探討架空輸電線路直升機(jī)巡視效率提升的途經(jīng)和方法

龐國華

摘 ?要：架空輸電線路直升機(jī)巡視業(yè)務(wù)是目前我國輸電網(wǎng)絡(luò)智能化監(jiān)測的核心技術(shù)手段，它已經(jīng)得到了國內(nèi)外業(yè)界專家的廣泛關(guān)注和深入研究試驗(yàn)，成為該領(lǐng)域熱點(diǎn)。文章主要介紹該技術(shù)在現(xiàn)實(shí)實(shí)踐操作中的業(yè)務(wù)開展流程，基于7大核心指標(biāo)來探討對其巡視效率的提升途徑。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路直升機(jī);巡視效率;指標(biāo);任務(wù);提升途徑

中圖分類號(hào)：TM732 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2016）26-0011-02

我國電力企業(yè)從上世紀(jì)80年代就開始嘗試組織研究有關(guān)架空輸電線路的直升機(jī)巡視技術(shù)，特別是從1982～1988年的7年間，包括北京、廣州、華北、東北地區(qū)在內(nèi)的電力研究所就先后進(jìn)行了8次直升機(jī)巡線試飛試驗(yàn)，提高了對某些特殊環(huán)境下的輸電架空網(wǎng)絡(luò)線路故障巡視的可能性。

隨著2010年國家電網(wǎng)宣布國網(wǎng)通用航空有限公司建立，直升機(jī)電力作業(yè)在全國全面鋪開，該技術(shù)業(yè)務(wù)常態(tài)化也得以實(shí)現(xiàn)。

1 ?架空輸電線路直升機(jī)巡視業(yè)務(wù)的具體技術(shù)流程 ? 分析

1.1 ?架空輸電線路的組成結(jié)構(gòu)

通過直立桿塔將導(dǎo)線支撐架空，保持與地面一定距離的輸電線路就是架空輸電線路。它的主要構(gòu)成部分包括了導(dǎo)線、避雷線系統(tǒng)、絕緣子串、接地裝置基礎(chǔ)、桿塔以及各種金具。

1.2 ?架空輸電線路運(yùn)行的影響因素

由于架空輸電線路一般都暴露在戶外環(huán)境下，所以它們不但要承受常規(guī)狀況下的機(jī)械荷載及電流沖擊壓力，也要承受各種自然不可控因素的影響。如此一來，架空輸電線路本身的運(yùn)行狀態(tài)是不夠穩(wěn)定的，很容易產(chǎn)生一系列安全隱患。

電力企業(yè)對這種相對運(yùn)行狀態(tài)不夠穩(wěn)定且容易受到多種外界影響因素干擾的架空輸電線路而言，日常巡視監(jiān)測工作是必不可少的，但考慮到線路運(yùn)行特性和不固定的影響因素存在，所以采用人工操作巡視顯然在安全性方面存在極大顧慮，而且人工巡檢成本極高，不適合架空輸電線路的長期發(fā)展。

所以近年來以智能化體系為主的無人直升機(jī)巡視系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，它不但易于操作，而且巡檢安全成本也被大大降低，可以在任何環(huán)境狀態(tài)下實(shí)施日常巡視，是目前電力企業(yè)在管理大段架空輸電線路過程中比較推崇的智能自動(dòng)化技術(shù)之一。

1.3 ?架空輸電線路直升機(jī)的巡視業(yè)務(wù)流程

隨著電力企業(yè)的不斷深入研究與技術(shù)開拓，目前的架空輸電線路直升機(jī)在巡視業(yè)務(wù)技術(shù)操作方面已經(jīng)相當(dāng)成熟，如果按照其巡視業(yè)務(wù)操作流程開展來看，應(yīng)該主要分為5個(gè)階段。

首先是基于巡視任務(wù)來設(shè)計(jì)選擇直升機(jī)的臨時(shí)起降點(diǎn)。

第二步要根據(jù)架空輸電線路所在區(qū)域的地形特征來設(shè)計(jì)直升機(jī)的巡線飛行路線方案，這其中就包括對直升機(jī)飛行航線、時(shí)間與計(jì)劃的選擇優(yōu)化。

