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电缆防外破智能化运维研究与应用

白徐欢

广东电网有限责任公司广州花都供电局,广东广州,510000

摘要: 花都局目前正在积极探索“集中监控”新模式,在跨越或邻近施工作业区域、立交桥、道路等杆塔上或电缆通道开挖现场加装防外破监控摄像头,运监中心对监控摄像头的图像、视频信息进行实时监控,做到全时域、全空域无死角监控,实现外破现场智能化管控,实现高压电缆运维智能化转型。
关键词: 电缆;可视化;防外破;智能化
DOI:10.12721/ccn.2023.157037
基金资助:
文章地址:

前言:

为满足日益提高的国民生活和社会经济发展水平对电力稳定的供应提出了极高的要求。电网的稳定运行需要对电力线路通道

进行定期巡视,尤其是针对市政道路施工类的电缆外破隐患点巡视,然而传统的人工作业巡视方式效率低、时效性差,难以

第一时间发现外破风险,危急线路的稳定运行。近年来,随着国家智能与网络科技水平的快速发展,可视化装置在前端智能

识别、网络传输、野外防护等级等技术逐步成熟,以可视化装置为辅的配电线路通道巡检得到迅速的发展,在一定程度上的

提高了外破管控的效率。

正文:

目前广州花都供电局中压公用馈线748(回),公用中压线路长度总计4754公里,其中10kV电缆3233公里,电缆占比68%,

区府范围内高压电缆覆盖率达95%以上。如果把城市电网赋予生命,电缆就是他的血管,为电网注入源源活力。然而随着城市

改造步伐不断加快,各种市政施工全面铺开,近几年来施工(机械)破坏是电缆线路外力破坏的主要形式。施工(机械)破坏

主要是由于打桩机、钻机、挖掘机、镐头机、非开挖拖拉管等大型机械在电缆线路保护区内违章作业及重车通行、重物坠落等,

造成电缆线路损坏或故障。

那么,地下电缆一旦被施工机械外力破坏,可能引起连锁反应,导致大面积停电。如果该停电发生在医院、交通枢纽、政府

机关等重要场所,人民群众生命财产将会受到多大的损失,同时停电造成的间接经济损失不可估量;另外一方面电缆破坏也

可能会导致施工作业人员人身伤亡。鉴于此,防外破,刻不容缓!

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图 1  电缆破坏现场

随着电缆快速增加和运行环境日趋复杂,防外力破坏形势愈加严峻,花都局人均防电缆外力破坏的工作量已增至10年前的3倍。

据初步统计,近几年外力破坏事件中,电缆被误开挖占比高达81%,经过我们的分析总结:发现主要有以下几个主要原因:

1.电缆标识缺失或者电缆桩不明显,导致施工单位不清楚地下有电缆,直接开挖,引发外力破坏,此外,施工单位不知道属地

供电所联系方式,无法在开挖前联系供电所人员前来探测电缆也是电缆外力破坏事件频发的一大原因。

2.施工单位及其管理人员对电力设备外力破坏的危险性及后果不了解,安全意识薄弱,对外力破坏不以为意。

3.大多数的外力破坏事件都发生在上班前、下班后以及周末,即供电所人员少、管控力度较弱的时间段。

如果按照传统的电缆防外破方式,即通过运维人员不间断巡视,现场死盯死守,每天安排的防外破盯防人员将多达20多人。

即使这样还是不能保证零外破跳闸。而供电所现有配电人员难以支撑业务需求,怎样实现主线零外破跳闸呢?现行线路防外破

的方式主要采用“人工巡视”与“现场督导”相结合的模式,两种方式都相对被动,经常是电缆被挖断了后才通知电力线路运

维人员,我们也在常常思考?能否根据机械施工的特点,提前知悉施工位置、施工类型、外破风险等级,化被动为主动?

