架空输电线路“视频+机巢+AI”全域协同巡检

架空输电线路“视频+机巢+AI”全域协同巡检技术及实用化一工作背景二智能协同巡检技术目录contents三实用化及典型案例2一、工作背景1生产面临痛点问题4架空线路电缆线路输电线路年均增长约

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m500kV220kV110kV1

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m人均运维输电线路达40km设备规模正增长与运维人员零增长之间的矛盾突出2021-2023年，随着电网网架的建设，输电线路规模年均增长约7%，但运维人员零增长，人均运维线路长度达40km，且一线运维人员逐步年轻化、高素质，运维压力增大，但人力价值发挥不足。输电线路规模（

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）输电二所 输电一所一、工作背景1生产面临痛点问题5智能设备实用化水平与效能发挥不够充分全业务智能装备规模效应不足，设备覆盖率与在线率难以支撑现场实际运维需求，数字生产实用化水平不高，智能运维业务规范性、标准化有待提升，效能未能充分释放。智能视频装置精确故障定位装置无人机固定机巢自主导航激光雷达©CSG

2024.AllRights

Reserved一、工作背景1生产面临痛点问题6人民高品质的供电需求对设备高可靠性运行提出新挑战极端天气给电力保供带来巨大考验：强降雨、龙卷风等恶劣天气频发，2024年发生龙卷风引起跳闸12次。检修条件下电网风险依然较高：单回线路故障导致用户损失的星级设备风险累计305天，持续20天以上的36回次，检修条件下电网风险依然较高。内部因素本体发热电缆起火施工缺陷终端漏油鸟害隐患绝缘子自爆隧道开裂金具破损螺栓缺失外部因素道路塌陷顶管作业树障隐患钻探作业飘挂物隐患吊车作业台风及龙卷风山火隐患地质灾害一、工作背景2017年2月成立机巡作业班成立输电自动化班2010年亚运会保供电期间应用PDA进行巡视到位开展隧道及电缆监测系统建设2012年首创电缆隧道机器人率先提出输电线路立体化巡检路径（架空人员不登铁塔、电缆人员不下隧道）2014年全国首创喷火无人机开展架空线路异物清除无人机巡检开始大规模应用2021年率先实现南沙无人机输变配一体化联合巡检全覆盖无人机自动驾驶航线100%覆盖2019年12月首创提出并落实输电线路“3+N”智能装备配置原则2017-2019年全网率先开启并建成数字输电的统一平台—输电自动化监控指挥平台2018年10月成立生产监控指挥中心2022年架空线路通道可视化100%覆盖电缆固定施工隐患点可视化100%覆盖2016年底形成输电自动化建设思路2022年8月成立生产指挥中心及数字输电运维中心，全面构建“生产指挥中心+网格化管理”的数字化、扁平化生产组织模式2013年行业内最早开展输电线路无人机巡检2024年12月率先完成架空线路全域无人机机巢全覆盖，建成全网最大无人机远方调控示范区关键词：半自动、信息化、简单模式关键词：规模化、专业化、平台统一关键词：实用化、标准化、标杆示范2广州供电局数字输电建设历程62023年9月全网率先完成数字生产集约运作，集约通道视频巡视等4大数字生产业务2024年1月投运智能视频、精确故障定位、机器人等各类智能装备近16000套一工作背景二智能协同巡检技术目录contents三实用化及典型案例7二、智能协同巡检技术1智能装备的规模及覆盖率架空视频安装策略及在线率架空视频安装策略：隔塔安装，确保通道全覆盖；重要线路（保供电、施工点、特殊通道）区段逐塔安装，11192台监控视频装置覆盖6896km线路。架空视频维护要求：日跟踪视频离线清单，周统计多维度在线率，月通报各厂家在线情况；重要交跨、施工点、一级以上保供电优先维修，并确保在线率96%以上。99.66%99.15%98.17%99.25%98.45%100.00%99.65%98.91%98.51%99.81%93.75%95.28%98.46%100.00%厂家1厂家2厂家3厂家4厂家5厂家6厂家75月19日在线率4月19日在线率架空视频规模及分类 视频在线率评价

