工作无法有效开展，难以督促其

14、他政企落实安全协议上 的规定，政企联合流于形式。2防外力破坏智能管控系统设计2.1防外力破坏智能管控系统构架为消除传统粗放型防外力破坏管理的弊端，实现各部门协作管理和资源共享， 实现资料、人员、管理、处置流程化和标准化，增加信息和资源利用率，有效提 升外力破坏防治综合水平，提出建立统一的防外力破坏智能管控系统，并进行 了需求分析，其原理如图1所示，其构架如图2所示。图1防外力破坏智能管控系统原理下载原图图2防外力破坏智能管控系统构架下载原图该系统与己有精益管理系统、线路地理信息系统及电网运检单位建立数据接口， 并与外部在线监测装置、报警系统、手机终端相关联，实现线路基础数据、人员、 隐患、在线

15、监测、影像档案等及时交互和分析，具有基础数据管理、人员管理、 外部隐患监测、外力破坏预测预警、外破事件处置、过程资料存档等功能。2. 2基础数据管理基础数据库构架如图3所示，防外力破坏智能管控系统基础数据库包含防外破 基础资料数据库（法律法规、政府文件、内部文件、运检资料等）、防外破人员 数据库、线路台账数据库、外破隐患数据库、施工车辆机械人员数据库、防外破 装备数据库、山火植被分布图等。防外力破坏智能管控系统与电网公司已有系统 等建立数据接口，同步更新设备更改、地理位置变动、资产报废等信息，利用人 员数据库，赋予相关生产人员权限，使其可以对权限内的数据进行操作。2. 3数据交互管理防外力破坏

16、智能管控系统与已有数据管控系统、外部视频监控装置、生产现场无 线监控装置、生产人员手机终端相连接，实现各信息终端数据交互、自动分析、 情报推送等功能。自动接收山火情报、天气预测预警、卫星红外监测信息，并及 时推送相关牛产人员，实现牛产人员与防灾减灾信息交互零延时;通过与牛产人 员手机终端建立数据连接，生产管理人员可以利用防外破系统编制计划任务， 及时推送生产人员手机终端，生产人员利用手机拍照、录音、录像并上传系统, 简化任务计划告知流程，实现资料实时上传，任务处置及时汇报;通过与生产现 场监视监控设备建立数据连接，自动接收监控设备数据，实现生产现场跟踪监 控功能。2. 4人员管理通过防外破人员

17、数据库和工作人员手机终端，可以实现人员数据管理、人员任务 管理、人员轨迹跟踪、人员培训、宣传等功能，如图4所示。利用防外力破坏智 能管控系统，结合人员权限系统，生产管理人员使用系统实现任务创建、任务审 核、任务发布，信息推送、结束任务全过程管控，连接手机终端，生产人员使用 手机终端实现任务接收、现场情况汇报、任务结束汇报全过程系统跟踪处理。通 过工作人员填报的危险等级选择以短信或自动电话通知的形式通知相关人员， 迅速做出处置措施。图4人员管理实现构架下载原图 2.5宣传培训管理宣传培训构架如图5所示，工作人员使用固定格式和条目上传培训资料，在系 统内建立培训资料清册，分别对管理人员、生产人员和

18、群众推送不同培训内容。 系统将防外破管理资料、管理办法、典型案例等内容推送至相关人员，促进管理 人员防外破管理水平提升。系统与外部网络建立连接，并建立统一的输电线路公 众号或其他新媒体平台，工作人员通过系统上传输电线路基本安全知识、线下建 房、施工、杆塔周围取土等带来的危害，以漫画、动画等形式推送至媒体平台，民 众从手机客户端获取并学习相关知识，可提高群众安全意识。2. 6流程标准化管控利用防外力破坏智能管控系统，针对隐患发现、隐患上报、隐患处置、隐患消除 全过程，实现管控流程标准化、规范化，提升工作效率和管控质量。针对各类隐 患，设计固定的上报格式和候选内容，对隐患类型进行细分，建立隐患树状

