應用背景

輸電線路覆冰是冬季電網(wǎng)安全運行的重大威脅。覆冰可能導致絕緣子閃絡、脫冰跳躍、桿塔傾斜等現(xiàn)象，嚴重時引發(fā)垮塔、斷線等事故。傳統(tǒng)監(jiān)測方式依賴人工巡檢，存在時效性差、覆蓋范圍有限、數(shù)據(jù)維度單一等問題。人工巡檢受地形、氣候限制大，難以實時掌握大范圍線路的覆冰動態(tài)；傳統(tǒng)傳感器僅能監(jiān)測局部環(huán)境或電氣參數(shù)，無法直觀反映覆冰形態(tài)與發(fā)展趨勢。

該裝置通過多源感知、智能分析、遠程通信等技術優(yōu)勢，實現(xiàn)覆冰監(jiān)測的自動化、智能化。運維人員可通過云端平臺遠程查看多條線路的覆冰狀態(tài)，大幅減少人工巡檢頻次。在福建武平110千伏梁瀾線寒潮期間，裝置監(jiān)測到覆冰厚度每小時增長1.2mm，觸發(fā)三級預警后，運維人員通過移動端查看實時視頻，立即啟動直流融冰裝置，成功避免斷線事故。

截至2025年7月，該裝置已在全國20余省份部署，應用線路冰災故障率下降82%，運維成本減少65%，成為智能電網(wǎng)建設的關鍵技術支撐。其技術架構包含毫米波及激光融合探測、數(shù)字孿生預警系統(tǒng)、無人機協(xié)同作戰(zhàn)等創(chuàng)新方向，為電力行業(yè)數(shù)字化轉型提供可復制的技術范式。

工作原理

輸電線路覆冰精靈在線監(jiān)測裝置采用多源感知技術體系實現(xiàn)實時監(jiān)測功能。視覺識別系統(tǒng)搭載工業(yè)級夜視攝像機，支持30倍光學變焦及H.264/H.265視頻壓縮技術，可在-40℃環(huán)境下穿透薄霧、輕雪等惡劣天氣條件，實時捕捉導線覆冰形態(tài)。攝像機鏡頭采用高分子有機膜加熱技術，通過智能溫濕度感應調(diào)節(jié)加熱功率，有效防止鏡頭結冰。

傳感器陣列集成微氣象傳感器、導線溫度監(jiān)測模塊及三軸加速度傳感器。其中，拉力傳感器安裝于模擬導線，通過測量覆冰導致的拉力變化，結合數(shù)學模型計算實際覆冰厚度；傾角傳感器實時監(jiān)測桿塔傾斜角度，精度達0.01度。裝置內(nèi)置AI覆冰圖像識別算法，采用改進的YOLOv5模型對圖像進行像素級分析，可識別毫米級冰層厚度變化，并區(qū)分雨凇、霧凇等不同覆冰類型。

邊緣計算能力支持動態(tài)閾值算法，自動調(diào)整預警值實現(xiàn)覆冰厚度精準計算。多源數(shù)據(jù)融合將視覺數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、導線溫度數(shù)據(jù)關聯(lián)，構建覆冰生長的數(shù)字孿生模型，可預測未來72小時覆冰趨勢。雙模通信機制支持4G/5G網(wǎng)絡實時回傳數(shù)據(jù)，在偏遠山區(qū)自動切換至北斗短報文通信，確保數(shù)據(jù)“零丟失”。

裝置優(yōu)勢

該裝置具備三大核心優(yōu)勢：實時性、精準度與智能決策能力。24小時連續(xù)監(jiān)測覆蓋傳統(tǒng)人工巡檢的盲區(qū)，響應速度從發(fā)現(xiàn)險情到上報僅需3秒，遠超傳統(tǒng)模式的2-4小時。覆冰厚度識別精度達±0.5mm，相較人工目測誤差顯著提升，為制定科學除冰策略提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

供電系統(tǒng)采用交流感應取電與太陽能混供模式，直流線路額外配置48W太陽能板及可充電電源箱，在連續(xù)陰雨天氣下仍能續(xù)航72小時，-40℃環(huán)境中供電穩(wěn)定性達98.6%。通過歷史數(shù)據(jù)建立覆冰生長模型，可提前6小時預測冰災風險，將被動應急響應轉變?yōu)橹鲃臃烙?/p>

智能決策支持系統(tǒng)自動生成融冰方案，結合桿塔應力數(shù)據(jù)為線路改造提供數(shù)字孿生依據(jù)。數(shù)據(jù)存儲周期長達30天，支持歷史回溯與趨勢分析。裝置具備斷線自動重連功能，故障時自動切換備用信道并嘗試修復，減少人工干預需求。

審核編輯 黃宇