高压输电线路巡检专利技术研究

李萍萍　黄文　魏程程　郭凤华　皇　锐

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南　郑州　450002）



高压输电线路巡检专利技术研究

李萍萍黄文魏程程郭凤华皇锐

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南郑州450002）

摘要：文章立足于专利文献，从专利的角度对高压输电线路巡检技术进行介绍，梳理了高压输电线路巡检技术的发展路线，对主要的技术分支进行了介绍和分析，为相关领域的审查工作提供技术支持，也为相关的企业和研究机构提供了参考。

关键词：高压输电线路；巡检；专利

1　引言

电力系统的完好是传输电能、保障安全用电的前提，由于输电线路距离长、沿线地形复杂，其巡检工作显得尤为重要。伴随着我国电力行业的不断发展，高压输电线路巡检技术的研究也不断深化。文章主要通过对国内相关专利信息的分析对我国高压输电线路巡检技术进行梳理和展望。

2　高压输电线路巡检专利整体情况分析

传统的输电线路巡检主要采用两种方式，即人工沿线逐塔巡检式和直升飞机航测法。人工巡检的效率低，精度低，并且劳动强度大，危险性大，难以避免巡检盲区；直升飞机巡线存在不安全因素，巡检精度有限，并且巡线费用昂贵。近年来，为了克服输电线路巡检中存在的问题，国内关于输电线路巡检的研究主要集中在输电线路故障指示器、巡检机器人、故障测距及定位、巡检管理系统的开发、巡检结果告警及展示、特殊类型故障巡检等方面，取得了显著的进步。

3　高压输电线路巡检重点专利分布及技术发展路线

本部分针对高压输电线路巡检领域的重点技术进行阐述，分析技术分支的技术分布，在此基础上总结重点专利技术发展趋势。

本部分的分析数据来源于中国专利文摘数据库CNABS，该数据库收录了1985年以来的专利数据。对相关主题的专利进行检索后发现，国内高压输电线路巡检技术主要发展于2000年以后，因而，仅对2000年至今的相关专利进行分析。

3.1输电线路故障指示器

输电线路故障指示器，用于在线路发生故障时，指示线路的故障，从而帮助巡线人员尽快查找到故障点，对故

3.2巡检机器人

为了克服人工巡检和直升飞机航测存在的不足，近年来，国内研究更多地致力于巡检机器人。中国科学院自动化研究所于2003年率先设计了高压输电线路自动巡检机器人单体CN1619323A，该机器人取代人工对输电线路进行巡检，提高了工作效率，此后相继出现的CN201035117Y、CN101477169、CN201656341U等专利，设计了不同结构的机器人或巡线行走机构，用于输电线路巡检，对其驱动机构、行走方式等进行了详细设计。2011年公开的专利CN202050188U给出一种无人机，用于巡线，以及此后的CN202197057U、CN102589524等，均采用无人机进行线路巡检，原理与巡检机器人类似。随着各项新技术的发展，2013年公开的CN103454556首次将3D扫描功能应用到线路巡检中，实现了三维图像的获取，提高了巡检精度；2014年公开的CN103576055首次在线路巡检中引入多飞行器，以提高线路巡检精度；同期提出的还有CN103593968，其基于激光通信进行高压输电线巡线，实现了巡检系统飞行器与高压线零接触，安全性好，实时通讯；2015年CN204119375U设计了旋翼无人机输电线路状态监测信息实时回传装置，其是对无人机中信息回传装置的细化研究，通过定点拍摄高精度照片，实现更精确地进行故障排查；同期公开的CN104881031涉及一种电力系统轨道式自动巡检机器人，将巡检机器人结构由传统的轮式、履带式改为轨道式，实现了上下、左右、前后三个方向的运动，进而实现更精确的控制、更准确的定位。总体来说，巡检机器人得到较大发展，巡检效率和精度得到较大提升，但巡检机器人的应用仍有待进一步推广，并且伴随自动化研究的进一步深入，巡检机器人仍有较大的研究和进步空间。

3.3故障测距及定位

故障测距在国内的研究较多始于2005年后，故障测距方法主要包括经典电桥法、低压脉冲法、高压闪络法、脉冲电流法、二次脉冲法，相关专利有CN101299538、CN102074937、CN102645616等。由于故障测距方法在国外的研究和发展更早，国内在该方面的研究较多地借鉴了国外的技术，在此基础上进行进一步研究，因而相关方法也较为成熟。2011年公开的CN102096020提出电力系统继电保护故障测距修正方法，对故障测距方法进行修正，提高测距精度。其他的研究基于这些，并无太多改进。综上，故障测距及定位方法的研究整体上发展较为成熟。

3.4巡检管理系统

巡检管理系统是对输电线路故障指示器、巡检机构、故障测距及定位等模块的综合管理，伴随着各模块的逐渐发展，巡线管理系统也不断发展。2011年公开的专利CN102044094，率先设计了一套线路巡检管理系统，其中包含简单的功能模块；其后，2013年公开的专利CN202649377U首次将专家系统引入输电线路巡检，通过建立专家系统，提高了输电线路自动化水平以及运行管理维护水平；同年公开的专利CN103376387，首次将物联网技术应用于输电线路故障检测，通过引入较新的物联网技术，提高了线路故障排线效率。整体来说，对巡检管理系统的研究相对较少，伴随着各子模块的不断发展成熟，为了实现各模块间更好的协调管理，并更好地适应智能电网建设的整体需求，巡检管理模块的研究显得尤为迫切，相关研究仍大有可为。