19、筛 选条目，建立处理措施常用清单，实现隐患登记标准化。隐患流程由生产人员现 场勘查无误后发起，通过生产管理人员审核，录入任务计划，提前推送生产人 员，牛产人员接受任务后，进行现场管控和消缺，并上报图片和文字说明，提 岀后续管控意见，推送生产管理人员，经生产管理人员验收无问题后终结隐患 流程。2. 7预测预警管理 运维单位在施工区域输电设备上装设视频及报警装置，通过移动网络与防外力 破坏系统实现数据连接，并根据实际情况设置报警距离和报警级别。当大型机械 车辆进入线路保护区内时，防外力破坏系统锁定车牌并拍照，对机械车辆进行 识别，调用机械库数据，记录车辆活动信息；当机械车辆进入危险区域时，系统 自

20、动电话通知车辆驾驶员和设备管理人员。系统自动读取防灾中心卫星山火热点 信息，根据热点所在地的线路分布，发送告警信息到设备主人和生产管理人员， 实现山火报警管理。2. 8设备管理在防外破设备投运时，同步录入防外力破坏智能管控系统，实现防外破设备投 产、运行、报废全过程管理。生产人员可以随时查阅设备运行状况和分布情况，在 设备达到使用年限时自动提醒生产人员，设备运行岀现故障后自动报警，将传 统分散式的外破设备管控和记录方式通过防外破智能管控系统统一管理，实现 防外力破坏设备精益化管控。3防外力破坏智能管控系统实现3.1施工机械外破管控牛产人员录入隐患信息，系统自动关联缺陷杆塔和地理位置，并推送至牛

21、产管 理人员账户；生产管理人员接到隐患上报后，通过手机或电脑终端，查询隐患内 容，查看隐患现场图片和描述，并选择合适的管控措施和人员，通过系统发布 任务;生产人员接受任务后，工作全过程系统通过手机跟踪工作人员行动轨迹， 对工作人员擅离职守、离开工作位置等行为予以记录和报警提示;工作人员通过 规定格式和文字、图片上报现场情况;系统将隐患内容同时推送至隐患地理坐标 附近护线人员、联络人员等;隐患消除后，生产人员拍照、记录现场情况，上传 系统，并开启结束隐患的申请;系统推送申请至生产管理人员，经核实隐患确已 消除，其流程如图6所示。3.2山火外破管控生产人员线获得山火隐患后通过手机或公司电脑终端按照

22、规定的格式录入隐患 信息;系统自动关联缺陷杆塔和地理位置，并根据隐患类型，发出隐患预警;系 统根据监测到的山火位置，推送警告信息至设备主人和相关护线人员；系统通过 牛产人员手机gps定位人员位置，实现人员轨迹跟踪，保证牛产人员巡视和值 守到位;生产人员发现火情后，立即拍照并上传系统，系统推送至生产管理人员, 管理人员制定相应措施。其流程如图7所示。图7防山火外破管控流程 下载原图3.3防外力破坏智能管控系统的优势1）避免传统管理屮基础资料丢失严重等问题。实现基础资料集屮管理、多人审 核，极大地提高了资料准确度和重复使用效率，齐类生产管理人员可以随时查 看导出，减轻了人员工作负担。2）缩小因工作

23、人员水平差异造成的工作质量差。避免了人员因素造成的工作质 量参差不齐等问题，实现所有生产管理流程标准化，改变信息传递渠道，实现 人员生产全过程跟踪管控，避免因人员工作积极性和水平差异造成的工作质量 下降。3）开启输电线路生产管理大数据时代。避免了历史数据管理耗费大量人力物力 且各类数据丢失严重等问题，实现全电了档案管理，以某省或地区为单位储存 数据，以系统化的方式对各类型资料分类管理记录，实现长吋间大数据分析，找出各地区外破规律，实现差异化防外破管控，为未來云计算、云分析提供了数 据基础。4）实现传统管理方式到现代化管理方式的过渡。避免了传统粗放型管理方式管 理效率低、人员管控难等问题，实现自动化零延迟的信息传递，牛产管理全过程 标准化流程管控，人员管理全过程跟踪，实现管理智能化、生产标准化，降低生 产成本，提高防外破生产管理整体质量。4结论1) 近年来输电线路外力破坏故障居高不下，且外力破坏故障故障停运率达总故 障停运率的30%以上。2) 传统防外力破坏管控方式粗放且效率低下，面临数据管理分散、信息交