淺談無人機(jī)在輸電線路巡視方面的應(yīng)用

河北省電力公司承德供電分公司 文立鋼 史廣賓

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淺談無人機(jī)在輸電線路巡視方面的應(yīng)用

河北省電力公司承德供電分公司 文立鋼 史廣賓

【摘要】輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它在電力供應(yīng)中占有重要地位，為更好的保障輸電線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，筆者分析了輸電線路巡視中獲取線路運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備隱患的主要方式，指出了當(dāng)前輸電線路巡視中存在的主要問題，研究了以小型無人機(jī)為平臺的巡視輸電線路的新方案，對小型無人機(jī)在輸電線路巡視中應(yīng)用的特點(diǎn)、意義以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了具體闡述，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】輸電線路；巡視；問題；無人機(jī)；意義；關(guān)鍵技術(shù)

0 前言

隨著社會的發(fā)展，各行各業(yè)對電能的需求量不斷增大，國家也越來越重視電力事業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)能否安全穩(wěn)定運(yùn)行不僅關(guān)系到電力企業(yè)的效益，而且還會影響到社會的穩(wěn)定。而輸電線路作為電網(wǎng)的重要組成部分，輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定與否，會對整個電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成直接影響，為此我們應(yīng)始終把安全第一、預(yù)防為主的方針始終貫穿于線路運(yùn)行中，嚴(yán)格按照電力安全生產(chǎn)規(guī)程作業(yè)。輸電線路的具體運(yùn)行維護(hù)單位，應(yīng)把線路的巡視、檢測、維修以及管理工作全面落實(shí)好，應(yīng)在線路巡視中積極引入先進(jìn)技術(shù)，并進(jìn)行科學(xué)管理，為線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供更好的保障。

1 獲取輸電線路運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備隱患的方式

通過近距離觀測、檢查、記錄輸電線路，可把線路本體以及附屬設(shè)備中存在的缺陷、安全隱患及時發(fā)現(xiàn)，有助于線路的檢修、維護(hù)、與狀態(tài)評價(jià)，可更好的保障線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。按照巡視方式的不同我們可把線路巡視分為正常巡視、故障巡視以及特殊巡視。我們通常把巡視人員定期巡視線路稱為正常巡視，把線路出現(xiàn)故障后為查明故障原因所進(jìn)行的巡視稱為故障巡視，把在特殊情況下或使用特殊設(shè)備進(jìn)行的巡視稱為特殊巡視。

2 當(dāng)前輸電線路巡視中存在的主要問題

2.1 輸電線路巡視檢查的主要內(nèi)容

對于輸電線路的巡視檢查大致包括三方面的內(nèi)容：對線路本體的巡視、附屬設(shè)施的巡視以及線路環(huán)境通道的巡視。其中線路本體的巡視又主要包括地面與基面、塔桿、拉線及其基礎(chǔ)、絕緣子狀況、導(dǎo)線、地線、以及對線路相關(guān)金屬器具的巡視。對附屬設(shè)施的巡視主要包括對防雷裝置、防鳥裝置、防冰裝置以及各種監(jiān)控監(jiān)測裝置的巡視，對線路環(huán)境通道的巡視主要包括巡視線路與建筑物、導(dǎo)線的安全距離，是否危及線路安全的施工在線下進(jìn)行，是否有易燃，易爆物在線路周圍堆積等。

2.2 輸電線路巡視

常規(guī)巡視、故障巡視以及特殊巡視是當(dāng)前人們巡視輸電線路主要使用的三種巡視方式，近年來隨著科技的發(fā)展，輸電線路的巡視也開始朝著狀態(tài)巡視轉(zhuǎn)變，各種塔桿監(jiān)控設(shè)備應(yīng)用的也越來越多。但常規(guī)巡視與狀態(tài)巡視，其基本手段都是以地面巡視為主，只是簡單的附加一些登塔檢查，加之當(dāng)前的巡視主要為人工巡視，其局限性也非常明顯。