监盘视频系统实时在线率枪机,

14848球机/云台机,970810二、智能协同巡检技术2视频智能巡检技术架空视频预置位策略及标准预置位2：小号侧通道预置位1：大号侧通道预置位3：大号侧杆塔预置位4：小号侧杆塔预置位5：下方塔基预置位1N：隐患位预置位配置策略：按照“5+N”标准开展预置设置，其中预置位1/2为通道预置位，预置位3/4为杆塔预置位，预置位5为塔基预置位；N为隐患预置位，主要监控施工点、鸟害、防风防汛隐患等，最多设置3个，可由“必设”预置位替代的不再单独设置。预置位图像标准：【通道】需能清晰看到整个通道环境，同时兼顾地面风险与导线飘挂物；【杆塔】清楚拍摄对侧杆塔整体塔头，地线横担与挂线的导线横担及绝缘子串完整清晰可见；【塔基】镜头向下，尽量避开本身及塔材遮挡，可看到基础及周边相关环境；隐患预置位需对准隐患位置。二、智能协同巡检技术2视频智能巡检技术架空视频选型及技术参数目前架空智能视频通常有两种类型：普通云台机/球机为最佳选择、枪机安装在水泥杆等承重较低的杆塔。目前广州超91%使用球机，部分场景单一的监测点位或日照环境较差采用枪机。关键指标基本型（分体式云台机）枪型（一体式）通信方式4G及以上4G及以上供电电池1100Wh120Wh云台角度水平360°连续旋转；垂直-90°~+90°--AI算力≥2Tops--光学倍率1/1.8”20倍1/2.8”视频/图像采集传感器像素前视：广角（≥200万）和变焦（≥400万）双通道后视：≥200万前视：夜视（≥200万）和广角（≥400万）双通道，下视：≥200万远程传输视频流1080P1080P夜视镜头支持支持录像帧率≥6fps--录像时长7x12h--存储容量≥256G（可擦写500次）≥32G（可擦写500次）工作条件：a)环境温度：-40℃～+70℃；环境相对湿度：5％～98％；大气压力：55kPa~106kPa；基本风速：不低于本体抗风等级，且应满足南网风速设防标准（按Ⅰ类风区50年一遇设防，V≥37m/s）；最大日温差：25℃；日照强度：0.1W/cm2（风速

0.5m/s）；覆冰厚度：不低于20mm；装置在大风、暴雨、等恶劣环境及强电磁中运行，可靠性不应受到明显影响。10二、智能协同巡检技术2视频智能巡检技术架空视频抓拍策略及标准抓拍策略根据场景、类型和时段不同设置相应抓拍频次，其中夜间为22时至次日7时，同个预置位涉及多个类型的以抓拍频次要求最高的设置，通道30min返图，施工、山火等高风险隐患15min返图。视频装置返图时间有序错峰，统筹全量视频，有序错开返图时刻，避免出现通道带宽拥堵造成上图延迟或丢包。1h/次0.5h/次夜间22-70.5h/次1h/次1h/次2h/次1h/次2h/次9时/15时各推送1次无预置位12h/次11施工点、花木场15min/次山火区段1h/次（中高风险时段15minh/次）涉电公共安全区段1h/次飘挂物、鸟害、防风防汛区段2h/次预置位6、7、8预置位5预置位4预置位3预置位2024.AllRights

