架空输电线路状态运行与维护管理探讨

国网江苏省电力有限公司扬州供电分公司 颜君凯

建设架空输电线路所占空间较小、对外部环境具备很强的适应性，且同一个杆塔可同时架设不同电压等级的线路，由此形成了架空输电线路成本低、周期短、性价比高等优势。架空输电线路也存在自身的缺陷，由于线路长期暴露在自然环境中，不可避免地会受到外部因素的干扰和破坏，除人为行为之外，包括但不限于强风、暴雪、降雨、霜冻、闪电、高温等[1]。从某种意义上说，架空输电线路一旦投入使用，最大的风险是存在于运行状态下的，接下来最主要的工作就是为保障架空输电线路稳定运行而进行的运维管理。

1 架空输电线路状态运维管理问题探讨

架空输电线路状态运行与维护管理包括两层含义：一是对架空输电线路运行状态进行识别、判断，确定其是否存在明显或潜在的风险隐患，主要方式是巡检；二是对架空输电线路进行维修保护，它是指在做出“状态判断”后所做出的针对性反应机制。架空输电线路状态运行监测决定了维护管理是否展开、以哪种方式展开，常见的问题主要包括三方面。

1.1 人力资源短缺、运维效率较低

“人力资源短缺”是一个相对性概念，同样的架空输电线路长度条件下，如在交通便利、基础设施完善的城市环境中，额定运维人力资源是能充分提供保障的。但现实情况是，绝大多数架空输电线路处在自然环境空间内，以杆塔为参照，运维点具有分布范围广、相邻距离长、周边干扰要素多等特征，个别地区甚至需要翻山越岭、跋山涉水才能完成运维管理职能，那么同样是额定运维人力资源的前提下，就很难保证“按时保质”的完成运维工作。同时，随着我国经济发展与社会进步架空输电线路里程在不断延伸，意味着需要投入更多人力从事运维工作。需注意的是，新增人力资源主要是投入到“正常运维”方面，如遇到特殊情况（如抢险救灾），人力资源会显得更加捉襟见肘。

1.2 巡检力量不足、资源消耗大

现阶段了解架空输电线路状态运行是否良好的主要方式，就是按照一定周期进行巡检。虽然巡检工作与运维工作存在一定交叉性，但前者更加常态化、系统化，如派遣人员一个月内的正常巡检可能要沿着架空输电线路行走上百公里，并做出大量检测，巡检力量不足是严重制约因素。在这一过程中需区别对待两种情况：一是加工输电线路的位置偏远，周边存在山地、河流等不利环境因素，对于巡检人员来说存在一定危险性；二是交通相对便利、环境较为友好，这种情况下过度频繁的进行巡检反而会造成部分人员的厌倦心态，出现形式主义的现象，降低了巡检质量[2]。

此外，巡检方面还普遍存在资源消耗大的问题，这是因为巡检工作不仅要占用大量人力资源，整个过程中车辆、工具、设备等也会造成消耗，但整体上架空输电线路出现故障是小概率事件，虽然说“防范于未然”是非常必要的，然而大部分时间内巡检并不能发现问题。

1.3 风险因素复杂、不可抗拒力大

从历史数据分析，架空输电线路问题的诱因主要是自然环境、恶劣气候、生态要素等不可抗拒力，如十年一遇的暴雨洪水、百年一遇的暴雪冰冻等，这种不可抗拒力会在短时间内对高架输电线路造成巨大破坏。更多的风险是量变到质变的积累，如输电线路长期暴露在生态空间中，受到日晒雨淋、温湿变化、工业污染等影响，进而出现绝缘强度降低、杆塔腐蚀等。事实上，架空输电线路状态运行出现异常是存在很大偶然性的，传统的巡检工作难以做到及时发现，例如同一段架空输电线路巡检过程中，前半程没有发现任何问题，但在进行后半程的同时前半程某一点发生了鸟害、雷击等。

