配网设备智能化巡检技术探析

配网设备智能化巡检技术探析

王丹丹

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌兰察布市丰镇供电分公司 内蒙古乌兰察布 012000

摘要：配网巡检是保证电力系统稳定运行的重要环节。发展智能配网巡检技术的人机智能化，有利于操作更流畅；现场的数字化，使传输敏捷；全员互动化，使沟通高效率；数据实时化，使应对更准稳。

关键词：智能电网；配网巡检；单兵；自动化

配电网是电力系统中面向用电客户输送电能的重要部分，随着电网运行负荷的增加，配网的规模逐渐变大，这对巡检工作提出了更高的要求。建立智能配网巡检系统，对传统的单兵巡检装备进行改善，建立应用于配网巡检的智能化管理系统，可以进一步提升配电网精益化管理水平和供电服务保障能力。

1传统配网巡检存在的主要问题

1.1巡检任务重、效率低

传统的配电网巡检依靠人工巡检方式，配电网设备点多面广，工作人员即使只对用电负荷大线路设备进行测试也要花费很多时间。巨大的工作量致使配网巡检效率低，不能及时发现和消除故障，且费时费力。

1.2运维人员能力素质水平参差不齐

采用人工巡检，依靠巡检人员的判断对当前线路进行判断，在维护过程中巡检人员依靠自身的专业知识和经验积累来分析故障原因，并进行适当处理。另一方面，一些线路运维人员缺乏足够的责任心，致使巡检质量得不到保障，进而给配电网的稳定运行造成影响。

2基于单兵智能视觉系统的巡检装备

传统的电力巡检存在的诸多问题，无法满足当前的巡检任务，将新型设备以及先进的技术用于电力巡检技术，组成智能单兵巡检管理系统，可以做到巡检记录无纸化、高效化，同时可以大大节省巡检时间及人力成本。避免原来纸质手写、手抄这样的繁琐过程，通过自动生成巡检项目，自动生成巡检结果，为管理人员提供丰富的数据统计分析报表。

2.1头戴式设备

头戴式设备的成像仪集红外热成像、可见光成像、高清摄像机等技术于一体，通过将巡检装备小型化、集成化，使之成为集成于安全帽上的巡检装备。

2.1.1红外热成像

红外热成像技术属于红外辐射成像，它采用一种内光电效应半导体器件作探测器，被动吸收目标与周围环境之间由于温度或红外辐射率的差异，而把红外辐射能量密度分布图显示出来成为热像，再通过热像将红外图像变为人眼可见的电视图像。由于红外热成像具备良好的成像透雾效果，且能满足夜间远距离广角搜索目标的需求，该类设备应用在重要的安防监控领域能有效地震慑夜间违法犯罪行为的发生，因此很多复杂场合的全天候监控系统中均能找到红外热成像技术与产品的应用。

2.1.2可见光成像

可见光能量在撞击物体后会反射回来，利用探测器来接收反射光线，并将其转化为图像。白天太阳光热辐射强，照射在设备表面会严重干扰红外测温。因此，红外热成像检测工作只能放在夜里进行。而可见光成像只能在日光充足的白天进行。可见光成像技术与红外热成像技术的结合，并通过嵌入式技术将系统的智能分析功能集成到视频监控前端，真正做到二十四小时全天候监控，线路故障预警，监控图像和智能分析结果可通过网络协议传输，实现远程、跨平台、多节点实时监控。

2.1.3高清摄像机

通过高清摄像机对巡线周边环境进行视频监控，通过系统采集的设备状态数据和视频图像实时掌握服务器的运行及故障情况。

2.2智能信息装备服

2.2.1无线通讯装置

使用无线通讯耳麦以及对讲机，方便管理人员与现场工作人员进行沟通。在高压巡线范围时，还要保证语音以及视频的传输不受到周围环境的影响。

2.2.2PDA巡检仪

可视作多功能集一体的移动办公平台，主要是对巡检设备进行条码识别、照相等操作，没有地点的限制，同时PDA包含数据采集软件功能,具有巡检数据采集及数据同步功能，在巡检任务中还要执行局部放电故障的检测。PDA智能巡检终端则依照每次巡检线路的不同从服务器内提取线路设备情况，并结合全球卫星定位系统，根据经纬度原理在巡检过程中动态识别运行人员所处位置和邻近设备，以此来进行终端内的设备信息和实际设备情况的核对