就巡視管理而言，常規(guī)巡視巡視計(jì)劃的擬定往往都是并行的，通常用相同的巡視要求、巡視密度來巡視不同運(yùn)行狀況線路，當(dāng)今，隨著輸電線路的迅速發(fā)展，這種巡視方式對線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行已經(jīng)起不到很好的保障，線路的實(shí)際運(yùn)行狀況根本無法及時了解，由于這種常規(guī)的巡視制度對設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況、氣候條件、通道狀況等都不能充分考慮，巡視工作沒有針對性，無重點(diǎn)。這樣很容易導(dǎo)致“過”巡視現(xiàn)象在部分線路中出現(xiàn)，而有些線路會出現(xiàn)“欠”巡視現(xiàn)象。如采用相同的巡視周期來巡視新建線路與老線路，相同的巡視要求，會使人力、物力等資源得不到有效利用，形成浪費(fèi)，而部分易出現(xiàn)故障的特殊區(qū)域通常會出現(xiàn)巡視不足。此外多次重復(fù)、頻繁巡視故障率低的線路，一方面會導(dǎo)致巡視人員在思想上出現(xiàn)麻痹大意，影響到巡視質(zhì)量，開始出現(xiàn)趨于形式化的巡視，把巡視結(jié)果的實(shí)際真實(shí)性與可靠性降低。另一方面，重復(fù)、多次巡視正常運(yùn)行線路，會使巡視人員感知某些線路變化的反應(yīng)能力降低，以致出現(xiàn)遇到部分小故障“熟視無睹”。加之單人作業(yè)是常規(guī)巡視主要采用的方式，這樣會有很大的分散性，不便于管理、控制。造成線路巡視效果的不理想。

就實(shí)際巡視工作而言，由于承德多以山地、丘陵為主，很多輸電線路都在山地或丘陵的頂部架設(shè)，而要想巡視好輸電線路必須檢查到位每基桿塔，在實(shí)際巡視時工作人員爬越山澗以及繞行山脊是家常便飯，加之很多桿基位于無人區(qū)，山上根本沒有路，工作人員必須邊走邊找路，若一旦遇上大霧或雨雪等極端天氣，人身安全事故時常發(fā)生，直線檔距百米的距離，工作人員到達(dá)通常需要花費(fèi)幾個小時，這樣巡視效率大大降低，浪費(fèi)了大量的人力，物力，并且巡視效果也不佳。

近年來，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)在我國的逐步推進(jìn)，輸電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)設(shè)備日益增多，這樣大大增加了巡視人員的工作量，線路運(yùn)行人員對這種重負(fù)已無法承受，為此各線路運(yùn)行維護(hù)單位都在積極進(jìn)行著各式各樣的探索。

3 小型無人機(jī)在國內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r

無人機(jī)顧名思義也就是無人駕駛的飛機(jī)，對它的控制主要使用的是無線電遙控設(shè)備與自備的程序，無人機(jī)上通常配備有自動駕駛儀以及控制程序的裝置，無人機(jī)在各國的軍事領(lǐng)域應(yīng)用的比較多，而近年來，隨著無人機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，開始出現(xiàn)了大量的新型智能無人機(jī)，無人機(jī)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，開始逐步走入了民用行列。

4 無人機(jī)在輸電線路巡視中應(yīng)用的意義

把無人機(jī)應(yīng)用于輸電線路巡視中，正是人們探索民用無人機(jī)應(yīng)用的典范。近年來，在輸電線路的巡視工作中很多電力企業(yè)都應(yīng)用了無人機(jī)，特別是在開展一些特殊巡視時，應(yīng)用無人機(jī)越來越頻繁。由于無人機(jī)自身有很多優(yōu)勢，如應(yīng)用成本低、不會出現(xiàn)人員傷亡、生存力強(qiáng)、具有很好的機(jī)動性等，因此借助無人機(jī)巡視高壓輸電線路，可節(jié)約大量的財(cái)力、人力，不但促進(jìn)了供電企業(yè)效益的提升，同時也使社會勞動力得到了解放。無人機(jī)在輸電線路巡視上的應(yīng)用具有十分廣闊的前景，通過合理，有效的應(yīng)用無人機(jī)，可把現(xiàn)階段輸電線路巡視中的空缺填補(bǔ)完整，對線路巡視過程進(jìn)行科學(xué)、合理的優(yōu)化。