Reserved13二、智能协同巡检技术2视频智能巡检技术视频告警分区策略“区域+目标”双重权重确定告警得分：后端AI智能识别将划分图片4个区域，区域1判断为较远目标，权重为1.5；区域3判定为较近目标，权重为3；区域2和4判定为不影响线路，不告警。目标为吊车、山火，权重为4，其他分值递减。依据得分高低确定告警登记：告警得分6分以上为重大告警，其他为一般告警。类型告警权重吊车4塔吊1.7推土机1.6泵车3挖掘机2.5斗臂车1.7打桩机1.7脚手架1.3铲车1.3翻斗车2.5山火4烟雾3.56分以上：重大告警其他：一般告警区域1：权重1.5区域3：权重3区域2、4：不告警区域1区域2区域3区域414二、智能协同巡检技术2视频智能巡检技术视频录像策略24小时不间断录像：电池容量在200A·H以上，24小时不间断录像，录像角度为抓拍时段随摄像头转动录像、非抓拍时段录预置位1角度（大号侧通道）。日间不间断录像：电池容量在200A·H以下，7:00到19:00期间不间断录像，录像角度同上；7:00到19:00以外，抓拍时段打开录像功能，角度随摄像头转动，抓拍完成后关闭录像功能。二、智能协同巡检技术2视频智能巡检技术后端AI智能识别依托南方电网公司大瓦特-CV（L0）大模型底座基础能力，结合配电物联设备与线路采集得图像数据，清洗、标注、校验上万张广州本地巡检缺陷隐患图像数据，通过监督式微调，形成配电缺陷隐患CV大模型（L2）。目前典型施工机械识别率超95%，飘挂物识别率达80%，重点攻坚红外等小样本算法。深度嵌入输电运行支持系统（广州局边侧）开展应用，提高缺陷隐患诊断效率，促进巡视图片复核流程从“人盯人看”向“主动告警”作业模式转变。网公司提供L0+L1级大模型

L2级大模型广州局建设业务支撑能力嵌原流程查看巡视计划设置远程巡视任务进入巡视计划管理任务执行结果查看问题手动截图/录屏缺陷隐患录入人工智能创新平台人工操作能力升级样本标注模型训练模型升级01

巡视计划04人员确认（自动上报）入流程，转变业务模式AI赋能巡视业务03

缺陷隐患自动识别1402

视频处理流程简化05

接收业务反馈信息迭代定期训练迭代

优化部署升级模型机器代人广州局建设具备能力二、智能协同巡检技术2视频智能巡检技术点云测距技术路线原始图像深度估计深度信息距离计算导线点云原始点云点云分类特征点对单目标定摄像头位姿算法输入检测图片图片所属设备ID图片所属预置位号测距算法输出目标检测结果（三维、二维）最近导线点（三维、二维）外破隐患距离告警等级测距算法组件摄像机（设备）内参三维点云处理后的导线数据台账数据：线路名称、预置位、设备ID、电压等级、杆塔号、杆塔名称Docker结合单目相机标定、深度学习点云分类、深度估计等技术，实现外破隐患目标的空间定位和测距。图像作为输入数据，通过深度预测模型生成摄像头对应区域的深度图，解决点云覆盖不到区域缺少深度信息的问题；结合生成的深度信息与相机参数，使用反投影算法来计算目标物体在三维空间中的精确位置，采用K-D树算法来快速计算目标物体位置到导线点云之间的最短距离。目前广州400多处施工隐患点已全量配置相关算法资源。15二、智能协同巡检技术3机巢智能巡检技术机巢建设情况172024年12月，建成全网最大的城市电网无人机远方调控示范区，全面完成变电站、配电房、电缆终端场等站点共计277台机巢，实现全市非禁飞区约690回、6360公里输电线路无人机远方自动化巡检全覆盖。截至2025年5月31日，输变配各专业利用机巢开展巡视任务达15500条，其中输电线路精细化及通道巡视任务10544条，日均70余条，无人机巡视替代率超92%。277套运行机巢6360公里航线规划92.6%公里巡视替代率二、智能协同巡检技术3机巢智能巡检技术机巢选址及规划确定机巢半径：以一定时间内无人机巢最大作业半径中可巡视杆塔数量最大化为优化目标，综合考虑禁限飞区、路网分割等地理因素以及经济性，根据线路拓扑图，利用变电站、配电房和村委位置作为机巢布点位置。无人机巢优化部署：1.获取杆塔坐标集合矩阵、档距矩阵和机巢候选点集合矩阵；2.基于目标档距和无人机的服务半径，确定每个回路中的多个杆塔与附近机巢候选点的故障巡视服务空间矩阵。输入杆塔矩阵、机巢候选点矩阵计算初始档距、目标档距生成故障巡视服务空间矩阵求解机巢部署优化模型输出无人机巢部署策略©CSG

