电力杆塔

国网江苏省电力有限公司为解决线路通道远程监控问题,大量部署单目可视化监拍装置，定时拍摄图像后识别目标物进行告警，由于单目相机不能准确测距，导致告警有效性低，无效告警约占96.76%，单目相机告警测距技术是输电线路运行领域亟待攻克的技术难题。国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司通过自主创新，首创了使用无人机已采集点云数据和电力杆塔上安装摄像头采集图像，运用二维-三维映射技术、内方位元素标定技术、海量空间数据并发加载和搜索技术，解决无法量测通道内危险源与线路安全距离的问题,实现输电线路通道全天候、全天时精准监测，做到及时发现危险源并阻止外破事件发生。

ADSS光缆（All Dielectric Self-Supporting Optical Fiber Cable），中文全称全介质自承式光缆，是一种全部由介质材料组成、自身包含必要的支撑系统、可直接悬挂于电力杆塔上的非金属光缆，主要用于架空高压输电系统的通信路线，也可用于雷电多发地带、大跨度等架空敷设环境下的通信线路。

为了完成对电力杆塔运行状态的有效监测与故障诊断，要求无人机规划最优三维航线。文章基于快速探索随机树(rapidly exploring random trees，RRT)算法，提出一种启发策略的无碰撞三维航线规划方法，该方法集成启发式搜索策略进行代价函数设计，加速算法收敛，确保航线最优。在仿真环境与实际场景下的实验结果表明，同传统的RRT与改进的RRT*算法相比，本方法针对电力杆塔所规划的无碰撞三维航线，具有稳定可靠的最短路径长度，能够满足智能监测的应用需求。

我国是自然灾害多发国家之一，输电线路沿途环境恶劣、地质地形复杂，同时受到周边采矿、施工等人为活动影响，电力杆塔工况状态如疲劳断裂、倒塌等现象时有发生，严重威胁电网运行安全。目前，电力杆塔安全监测存在诸多难点问题：监测精度不高且普遍只能观测到形变相对变化，难以高精准地获取时空坐标系下的绝对形变数据，如整体沉降、滑移；监测数据类型单一、监测稳定性差，针对线路复杂应用场景需进一步融合通道环境数据，以提升监测预警准确性、有效性；缺乏有效的智能化分析手段，无法揭示灾害形成机理和发展规律。 针对上述现状，项目历经3年多的研发攻关，攻克了电力杆塔安全监测关键技术，在提升输电线路复杂环境下北斗高精度定位、稳定监测方面取得了系列突破，形成了自主知识产权的电力杆塔高精度监测核心技术，研制了电力杆塔安全监测系列产品和预警平台，构建了一整套完备的电力杆塔监测、预警机制。 项目获发明专利9项、实用新型专利4项、软件著作权2项，发表论文11篇,完成标准编制5项。项目成果成功应用于跨区特高压±800kV及省公司750kV、500kV等不同电压等级输电线路，涵盖国网安徽、甘肃、新疆等7省市公司15条重点输电通道，建设隐患风险杆塔综合监测点96座。本项目积极推进落实国家北斗发展政策，完成了“北斗+电网”融合应用和创新探索，提升了线路安全监测效率和巡检智能化水平，可推广应用于交通、国土、建筑等行业，市场应用前景十分广阔。

随着人民生活水平的提高，人们对电力的需求性和依赖性也日益增加，社会民众希望电力能够稳定连续可靠供电，这就要求对电力设备的维护检修尽量采取带电作业方式。龙岩地处山区，许多电力杆塔设备都在山上，带电作业车无法到达，如果要进行老旧避雷器和针式绝缘子的更换就必须长时间的停电处理，对人民群众生产、生活产生较大的影响。

加快5G网络部署已成为国家战略，随着行业需求呈现爆发式增长，政府鼓励各行业基础设施资源开放共享。建设能源互联网企业，一方面要求发挥电网公司“共享型”企业的优势，挖掘公司资产的商业运营潜力，另一方面要求加快推进电力无线专网建设,构建泛在电力物联网。供电公司的电力杆塔数量多、分布特征与5G基站高度契合，电力杆塔共享共建成为建设5G基站的最优选择。利用电力杆塔部署运营商基站，形成成熟的商业模式和建设运维流程，为解决5G基站部署难题提供突破口，也为电网公司挖掘了新的业务增长点。同时充分利用中国铁塔公司站址资源，实现无线专网的快速部署和高质量覆盖。电力杆塔与5G基站共享共建需要突破的关键技术具体包括：改造杆塔、一体化超宽频基站、电磁干扰计算模型、解决设备与环境间干扰问题、整合电力和通信安全规范形成安装运行规程、围绕建维模式开展创新研究制定共享及租赁实施操作方案。

本案例利用北斗高精度定位技术，研制系列化输电线路状态监测终端和杆塔倾斜形变监测系统，应用到无锡供电公司输电线路中，可以实时监测杆塔倾斜情况，及时了解运行杆塔的安全、可靠状况，根据倾斜监测数据变化趋势，对超标杆塔倾斜状况及时进行多种方式预报警，指导检修和维护，提醒运行维护人员加固地基，防止倒塔事故发生。例如因为大风等自然灾害导致倾斜角度大于预设值时，系统可以实时发出预警信号，工作人员可以第一时间定位事故点，系统根据导航定位信息联动通知附近的维修人员在最短时间内赶到维修，减少故障持续时间。

杆塔安全监测存在诸多难点问题：监测精度不高且普遍只能观测到形变相对变化，难以高精准地获取时空坐标系下的绝对形变数据，如整体沉降、滑移；监测数据类型单一、监测稳定性差，针对线路复杂应用场景需进一步融合通道环境数据，以提升监测预警准确性、有效性；缺乏有效的智能化分析手段，无法揭示灾害形成机理和发展规律。

2020年12月17日，湖北省110千伏电力杆塔挂载的第一座5G基站近日在黄冈正式开通，现场测试数据显示，该站点平均上传速率162M/S，下载速率为1336M/S。验证5G连接建立成功率100％、5G切换成功率100％。