5 無人機(jī)在輸電線路巡視中應(yīng)用的特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)

5.1 從巡視方式來看

無人機(jī)巡視對人工常規(guī)巡視的逐步取代，使輸電線路的實(shí)際巡視效率得到了大幅提升，這主要是由于無人機(jī)航拍功能的配置，加之紅外拍攝功能的輔助，明顯改善了無人機(jī)的巡視效果。

首先，無人機(jī)在巡視輸電線路時，其控制主體為自身程序，輔助控制設(shè)備為無線電遙控裝置，每次無人機(jī)巡視線路前，都要進(jìn)行飛行軌跡的預(yù)先設(shè)定，其中飛行軌跡的設(shè)定內(nèi)容應(yīng)涵蓋飛行高度、角度、速度、距導(dǎo)線間距等，在具體設(shè)定時要參照待巡視線路的高度、塔形等，可采用往返巡視的方式來設(shè)定無人機(jī)的巡線方式，應(yīng)采用邊排查

故障、隱患，邊向發(fā)生地點(diǎn)返的方式進(jìn)行巡視，這樣可實(shí)現(xiàn)對輸電線路的不同角度觀察，實(shí)現(xiàn)對輸電線路的實(shí)際情況準(zhǔn)確無漏點(diǎn)的反應(yīng)。

其次，對于無人機(jī)儀器的掛載，當(dāng)前我國使用的無人機(jī)巡視主要靠的是航拍，隨著我國衛(wèi)星技術(shù)以及數(shù)據(jù)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，未來的無人機(jī)掛載設(shè)備會朝著視屏傳送的方向發(fā)展，一旦視屏傳輸在無人機(jī)巡視輸電線路中得到實(shí)現(xiàn)，未來無人機(jī)巡視有望把人工巡視真正取代。

5.2 從巡視制度來看

無人機(jī)巡視技術(shù)的應(yīng)用，將會促進(jìn)輸電線路狀態(tài)巡視的迅速發(fā)展，對于狀態(tài)巡視中哪些不易發(fā)生故障的線路，可以用無人機(jī)進(jìn)行巡視，這主要是由于采用無人機(jī)巡視只需很低的人力成本，可以采用人工控制無人機(jī)來巡視這些線路，應(yīng)用無人機(jī)巡視輸電線路能很好的統(tǒng)計(jì)線路故障率，這樣可有效防止由于日常統(tǒng)計(jì)錯誤而導(dǎo)致的部分線路巡視不及時，不到位。在科技飛速發(fā)展的帶動下，無人機(jī)的運(yùn)行成本將會越來越低，在不久的將來，有望使用無人機(jī)日常周期巡視全線路，這樣可有效保障輸電線路的可靠性。

6 結(jié)束語

總之，供電企業(yè)巡視輸電線路，通常都是比較耗費(fèi)人力、財(cái)力的，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)在我國的如火如荼開展，電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大，若仍然只采用傳統(tǒng)的輸電線路巡視方式，很容易會由于巡視人員身心疲憊，造成巡視質(zhì)量的不達(dá)標(biāo)，最終影響到輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此，我們必須重視無人機(jī)在輸電線路巡視方面的應(yīng)用，制定科學(xué)的巡視制度，促進(jìn)巡視率的有效提高，這樣才能減少線路故障，有效保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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作者簡介：

文立鋼（1972－），男，河北承德人，研究方向：輸電線路運(yùn)行與檢修。