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Reser线ved路拓扑图无人机巢布点矩阵现场机巢安装18二、智能协同巡检技术3机巢智能巡检技术机巢选型应用大疆二代机场大疆一代机场换电机场参数大疆机场2大疆机场1典型换电机场重量34kg~100kg通常50-80kg防护等级IP55IP55部分仅IP44充电时间32分钟（20%~90%）~60分钟通常40-60分钟作业半径10km7km5-8km（视无人机性能）RTK定位双RTK（厘米级）单RTK部分仅GPS/单RTK最大降落风速8m/s6m/s6-8m/s适用无人机Matrice

3D/3TDMatrice

30部分需定制无人机机巢选型试点：先后历时1年小范围开展换电机场、大疆一、二代机场作为输变配联合巡检业务适配性测试。综合考虑机巢性能、重量、成本和系统适配性等，同步结合输变配三专业日常业务需求考虑无人机大小、续航、云台等因素，设备轻巧具备灵活部署，无人机可用于变电间隔精细巡视，续航及作业半径满足输电要求。最后选用大疆机场二代作为主力机巢，按照5km半径并开展规模化部署应用。二、智能协同巡检技术3机巢智能巡检技术无人机航线规划点云渲染点云切割杆塔标记拍照点航线规划点云处理1256910上传点云/KML37819新建航线标记拍摄点航线编辑关联逻辑杆塔标记杆塔4风险检测航线审核发布执行二、智能协同巡检技术3机巢智能巡检技术无人机航线规划数据要求（对采集点云处理的数据要求）准备航线设计所需要的设备台账、基础坐标。（杆塔塔号、接线图、杆塔坐标）在设计精细化航线时，需准备高精度点云数据，精度不低于±0.2m。

