配电网规模不断扩大、负荷持续增长以及分布式能源的大量接入，传统的人工巡检与事后排查方式已无法满足快速、精准、智能化运维的要求。故障定位不及时、巡检效率低、停电范围广、抢修时间长等问题日益突出。为提高配电网的运行可靠性与数字化水平，迫切需要一种“可视化、智能化、自动化”的前端监测装置。

“配电故障可视精灵装置”通过集成高清视频、AI识别、故障监测、事件推送、边缘计算等技术，实现对配电线路故障的实时感知、快速判断和可视呈现，大幅提升抢修效率和配网精益化管理能力。

一、总体方案设计

1. 系统组成

可视精灵装置主要由以下部分构成：

• 高清监控单元：低照度高清摄像机/双光摄像机，支持昼夜监拍。

• 故障检测模块：集成电流/电压突变检测、短路指示、雷击监测、开关状态监测等传感器。

• AI边缘识别单元：内置模型识别断线、树障、异物飘挂、烟火、绝缘子缺陷、金具发热等异常。

• 通信模块：支持4G/5G、北斗短报文、LoRa、自组网等多种方式，保障弱覆盖地区的数据上传。

• 供电模块：太阳能+锂电池+超低功耗设计，真正实现无人值守。

• 后台管理平台：地图可视化、AI告警、视频回放、健康分析、工单流转等功能。

二、功能设计

（1）可视化巡检

装置部署在杆塔、环网柜、开闭所或易发故障点，全天候回传高清视频。运维人员无需到现场即可掌握线路、设备状态，实现“从看不到到看得清、从看不全到全覆盖”。

（2）故障快速定位

结合短路电流突变、零序电流异常、雷击定位、开关动作信号等，实现故障点自动推送，并同步上传周边视频，让抢修人员第一时间判断故障类型（断线、接地、外破等）。

（3）AI智能识别

内置模型可对以下情况进行自动检测：

• 线路异物飘挂（风筝、塑料袋等）

• 树障越距

• 绝缘子破损及瓷瓶裂纹

• 金具异常、线夹发热

• 线缆接触异常摆动

• 小动物入侵

• 烟火、火光异常

后台根据识别等级生成告警，减少人工排查压力。

（4）隐患预警与事件溯源

装置支持事件录像、前后时间片自动存储，便于事故调查。例如因树障导致线路短路，可以提供故障前 10 秒、后 20 秒的视频证据。

（5）多模式通信保障

针对山区、林区、无人区等环境，可灵活选择：

• 5G高速视频上传

• 4G常见网络覆盖

• 北斗短报文（弱信号场景）

• LoRa自组网（大面积部署成本低）

确保关键告警信息“必达”。

（6）统一平台可视化管理

平台提供多角色权限、多线路管理、健康评分、检修记录、告警分类等功能。支持与主站系统、配网自动化系统、调度系统对接。

三、系统架构

1. 设备层

各杆塔安装可视精灵，通过太阳能供电，实现本地监测、边缘AI识别、数据加密上传。

2. 通信层

多链路传输确保视频/告警的稳定传输。支持 VPN、专网 APN，提高安全性。

3. 平台层

采用 B/S 架构；提供可视化界面、地图展示、事件查看、告警推送、巡检记录等模块。支持手机 App 便捷查看。

4. 运维管理层

包含异常统计、隐患趋势分析、故障热力图、巡检任务下发、工单闭环等功能，实现精细化管理。

四、部署方案

（1）部署原则

• 重点区域优先：老旧线路、树障密集区域、外破高发点。

• 均匀部署：每隔 3–5 根杆塔布设一台，实现连续覆盖。

• 故障高发设备优先：环网柜、配变台区、接头箱、下穿点等。

（2）供电方式

• 太阳能 + 电池：适合绝大多数配电杆塔场景。

• 市电取电：适合环网柜、开闭所等有固定电源的位置。

（3）安装方式

• 抱杆式固定

• 横担延伸安装

• 环网柜顶部支架安装

• 杆侧壁挂布设

安装高度一般为 8–12 米，确保视野开阔。

五、技术参数（示例）

六、应用价值

1. 降低停电时间

快速定位故障点，让抢修人员直达现场，减少巡查时间至少 40%–60%。

2. 智能化替代人工巡检

通过AI辅助判断，实现日常隐患自动上报，减少传统“走线路”模式。

3. 提高配网可视化能力

实现对输配电整体状况的在线监测，让调控与运维部门获得完整可视信息。

4. 降低运维成本

减少人工巡线、争抢外破等造成的高额维护成本。

5. 提升供电可靠性指标（SAIDI/SAIFI）

故障处理速度加快，供电可靠性明显提升，提高用户满意度。

配电故障可视精灵装置以可视化、智能化、实时化为核心，借助视频与AI算法的深度融合，为配电网提供一种突破传统模式的新型运维手段。方案可实现“故障快速找、隐患提前治、巡检不用跑”，显著提升配电运维的数字化水平，是配网智能化升级建设的关键组成部分。