2.2.3装备电源

使用高能锂电池供电，一方面是保证可以在高温环境中电池的安全性，一方面便于充电和携带。

3配网巡检系统主要技术

3.1无线通信网络建立

3.1.1数据采集

数据的采集主要是通过红外成像仪、可见光成像仪、高清摄像机以及PDA终端采集的数据，在终端设备GPS的带领下，运行人员一面沿线进行线路设备信息核对，一面将巡检信息悉数将数据录入PDA中。

3.1.2数据传输

数据的传输是当今物联网技术的重要课题，在巡检系统中，数据的传输通过依靠后台通过无线广域网2G/3G/4G，移动智能终端可与后台管理系统进行无缝连接，实现移动智能终端与后台系统数据交互。配合GPS技术准确定位，保证传输的高效和安全。

通过运营商基站设备将传统4G通信系统进行高度集成化，将基带设备、射频设备、核心网设备、网管系统、调度指挥系统集成于一体，将设备总体积压缩为传统4G通信系统的1/5，可作为巡检系统设计中的应急基站使用。背负式单兵终端同样采用集成化设计理念，集成4G通信传输、宽带接入、中继和多媒体业务功能，在自身4G宽带通信的基础上，还可为周边设备提供中继传输。通过增强的通信模块和大容量电池，保障单兵可以远距离、长时间的抢险应急作业。同时终端采用背负式设计，配合头盔式摄像头、耳机、麦克等配件，在解放单兵双手的同时提供语音、视频的实时通信。

3.2后台管理中心

后台管理中心通过建立庞大的信息库，对设备状态、故障类型进行处理分析，并统筹巡检任务，管理中心将巡视时间、线路、巡检点等，下发给各巡线人员，巡线人员按照要求执行巡检计划。巡线管理人员可查看日常巡线工作的执行情况，如巡视记录，各巡视人员出勤率等，并对查询结果进行统计分析。

3.2.1图像处理技术

接收到红外数据，可见光数据后需要对图像进行处理分析。图像处理是一项复杂的工作。其中图像分割是图像处理的重要环节。图像分割就是按照应用要求，把图像分成各具特征的区域，从中提取出感兴趣目标。在图像中常见的特征有灰度、彩色、纹理、边缘、角点等。例如，对汽车装配流水线图像进行分割，分成背景区域和工件区域，提供给后续处理单元对工件安装部分的处理近来，人们利用基于神经网络的深度学习方法进行图像分割，其性能胜过传统算法。

3.2.2数据库技术

传统数据库是用来存储信息的数据结构。在巡检系统中设备的基本属性，现场运行数据以及一些历史存储信息。大型的数据，可以会有几百万个记录。数据库从文件分级系统开始，提供了最基本的信息获取和存储功能。然后，数据库使用相关的模型，通过将多个数据库进行相关，可以有更多复杂的方式来获得数据。存储在数据库中的信息可以使用管理系统来进行管理。数据库总是会有管理员，并且可以完全控制数据库，进创建，删除，修改数据库中的记录的操作，能优化数据库的性能和大小。

3.3后台应用程序开发

运用庞大的数据库可以建立，可以建立软件平台，采用JAVA语言进行应用程序的开发。为现场巡视人员及管理人员提供移动APP，对于日常运行发现的故障或缺陷可以实时上报。管理中心人员可通过系统平台及时了解现场反馈的缺陷情况，以便做出及时处理。缩短中控室管理人员与现场巡检人员之间的空间距离与时间差。在APP上通过值班签到、设备巡检、交接班日志将值班人员工作串联，通过人机交互推进巡检任务前行，保证现场工作质量。

4结论

随着智能电网的建立，将人工智能技术、无线通信技术用于配电网的建立可以解决传统配网巡检中的诸多问题，将先进的技术用于单兵巡检装备，研制出一套智能化的巡检系统，可以提升配网运维管理的自动化水平。

参考文献：

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