直升機(jī)巡檢在500 kV及以上輸電線路中的應(yīng)用

劉貞瑤，韓學(xué)春，康宇斌

(江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇南京211102)

直升機(jī)巡檢是近年來國家電網(wǎng)公司推行的線路巡檢業(yè)務(wù)新模式，綜合應(yīng)用了紅外、紫外等先進(jìn)、高效的手段，具有故障發(fā)現(xiàn)及時(shí)、工作效率高、人工無法替代等優(yōu)點(diǎn)。采用直升機(jī)代替人工監(jiān)察性巡視500 kV線路，可減輕線路班組工作量，提高監(jiān)察性巡視質(zhì)量，降低線路運(yùn)檢成本、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和勞動(dòng)強(qiáng)度，提升線路運(yùn)檢管理水平。

1 直升機(jī)巡檢技術(shù)

直升機(jī)巡檢主要采用可見光和紅外技術(shù)，在直升機(jī)底部安裝吊艙，吊艙內(nèi)集成了可見光攝像機(jī)和紅外成像儀，其中可見光攝像機(jī)為200萬像素，紅外成像儀分辨率為320×240，其中可見光攝像機(jī)用于記錄整個(gè)直升機(jī)巡檢過程，該攝像機(jī)分辨率較低，不適用于觀測線路缺陷。

1.1 直升機(jī)巡檢檢查項(xiàng)目

直升機(jī)巡檢重點(diǎn)對輸電線路平口以上金具進(jìn)行檢查，主要對絕緣子、跳線進(jìn)行重點(diǎn)檢查，檢查塔身有無風(fēng)偏閃絡(luò)放電痕跡、導(dǎo)地線絕緣子金具是否有異常情況、導(dǎo)地線及其連接金具是否掛有異物、線路走廊內(nèi)是否有與導(dǎo)線電氣間隙小的物體導(dǎo)致放電等。

（1）紅外成像技術(shù)檢查。利用紅外熱像儀對線路上的導(dǎo)線接續(xù)管、耐張管、跳線線夾、導(dǎo)地線線夾、金具、絕緣子等進(jìn)行拍攝，分析數(shù)據(jù)，判斷其是否正常，同時(shí)進(jìn)行全程紅外跟蹤錄像。

（2）可見光技術(shù)檢查。在航巡中運(yùn)用望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)、機(jī)載可見光鏡頭跟蹤記錄導(dǎo)地線、桿塔、金具、絕緣子等部件的運(yùn)行狀態(tài)、線路走廊內(nèi)的樹木生長、地理環(huán)境、交叉跨越等情況，同時(shí)進(jìn)行全程跟蹤錄像。

1.2 直升機(jī)巡檢作業(yè)方式

直升機(jī)巡檢作業(yè)時(shí)，由1名飛行員駕駛直升機(jī)，另外2名航檢員分別操作紅外檢測設(shè)備（機(jī)載吊艙等）和可見光檢測設(shè)備（防抖望遠(yuǎn)鏡等）。一人利用防抖望遠(yuǎn)鏡觀察，一旦發(fā)現(xiàn)線路可見光缺陷，將利用手持的防抖佳能單反相機(jī)（1200萬像素）拍照記錄；另一人負(fù)責(zé)操控直升機(jī)吊艙巡檢后臺(tái)軟件，后臺(tái)軟件可同時(shí)顯示可見光和紅外2路信號(hào)，硬盤錄像機(jī)同步記錄巡檢過程紅外、可見光視頻，紅外成像儀可對線路發(fā)熱缺陷自動(dòng)檢測和跟蹤，便于巡檢人員巡查線路發(fā)熱缺陷。

2 江蘇直升機(jī)巡檢應(yīng)用情況

國網(wǎng)通航公司2013年對江蘇公司500 kV及以上輸電線路設(shè)備進(jìn)行了巡檢。全年累計(jì)巡視總長度7 729.37 km，累計(jì)起降302架次，巡視鐵塔19 381基。

2.1 總體缺陷情況及分析

江蘇電網(wǎng)2013年直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)缺陷總體情況見表1，巡檢線路長度7 729.37 km，發(fā)現(xiàn)缺陷1982處，其中嚴(yán)重缺陷105處，未發(fā)現(xiàn)危急缺陷。江蘇電網(wǎng)2013年直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)缺陷分類統(tǒng)計(jì)情況見表1，直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)的缺陷大體可以分為7類。其中發(fā)現(xiàn)頻次最高的缺陷類型為金具類 （防振錘滑移和螺栓缺失銷子），占缺陷總量的86.15%；發(fā)現(xiàn)頻次次高的缺陷類型為導(dǎo)地線類（導(dǎo)地線斷股、引流線脫落）和絕緣子溫度異常，占缺陷總量的4.20%和3.68%；其他缺陷為異物、絕緣子自爆、附屬設(shè)施等，分別占缺陷總量的2.96%、2.44%及0.57%。