2 架空输电线路状态运维管理优化思路

架空输电线路状态运维的根本原因在于过度依赖人力资源，尤其在人工巡检方面，并不能及时发现架空输电线路运行状态的异常。究其原因，人工巡检本质上是一种“非在线监测手段”，以人力资源分段式检测整个架空输电线路，难以满足当前输电线路运维管理要求，因为整条线路上任何一点、一段都可能发生故障，因此在输电线路运维管理优化方面应寻求一种在线监测机制，使之与人工巡检相互配合，这样既能够弥补人力资源短缺，又可提高架空输电线路状态运维质效。

2.1 基于分类思维，划分架空输电线路风险区段

传统意义上的线路巡检存在一定偶然性和随机性，因为巡检的目的是找到输电线路缺陷，但在架空状态下很多缺陷其实存在规律、有迹可循。如，架空输电线路的杆塔出现位移、接地线在地面处出现锈蚀等，又如天气预报显示未来几天会出现恶劣天气、植被距离线路安全距离不足造成放电等。根据缺陷产生的规律，基于分类思维，对一定区段内的架空输电线路运行隐患进行分类，划分出不同的等级，便于后期运维工作过程中精准区分主次。按照风险大小，可将架空输电线路运行缺陷划分成五个区段，分别是暂无风险区段、潜在风险区段、一般风险区段、严重风险区段、危急风险区段。

针对暂无风险区段的运维管理，可适当降低巡检频率（如1个月1次），当前巡检结果中如未发现数据异常、部件缺失、环境异变等问题，则将原本的巡检人力资源分配到其他区段；针对潜在风险区段、一般风险区段的运维管理，重点在于消除不确定性，如某一区段内的地质情况不良，将其列为重点巡检对象，同时补全相关实验数据、解决线路明显缺陷等，运维频率可适当提高，如保持在1个月2次。

针对严重风险区段、危急风险区段的运维管理，需全面收集整合架空输电线路缺陷诱因，建立巡检档案，通过长期的观察记录来突出运维管理重点。如，线下植物、绝缘子污秽、人为焚烧秸秆或线下拉线、覆冰等诱因，标注出导致线路缺陷的次数、计算出占比，供运维人员参考对照；在巡检频次上，根据人力资源存量及数据记录具体安排，如每年6～9月份是当地雨季，应该保持1周1次的巡检频次。

2.2 基于规范管理、系统优化输电线路巡检流程

要提高架空输电线率状态运维管理效率和质量，就必须消除传统工作模式的随机性、偶然性，建立起一套规范管理体系、标准化巡检流程。在基于分类思维、划分架空输电线路风险区段基础上，输电线路运维管理部门应该采取常态巡检和动态巡检相结合的方式，具体流程如下。

首先，由巡检班组根据自身工作经验对长期负责的架空输电线路区段进行预测评估，判断是否存在影响正常运行的风险存在，然后划分出状态巡检区段；其次，在划分状态巡检区段的同时，需要考虑是否要对常规巡检手段、方式等进行变更，如面临季节交替、雨季来临、植被生长旺盛季节等变化时，需对巡检区段与方式重新规划，并由巡检班组向上级部门报告，经审批之后执行；再次，巡检班组进入常规工作状态，这一过程中做好文字记录、图片与视频拍摄等工作，在具体记录内容方面，除了拉线、杆塔、导线、防雷装置、防鸟装置等，还应该关注周边环境的变化，如周边是否存在施工项目，为下一轮巡检及运维工作提供真实依据。

2.3 基于设备升级、建构完整的在线监测系统

传统的架空输电线路状态运维管理主要依赖人工判断，很多隐藏的安全隐患不易察觉。随着我国电力行业整体科技水平的提高，架空输电线路状态运维管理应不断引进先进设备、对现有设备进行升级，并建构一套完整的在线检测系统，这样可有效节约时间与成本、达到事半功倍的效果，主要涉及三方面。