2022年12月,为落实花都局防外破工作,加快推进全景监控中心打造和数字化设备的安装应用,加强防外破技防措施,花都局

在最短时间内完成防外力破坏台账收集,编制完成《花都供电局远程视频建设与应用工作指引》,2023年开始推进电缆通道

可视化建设,不断升级高压电缆智慧管理系统,打造“监控为眼、外协为臂、预警反馈系统为脑”的管控模式,形成有预警、

实时化、可量化的作业方式,为电缆危险源点管控筑牢三道防线。

第一道防线是“千里眼”。隐患点附近的杆塔上安装加装通道可视化监控摄像头,使该装置可以全天候在线监控、智能识别

所有危险源点,并及时上传告警信息,截至今年3月,已完成172套可视化装置安装,实现施工类隐患点全覆盖。第二道防线

是“远程盯梢”。花都局利用物联网平台可视化远程巡检系统消除了配电线路人工巡视无法进行全天候监控的弊端,通过

“互联网+”的强大功能,实现了对隐患点线路区段的全天候监控。目前,通道可视化系统作为优化线路通道环境,提高巡视

效率,杜绝外破隐患的重要手段,已经成为花都供电局运维管理的一项重要措施。为了确保通道可视化系统充分发挥作用,

花都供电局安排专人负责全局所有监控设备监控管理工作,一天开展一次或多次线上巡检,分时段对电缆线路隐患区段进行

在线监控,及时掌握通道环境的变化和设备的运行状况,便于运维人员及时采取应对措施。第三道防线是“侦察兵”。网格

片区第一责任人收到管控任务后,立即向现场派发危险源点巡检值守任务,待危险源管控任务结束后,完成危险源点管控完

整闭环,有效遏制外力破坏事故的发生。

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图 2 可视化视频安装现场

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图 3 运监人员查看可视化远程巡检系统此外,花都局为有效降低外破事件造成跳闸事故的发生,对重点施工地点开展人工动态巡查,对可能危及电缆及通道安全的

施工行为立即加以制止。加强宣传巡视,进一步加大防外力破坏宣传工作,浓氛围,造声势,对线路附近吊车、挖掘机等大型

施工车辆加强排查力度,组织对各施工现场大型机械加密监管,同时线路责任人做好对防护区常态与特巡工作。同时,积极

协调和联系市政建设、施工和监理单位,对于涉及电力电缆段的建设施工,做好信息报送。

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图 4 物联网平台展示截止目前,花都局已完成2239次线上视频巡检工作,发现131条吊车、天泵车等超高机械车辆,打桩机进入线路保护区,

成功阻止40起外破隐患点的不安全作业,其中电缆隐患故障10起,为线路的隐患、监控、智能分析与决策提供了强有力的技术

支撑,为花都区电网的安全运行保驾护航,长明万家灯火。

四、效益分析

(一)生产效益方面

提高防外破巡检的高效性,电缆外破与去年同期相比降低30%,实现电缆外破隐患可防、可控,预估每年可以节省抢修成本约

500万元。有效提升了电网供电可靠性,保障了地区社会经济效益。

(二)安全效益方面

降低施工方误碰电缆风险,保障人身安全。

(三)社会效益方面

1.保障花都区用电可靠性,提高用户满意度,优化营商环境,助力花都区新基建做出贡献。

2.进一步深化了供电局与利益相关方的联系;和城管局、交通局数据共享,为后期其他工作的合作提供了可能。

五、结语

花都供电局始终抓实通道治理这一重要保障,制定相关措施,力争实现立体化巡视、全方位监管。在常态化开展通道隐患排查

整改的同时,深化配电线路在线监控系统应用,拓展可视化覆盖面,实现常规巡视、属地巡视、远程巡视、无人机巡视等进行

有机结合,明确巡视范围和重点,细化分工和标准,提高了巡视质量和效率。

目前在使用阶段还存在一些业务难点,需继续探索:

1.可视化装置可以定性的识别施工车辆等外破隐患,却无法定量感知外破隐患物的大小、方位、位置等信息,无法实时计算

其对电缆管廊距离,无法准确预警并根据隐患等级进行针对性的运维管控。在这些施工隐患目标中,各类作业车辆大多分布

于图像的各个位置或者为线路防护区之外,对线路并无安全威胁,因此造成了更多“狼来了”的情况,无法精准预警隐患的

发展趋势、紧迫等级并进行针对性的运维管理。

2.高压电缆覆盖面积日益扩大,又“藏身”于地下,监控人员如何在监控系统中快速辨认出电缆线路和通道?又如何判定危险

源点管控等级?随着配电线路管控业务的需求,10kV配网线路已基本实现三维激光数据的扫描,但这些数据更多仅用于线路

三维模型的建立实现无人机的精细化自主巡航,存在数据利用性低下的问题。因此对于如此海量的点云和可见光数据,如何

更好综合运用,还有较大的挖掘空间。后期是否可以利用三维激光点云数据的空间体系,将可视化隐患二维目标映射到三维

空间,通过三维数据实现隐患的大小、方向、距离的精准计算,并根据数据结果将隐患分为一般、严重、紧急等不同威胁等

级,提出基于配线路电缆高精度三维模型的可视化隐患测距方法,实现线路隐患“实时监控、精准量测、主动防护”。

花都局将继续探索新科技,全面激活“数字化”魔力,加快推进全景监控中心打造和数字化设备的安装应用,加强防外破技

防措施,保障电网平稳运行。

六、致谢

花都供电局陈少鑫、陈德豪对现场应用部分和本文的修改提供了宝贵的意见,谨此致谢。

七、参考文献:

[1]郑浩,魏亚楠,闻君,基于配电线路高精度三维数据的外破隐患可视化测距,2022,10