表1 江蘇電網(wǎng)2013年直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)缺陷分類統(tǒng)計(jì)

從缺陷原因來看：最主要是安裝質(zhì)量問題，且驗(yàn)收未能發(fā)現(xiàn)，如開口銷和鎖緊銷缺損、螺母缺失或滑出、引流跳線小握手損壞、導(dǎo)地線金具發(fā)熱、安裝使用錯(cuò)誤等；其次跟設(shè)備質(zhì)量有關(guān)，如防振錘滑移、地線絕緣子放電間隙松動(dòng)等；再次跟運(yùn)行外部環(huán)境和設(shè)備正常老化有關(guān)，如異物粘連、導(dǎo)地線損傷、均壓環(huán)損壞、玻璃絕緣子自爆、低值瓷絕緣子、復(fù)合絕緣子芯棒發(fā)熱等；最后與運(yùn)行維護(hù)不及時(shí)有關(guān)，如接地引線斷股或者斷開。

2.2 典型缺陷

直升機(jī)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)以下幾種對輸電線路安全運(yùn)行較大且人工巡視難以發(fā)現(xiàn)的典型缺陷。

（1）缺螺母缺銷子典型缺陷。直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)了較多的連接螺栓缺螺母、缺銷子或銷子使用錯(cuò)誤的缺陷。這些缺陷都位于塔頭部位，大多由基建階段未正確安裝時(shí)留下，距離地面較高，位置都很隱蔽。受視線的影響，地面人工巡視難以發(fā)現(xiàn)，但若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以消除，遇到惡劣天氣時(shí)有可能導(dǎo)致螺栓脫落發(fā)生掉線事故。

（2）絕緣子發(fā)熱缺陷典型缺陷。直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)了多起復(fù)合絕緣子芯棒發(fā)熱和低值絕緣子鐵帽發(fā)熱的缺陷。對更換下的缺陷絕緣子進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)：復(fù)合絕緣子機(jī)械強(qiáng)度明顯下降，芯棒內(nèi)部已受潮；瓷絕緣子絕緣電阻明顯下降，屬于低值裂化絕緣子。這些缺陷主要由于絕緣子長期在高電場和機(jī)械力作用下老化形成，目前人工地面使用紅外檢測成像儀大面積檢測絕緣子缺陷還比較難以實(shí)現(xiàn)，且費(fèi)用較高。

3 直升機(jī)巡檢應(yīng)用效果分析

3.1 直升機(jī)巡檢效果分析

從2013年直升機(jī)巡檢情況來看，直升機(jī)通過機(jī)載設(shè)備對輸電線路近距離實(shí)施全面檢測和拍攝，可以準(zhǔn)確、高效的發(fā)現(xiàn)線路缺陷和隱患，能全方位了解線路設(shè)備的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)許多地面目測難以發(fā)現(xiàn)的缺陷（人工巡檢只能發(fā)現(xiàn)30%左右的缺陷），如開口銷缺損、螺母缺損或滑出、鎖緊銷缺損、導(dǎo)地線損傷、接地引下線斷股或斷開、引流跳線小握手損壞等細(xì)微缺陷，以及復(fù)合絕緣子發(fā)熱、低值瓷質(zhì)絕緣子發(fā)熱等近距離紅外檢測缺陷，有效彌補(bǔ)了人工地面巡視的不足之處。

女警官道：“舉報(bào)者說，被綁架的，還有兩個(gè)人。一個(gè)是盜墓者，我們很難找到了；另一位是省城的，叫什么名字，他講不出來。”

特別是螺母和開口銷同時(shí)缺失、絕緣子鎖緊銷缺失或失效、復(fù)合絕緣子芯棒發(fā)熱、導(dǎo)地線斷股、接地引線斷開或磨損等缺陷，對線路的安全運(yùn)行影響較大。此外，直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)桿塔周圍違章取土1處，及時(shí)通知運(yùn)維單位到現(xiàn)場進(jìn)行制止，確保了線路安全運(yùn)行。

3.2 直升機(jī)巡檢效益分析

直升機(jī)巡檢內(nèi)容基本上與登塔檢查和紅外測溫一致，可以將兩者進(jìn)行對比分析。

（1）效率對比。一架直升機(jī)每天可以飛行2～3個(gè)架次，每架次可以巡視約40～50 km，每天可巡視約100 km，一個(gè)機(jī)組包括1名飛行機(jī)長、2名機(jī)務(wù)、1名航管、4名航檢員以及司機(jī)等共10人，平均每人可完成10 km線路的巡檢任務(wù)。而人工登塔檢查和紅外測溫，平原地區(qū)每人每天最多可完成4基塔的巡檢任務(wù)，約1.6 km。