3.5巡检结果告警及展示

对巡检结果进行展示、对故障信息发出警告，是输电线路巡检不可或缺的环节。国内对巡检结果的告警、展示一直有应用，但在2013年以前并未对此有专门的研究。2013年公开的CN103278736首先提出一种跳闸线路雷电自动查询诊断及诊断结果发布方法，专项研究了诊断结果的发布方法；此后，2014年公开的CN103675598提出一种联动视频监控系统的电网故障诊断结果显示方法，对故障诊断结果展示方法提出改进；同期公开的CN103698659提出一种输电线路黑点模拟预警平台及监控系统，其通过导航定位引入电力系统，建立地图场景展示平台，实现了更加清晰、完整、即时的故障信息指示，这与该时期各种智能软件的广泛推广和应用是密不可分的；2015年公开的CN104505948提出一种基于安卓的架空高压线路故障报警信息系统，首次在巡线报警系统中引用安卓手机，将安卓手机短信接收功能与互联网地图技术相结合，方便维修人员进行故障点维护。对巡检结果告警及展示的研究，较多地依赖于其他相关领域如互联网、智能软件、通讯工具等的发展，后续研究中，将各项新技术较快、较有效地结合到输电线路巡检中，以较好地服务巡检工作，也是后续研究一个可行的切入点。

3.6特殊类型故障检测

随着输电线路巡检技术的不断发展，相关研究的不断细化，近两三年来涌现出一些对特殊类型输电线路故障进行检测的专利。CN103529362公开了一种绝缘子缺陷诊断方法；CN203502542U公开了一种绝缘子故障远距离激光定位器；CN203414561U公开了一种基于导线取能的雷击故障点定位装置；CN103713236公开了一种输电线路覆冰故障自动判定方法；CN204166080U公开了一种电力快速抢修的移动监测装置，用于对灾害地区的电网进行巡查，抢修争取时间，减少事故对电网的危害；CN105093069公开了一种在Android平台上实现配电网络快速运维抢修服务的方法，通过该方法可随时查看线路隐患，实现故障预防，即时知道故障信息，自动显示最合适抢修路径，并可记录抢修过程，便于事后分析。上述专利从输电线路绝缘子故障检测、雷击故障检测、覆冰故障检测、电力快速抢修服务的较多进行研究，立足于实际问题，提出解决方案。伴随着国家电网建设的进一步智能化、精细化，以及对于提升灾难应急能力的迫切需求，上述研究的继续深化将成为趋势。

4　结语

由上文分析可知，目前国内输电线路巡检技术取得较大的进步和发展，但仍有较大的提升空间。文章通过对输电线路巡检技术各个技术分支的论述，有助于国内各企业及科研院所了解相关技术的发展状况，在此基础上明确研究方向，加强自主创新，切实推动智能电网的建设及高速发展。

参考文献：

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［5］王素珍等.基于GIS技术的高压输电巡检系统研究［J］.山东农业大学学报.自然科学版.2015（2）：238-242.

中图分类号：TP242.2

文献标识码：A

文章编号：1003-5168（2016）02-0060-03

收稿日期：2016-1-10

作者简介：李萍萍（1989—），女，审查员，研究方向：电磁测量领域相关发明专利实质审查。

通讯作者：赵景焕（1970—），男，研究员，二级审查员，研究方向：发明专利审查及专利分析研究。障进行及时处理。国内对故障指示器的研究最早出现在2001年，公开号为CN2438131Y的专利中介绍了故障指示器的具体机械结构，其后在2001-2011年间，相继出现了专利申请号为59CN2501061Y、CN2586168Y、CN2597999Y、CN201429668Y等专利，对故障指示器的电路结构、机械结构、功能模块进行设计，故障指示器的研究得到较大发展。此号，2014年公开的CN204065317U，首次提出组网通信型配电线路故障指示装置，实现了高压线故障指示器之间的自组网，每台装置数据均可自动路由到数据采集器和后台监控系统；2015年公开的CN204269751U提出一种具有预防故障功能的故障指示器，在传统故障指示器的基础上，引入故障提前预警功能，扩展了故障指示器的功能；2016年公开的CN204945309U提出一种超声波检测装置，首次将超声波应用于输电线路巡检，以超声波为主、结合热成像来实现巡检，克服了高压绝缘设备发热给检测带来的困难。总体来说，故障指示器已经发展得比较成熟。

Survey on Patent Technology of High Pressure Transmission Line Polling

Li Pingping Zhao Jinghuan Huang Wen Wei Chengcheng
（Patent Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office，SIPO，Zhengzhou Henan 450002）

Abstract：This article bases on patent documents，introduces the polling technology of high pressure transmission line from the aspect of patent，sort out the development route of the technology，introduces and analyzes the main technology branches，provides technology support for patent examination work of correlative fields，and also provides reference for correlative corporations and research communities.

Keywords：high pressure transmission line；polling；patent