点云精度校准，数据预处理完成后，应采用控制点检查的方式检查点云数据的精度，编写点云数据精度报告，保证点云数据的准确性和可用性。对于精度校验不合格的点云数据，应当重新进行采集或者使用控制点进行校正，使点云数据达到航线规划要求。（采用控制点校核法，设置不少于3个控制点）对点云数据合并，裁剪，在保证设备全覆盖、风险点全覆盖的情况下，删除多余区域数据。（通道裁剪）拍摄内容要求（对拍摄点设置的要求）20拍摄主要包括线路通道、塔基、塔身、绝缘子、金具、各挂点等。（精细化巡视的要求）路径规划基本原则是面向大号侧先右后左，从从上至下，先小号侧后大号侧，根据输电设备结构确定合适的拍摄位置，固化作业拍摄点，建立标准化航线库。对于绝缘子串，110kV在确保能拍摄齐全的条件可只设置一个拍照点，220kV、500kV线路绝缘子串需设计3个拍摄点分别拍摄高低压端挂点和绝缘子串。二、智能协同巡检技术213机巢智能巡检技术无人机航线规划技术要求（对航线设计的基础要求）上传点云数据及设备坐标数据至航线规划系统，注意检查并设置正确的点云数据投影坐标系。在上一步成果的基础上，标记需要拍摄的关键部位。（挂点，绝缘子串，跳线）精细化拍摄的通常情况下，相机俯仰角尽可能平视拍摄，宜在-10°-10°设定，具体以现场实际情况为主。相机为1英寸传感器，相机焦距为9mm时，直线塔拍摄点距离目标体2.5-3m，耐张塔拍摄点距离目标体3-3.5m，尽可能确保销钉类目标及缺陷在放大情况下清晰可见。安全要求（确保航线飞行安全）作业前应规划应急航线，包括航线转移策略、安全返航路径和应急迫降点等。（必要时设置辅助点确保航线的飞行安全）无人机巡检时应与架空输电线路的最小距离应大于2米。风险检测使用自动自带的碰撞风险监测与人工浏览相结合的方式，审核航线，排除风险，保证飞行安全。未通过风险检测及人工审核的航线，不应开展现场作业。（审核航线应重点审核航线飞行的安全，审核航线的拍摄点设计是否满足要求，拍摄点距离设置是否准确等）二、智能协同巡检技术3机巢智能巡检技术无人机航线规划模板化航线利用无人机自动驾驶航线规划“模板化”，可实现基于高精度点云模型进行输电线路关键设备点云自动分类及关键拍照点自动拾取，针对相同塔形巡检航线进行一键套用模板，实现干字形、酒杯、羊角、门型等典型杆塔精细化巡检航线的自动生成，使无人机执行航线实现自动驾驶和线路关键部件精细化拍照。具体包括以下两部分内容：线路关键拍照点自动拾取：1）点云分类；2）部件点生成。飞行航迹智能优化与生成：1）自动生成航线；2）调整航点（包含巡检航点位置坐标、航点顺序编号、无人机航向角、云台俯仰角、云台偏转角、镜头焦距等数据）；3）安全性检查：编辑完航线后，可基于软件对航线进行自动检测（避障距离设置和航点间隔检测）。22二、智能协同巡检技术3机巢智能巡检技术机巢系统设计与技术云-管-边-端技术架构：云端开展机巡云巢系统建设，管侧打通边端设备与物联网平台网络链路；边侧部署机巢网关，实现标准化机巢终端控制和数据接入；端侧统筹机巢选型和部署。全流程闭环管控：综合管控平台依托南网智瞰、物联网、电网管理平台等南方电网底层平台能力和数据贯通链路，实现机巢无人机作业“计划制定-任务派发-任务执行-数据分析”业务全流程闭环管控。机巡云巢系统升级建设机巢航线库建设机巢巡检数据智能分析打造云侧机巢规模应用物联网平台统一接入北斗高精度定位服务统一机巢物模型安全信息加密机巢设备测试选型网格化部署规划新技术试点应用解决管侧机巢通信覆盖Ⅲ、Ⅳ区网络机巢接入推进边侧机巢物联接入标准化机巢网关接入做好终端机巢统一规划23二、智能协同巡检技术3机巢智能巡检技术机巡算法应用——可见光级联识别算法：采用目标检测算法在大图上检测金具部件，在金具上检测缺陷，通过集合层级逻辑、传统和深度分类算法的过滤模块去除误检目标，解决销钉、螺帽等小目标缺陷识别难的问题。目前已实现近20类架空线路机巡典型缺陷识别，综合识别准确率超94%。开口销缺失螺栓螺帽松动螺栓螺帽缺失24二、智能协同巡检技术3机巢智能巡检技术机巡算法应用——红外基于旋转矩形框的红外图像部件检测：基于旋转目标检测算法S2A-Net在红外图像中定位出金具、复合绝缘子棒芯的位置，然后提取红外图像中的原始热量矩阵并转化为温度信息，最后根据棒芯区域的温度判别是否发热以及发热等级。目前广州红外缺陷算法针对芯棒发热识别准确率超70%，耐张线发热夹识别准确率超82%。2625二、智能协同巡检技术3机巢智能巡检技术机巢远程快速巡检应用高效应急处置：针对输电线路突发跳闸故障后故障点定位难、抢修时效要求高等挑战，系统建成后有效支撑电网故障应急处置，从传统人工巡视需数小时排查，到无人机巡检快速定位仅需分钟级的跨越式提升。典型案例3月14日上午7时，某110kV线路发生跳闸。在接到故障定位信息后，通过平台远方调度距离故障点最近的无人机机巢，对该110kV线路进行精细化巡视。仅24分钟，无人机便完成作业并将现场高清图像回传，巡视过程中，实时回传高清影像至生产支持中心，运维人员迅速锁定故障点，大幅提升了故障排查效率。26二、智能协同巡检技术输电运行支持系统是输电生产运行控制的技术支持平台

