《城市输电线路关键问题多维度智能感知技术及应用》

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以特高压架空线路为代表的跨区电网输电通道和城市中心区域高压电缆是城市发展的命脉,保障超特高压输电线缆的安全稳定运行是电网企业日常运维工作的重中之重。国网上海市电力公司负责上海地区5164公里220-1000千伏交直流架空线路和2970公里110-500千伏地下电缆线路的运维工作,相关运检人员不超过150人。在保障城市电网主网架和中心城区地下电缆运维可靠性时,遇到如下难题:

(1)“架空线路”:以特高压线路为代表的高杆塔架设线路,运检人员难以快速有效从海量巡检数据中确定高杆塔开口销缺失、螺栓脱落等本体缺陷(以下称“销钉级缺陷”)。

(2)“电缆排管”:城市电缆排管通道运行环境复杂多变,易受到外力损坏;对于地下电缆排管通道裂缝、沉降等缺陷缺乏有效的监控手段。

(3)“城市输电线路运维预警”:传统人工巡检模式已难以匹配输电线缆规模快速增长下全方位、立体化的运检要求。

该项目基于“深度学习”+“大数据”+“系统动力学”+“最优控制”+“智能传感”+“传统运维”的技术路线,取得一系列关键技术突破。主要创新点如下:

(1)提出了基于关键词及种子图数据爬取方法和红外可见光融合的绝缘子串图像信息提取方法,开发了输电线路本体设备智能识别系统,实现了特高压架空输电线路销钉级等重要缺陷的快速、高效智能识别。

(2)提出了基于分布式光纤传感技术的排管变形智能感知方法,建立电力排管结构保护指标,研发基于光纤振动探测、雷达识别、视频感知技术的电力排管智能监控系统,规避了电缆通道因排管裂缝和外力破坏引起的安全风险。

(3)提出了基于线路附近施工、重要活动等互联网舆情的信息搜索方法,建立了影响输电线路运维的系统模型,研发了基于位置信息大数据驱动的输电线路精益化运维平台,增强了运维预警能力,提升了输电线路安全运维水平。

技术经济指标:

(1)该项目实现了厘米级特高压输电线路设备本体销钉缺陷的智能识别,识别准确率≧85;

(2)电力排管形变探测系统精度达到με级;无损检测的高频雷达系统探测精度为3mm以上裂缝及混凝土钢筋分布;电力排管反外损系统可对通道周边50米内的重锤敲砸、挖掘机作业、风镐冲击等各类隐患进行精确报警,15米内定位精度达到1米,15-50米范围定位精度达到2米。

项目研究成果2017年已在三大直流满负荷运维保障准备工作中成功发现±800千伏复奉直流两处销钉级缺陷,成功预警了杨高中路轨交9号线两处违章外部机械施工,有效提高了电网的安全运行水平,总共已节省资金6696.52万余元。依托研究成果,该项目公开出版著作1部,发表论文7篇,已授权发明专利6项,软件著作权2项。

项目经中国电机工程学会鉴定认为:该成果可有效提升城市输电线路安全运维水平,总体达到了国际先进水平,其中特高压架空输电线路销钉级重要缺陷的智能识别技术达到国际领先水平。

成果说明

(1)项目成果已在±800kV复奉线识别两处“销钉级”缺陷; (2)排管形变感知技术应用于新江湾地区示范工程之中,现场试验发现排管内部产生了723με的微应变,判断已经产生裂缝。事后验证表明该点偷工减料钢筋未能布置足够的架立钢筋及 箍筋,导致结构在该处产生了软弱面,后经修复有效排除该结构隐患; (3)探地雷达无损检测技术应用于松江区乐都西路三新路电力排管现场检测,该段排管曾受 到自来水公司管道大开挖修复及频繁车辆重压影响,经检测,发现了位于B井2m、12m和19.5m三处排管变形、损伤的缺陷,通过

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