遥感诊断与探伤仪器的运用。人工巡检为代表的非在线监测机制是不可或缺的，但为了及时发现隐形风险，可为巡检班组配备红外成像设备、紫外探伤仪器，这对于及时找到绝缘子、导线等缺陷有重大作用。如，耐张线夹与跳线连接不紧密时，利用红外检测装置可清楚的找到异常发热点。

充分利用输电线路GIS 系统。GIS（地理信息系统）技术能够有效解决传统人工记录主观性强、数据误差等问题，搭配掌上电脑能够详细描绘出巡检过程中的缺漏，实现巡检结果数字化管理，相比人工巡检方式可节约大量人力物力。

建立健全远程可视化监测系统。从建构完整的在线监测系统角度出发，可选用的技术与设备类型较多，如GSM/GPRS 定位系统，一旦出现架空输电线路状态运行异常可迅速确认风险存在的区段，但这种方式虽然成本较低，却只能针对善后事宜发挥作用。为了达到预防为主的目标，在条件许可的情况下应该尽快建立健全远程可视化监测系统，不仅可随时观察线路本身的情况，还能够基于历史数据分析周围环境变化。

3 架空输电线路状态运维管理实践策略

3.1 提高数据利用意识、建立运维管理档案

客观上说，一定区域内的架空输电线路状态运维管理效果如何，主要取决于线路及相关设备信息分析的是否准确。但不能就此认为信息分析是静态的，其中的一些核心数据必须保存下来，积累成历史数据为架空输电线路状态运维提供参考价值[3]。如，关于架空输电线路建设位置的地理变化、交通线路变化、气温气候变化、植被生长变化等，类似的数据如果仍采用纸质记录的方式，不仅容易损坏丢失，且在查阅借鉴的过程中需消耗大量的时间与经历。因此应提高数据利用意识、建立运维管理档案，如利用较为简单的EXCEL 表格工具，独立记录不同数据样本，这样在运用的过程中可迅速检索、统一归类。

以每年当地雷击造成的架空输电线路状态异常为例，根据雷击事故出现的次数生成曲线图或直方图，在交叉对比出现的地点、时间等，可提前判断是否要对防雷装置进行维护检修。要发挥运维管理档案的价值，一方面要建立一套标准的信息录入模式，设计一套精准表达的语言表述范式，避免巡检人员主观描述的不清楚、不正确；另一方面，还要提高运维人员的信息素养，以更好地保障数据资料的决策依据价值。

3.2 采取组件化的理念、建立运维管理平台

“组件化”是指将架空输电线路状态运维管理职能进行合理解构、独立封装，避免传统运维管理模式下“胡子眉毛一把抓”的现象。从功能上，组件化结构有助于架空输电线路状态运维管理系统的扩展，每个模块虽然采取独立作业的形式，但可很好地提高巡检信息的复用性[4]。

如，在全域内建立架空输电线路状态远程监控可视化化智能信息管理平台，这个平台下包括了多个独立模块（子平台），如基础信息分析平台、故障在线诊断平台、运维管理平台等。核心是建立运维管理平台，这也是整个智能化系统中唯一的外派作业模块，其余的各个子平台都是为其提供数据支持和信息服务的。运维管理平台主要展开红外测温、绝缘子检测、大修检修等工作内容，巡检班组及运行、维护人员的行动，都以运维管理平台提供的报告展开。

3.3 引入在线监测技术、建立综合预警机制

在建构智能电网的背景下，将在线监测技术引入到架空输电线路中是应有之义，类似技术在发达国家已经得到了普及，国内也具备了物质基础条件。如，利用GPRS 无线通信技术、低功率技术、视频压缩技术等配备光伏功能设备，可以实现长期对某区段架空输电线路状态的监控。同时，当前的视频技术非常先进，可对异常画面发出警报，如风筝挂在杆塔上、树木折断搭载线路上等，可以及时提醒运维工作人员迅速做出反应机制，将损失控制在最小状态。

4 结语

要做好架空输电线路状态运维工作，可通过合理划分风险区段、加大基础信息库建设、引入高新技术手段等实现，相关措施的应用对提高电力供应安全性、稳定性、高效性具有重要的价值。