，应用电气类、

环境类、

监测类等多源实时、

准实时数据

，开展设备运行状态感知和智能分析

，

支撑日常运维全面可观、

可测、

可控。（云侧）

面向需求层

，

建设设备状态监测、

监督评价、作业风险监督等等输电设备运行管理业务核心功能

。（边侧）面向执行层

，

承载数字生产实时、

准实时业务

，

由通用功能以及智能巡视、

智能安全、智能监测、智能分析、智能跳闸、智能操作等业务功能组成，协同支撑生产管理业务

，分析结果上送云侧运行支持系统技术支持平台技术及数据架构云侧

设备状态监测监督评价边侧巡视分析监测安全4协同巡检技术及策略27二、智能协同巡检技术全域物联网平台：输电架空线路、终端场和电缆通道/管廊摄像头、无人机、故障定位等数十类输电在线监测终端统一物模型的编制，存量设备开展主站侧改造、增量设备开展物模型适配，建立输电统一物模型体系。汇聚不同监测设备终端数据，综合各类监测终端告警数据建立协同巡检策略，驱动多品类终端开展协同巡检。4协同巡检技术及策略28AI+视频+机巢协同联动：智能算法识别烟雾告警推送照片，基于电鸿区域网关与生产运行支持系统云边协同提供定位及周边监控视频、机巢信息

，

实现多终端数据互通与自主协同作业，

实现区域联动快速响应。4协同巡检技术及策略二、智能协同巡检技术从接到异常通知到确定异常位置并监视处置仅用15分钟！

9:50分接到疑似火情通知

10:05分确定异常位置并处置线路远程视频监控辅助现场树障分析联动区域中心完成处置快速响应，标准化流程应急处置29二、智能协同巡检技术4协同巡检技术及策略智能视频+AI发挥视频不间断监控优势，用于输电线路通道隐患的实时监控，采用短时返图方式及时发现通道风险隐患，采用视频录制方式实现过程溯源。应用算法快速精准识别隐患，

告警图片1

h

内完成确认，

高风险1

0

分钟闭环，实现通道隐患精准精细管控。固定机巢+AI发挥无人机精细化巡视优势，用于输电线路日常机巡作业，采用“分时复用+航班制”方式合理分配巡视任务，按运维策略开展精细化巡视、通道特巡、红外测温等任务。应用算法智能识别风险隐患，缺陷报告

3天内复核

，

实现本体缺陷与隐蔽隐患的及时发现。隐患远程值守、通道快速勘查、故障精准溯源本体精细检查、通道多维巡视、高效红外测量业务协同30功能补位系统关联信息自动提取：跳闸故障发生后，系统自动获取跳闸信息，调用风偏、

耐雷、爬距等14类专业算法，比对故障时刻的环境信息、电气信息、监测信息及历史跳闸数据开展智能分析，快速锁定故障区域，

指导班组快速精准排查故障

。快速生成跳闸分析简报

：对比以往分别在各个子系统查阅及人工计算耗时2个小时以上，通过数据融合和智能算法分析将故障诊断耗时降低至分钟级，生成跳闸分析简报，快速安排核实并制定故障消除方案，有效降低电网运行风险。4协同巡检技术及策略输电运行支持系统跳闸事件原因自动分析二、智能协同巡检技术31一工作背景二智能协同巡检技术目录contents三实用化及典型案例32广州供电局充分发挥区位和资源优势，率先实现域内输电线路视频终端全覆盖（1万余套），每日全量监拍图片120万张