（2）費(fèi)用對比。根據(jù)國家電網(wǎng)財(cái)〔2012〕1263號(hào)關(guān)于國網(wǎng)通用航空有限公司直升機(jī)巡檢價(jià)格的通知規(guī)定，平原地區(qū)500 kV線路直升機(jī)巡檢價(jià)格為4200元/km，無額外的管理費(fèi)用。根據(jù)文獻(xiàn)[1]，500 kV線路直線塔登塔檢查定額為868元/基、耐張桿登桿塔檢查定額為1154元/基、紅外測溫定額為250元/處（三相）接頭（直線、耐張），平均1 km線路約0.4基耐張塔、2.1基直線塔、1處接頭，500 kV線路登塔檢查和紅外測溫定額為2534元/km，加上各種管理費(fèi)（約為定額的60%）達(dá)到4054元/km。

從以上對比分析可知，直升機(jī)巡檢費(fèi)用與人工巡檢基本相當(dāng)，但直升機(jī)巡檢效率是人工巡檢的6倍。

3.3 直升機(jī)巡檢局限性

直升機(jī)巡檢也具有一定的局限性，主要有以下兩方面：一是準(zhǔn)備和報(bào)批階段的時(shí)間較長，一般直升機(jī)巡檢工作需提前1個(gè)月報(bào)批，緊急任務(wù)也需提前1周報(bào)批。二是從安全的角度考慮，在部分線路走廊比較密集的地段、線路下方有大棚情況、無線電干擾強(qiáng)烈地段或城郊220 kV線路的應(yīng)用上受到限制。

4 直升機(jī)巡檢應(yīng)用展望

從2013年上半年實(shí)際實(shí)施情況來看，直升機(jī)巡檢技術(shù)在500 kV及以上輸電線路巡檢上已取得理想的效果，保障了500 kV及以上輸電線路的安全運(yùn)行，可在所有500 kV及以上輸電線路推廣應(yīng)用。為進(jìn)一步鞏固直升機(jī)巡檢的成果應(yīng)用，還應(yīng)開展以下工作：

（1）對高發(fā)、頻發(fā)的缺陷開展專題分析。根據(jù)直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)缺陷的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，金具類缺陷 （防振錘滑移、開口銷缺損）占缺陷總量的84%。說明此類缺陷在人工巡視中難以發(fā)現(xiàn)，尤其是特高壓輸電線路，桿塔平均高度較500 kV更高，人工巡視時(shí)此類型的缺陷更加難發(fā)現(xiàn)。由此推論，在未實(shí)施直升機(jī)巡檢的線路中此類缺陷可能大量存在。

（2）積及時(shí)與基建、施工單位溝通。將直升機(jī)巡檢缺陷分析總結(jié)提交基建部門，加強(qiáng)施工人員工作責(zé)任心，避免頻發(fā)缺陷的重復(fù)發(fā)生。

（3）加強(qiáng)關(guān)鍵部位驗(yàn)收檢查。在今后線路驗(yàn)收中，加強(qiáng)線路驗(yàn)收關(guān)鍵部位的檢查，做好線路關(guān)鍵項(xiàng)目的重點(diǎn)驗(yàn)收，切實(shí)提高工程驗(yàn)收質(zhì)量。

（4）加強(qiáng)檢修人員培訓(xùn)力度。針對直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)的問題，如缺螺母和銷子、缺鎖緊銷、掛板安裝錯(cuò)誤、接地引線連接不可靠、引流跳線小握手損壞等，加強(qiáng)對線路檢修人員的培訓(xùn)工作，提高線路檢修質(zhì)量，提升線路安全運(yùn)行水平。

5 結(jié)束語

與人工巡檢相比，直升機(jī)巡檢在500 kV及以上輸電線路應(yīng)用中具有巡檢效果好、巡檢效率高等優(yōu)點(diǎn)。采用直升機(jī)巡檢來代替500 kV及以上輸電線路人工監(jiān)察性巡視，對于減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高監(jiān)察性巡視質(zhì)量、降低線路運(yùn)檢成本、提升線路安全運(yùn)行水平等方面都有不可比擬的優(yōu)勢。

[1]國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)設(shè)備檢修項(xiàng)目成本定額（試行）[M].北京：國家電網(wǎng)公司，2010：23-24.