第三步要與當(dāng)?shù)氐拿裼每沼蚬苤茩C(jī)構(gòu)及軍方進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，避免與官方飛行任務(wù)發(fā)生沖突，在充分協(xié)調(diào)之后再申請直升機(jī)的臨時(shí)起降位置，并獲得飛行空域許可。

第四步要檢查直升機(jī)的本體狀態(tài)，包括機(jī)體的能源儲(chǔ)備情況和故障情況等等，同時(shí)明確直升機(jī)上所附帶巡視設(shè)備的功能性和可用性，確保它在執(zhí)行任務(wù)之前處于適航狀態(tài)。

第五步要保障直升機(jī)的航油供給，為其配備飛行區(qū)域的固定能量補(bǔ)充站點(diǎn)。

另外要根據(jù)巡視計(jì)劃要求及氣象變化狀況來選擇飛行巡視機(jī)組成員，考量線路巡視的最終可行性。

2 ?架空輸電線路直升機(jī)巡視效率提升的影響因素及 ? 改進(jìn)策略

2.1 ?影響因素

能夠影響架空輸電線路直升機(jī)巡視效率提升的因素有許多，在業(yè)界總結(jié)看來具體有7項(xiàng)指標(biāo)，它們分別是對直升機(jī)臨時(shí)起降點(diǎn)的選擇、飛行計(jì)劃中對航線的確立、對直升機(jī)在所飛行空域的管制、直升機(jī)本體的實(shí)時(shí)適航狀態(tài)、飛行機(jī)組人員的業(yè)務(wù)技術(shù)能力、地面后勤保障機(jī)制以及飛行氣象影響。

如果希望提升直升機(jī)對架空輸電線路的巡視效率，上述7項(xiàng)指標(biāo)必須加以改善，這樣做也能夠有效降低工作量和企業(yè)運(yùn)營成本。

2.2 ?對7項(xiàng)指標(biāo)的改進(jìn)思路

2.2.1 ?對直升機(jī)臨時(shí)起降點(diǎn)選定的改進(jìn)思路

就目前對直升機(jī)的起降點(diǎn)選擇基準(zhǔn)來看，它是以我國《架空輸電線路直升機(jī)巡視技術(shù)導(dǎo)則》為準(zhǔn)的，其中規(guī)定“無人直升機(jī)的加油點(diǎn)應(yīng)該布置在橫線路方向40～45 km以內(nèi)，順線路間隔則要控制在80～160 km范圍以內(nèi)?！钡珡膶?dǎo)則中的實(shí)際給定預(yù)估數(shù)據(jù)來看，在實(shí)際操作中對起降點(diǎn)的選定具有較大的隨意性，這就無法較好的體現(xiàn)架空輸電線路監(jiān)測經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

所以本文認(rèn)為對起降點(diǎn)的選擇標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)應(yīng)該以回避軍隊(duì)訓(xùn)練場及民用機(jī)場為基本原則，確保三方飛行的互補(bǔ)影響，然后綜合考慮線路總體巡視任務(wù)需求，根據(jù)實(shí)際狀況來選定合理巡視路徑。

另外，也要根據(jù)原始直升機(jī)巡視起降點(diǎn)及航線來規(guī)劃新的關(guān)于巡視飛行的線路最短方案，在此基礎(chǔ)上來合理確立直升機(jī)的臨時(shí)起降點(diǎn)。

2.2.2 ?對飛行計(jì)劃及航線指標(biāo)的改進(jìn)思路

原始的直升機(jī)飛行計(jì)劃與航線指標(biāo)確立其初衷是為了避免出現(xiàn)跨區(qū)飛行問題，當(dāng)然它也與飛行時(shí)間、飛行速度、直升機(jī)本體的體積重量與油耗有關(guān)。

一般來說，目前比較常見的是線路交叉巡視法，該方法對飛行計(jì)劃的要求很高，是力圖尋找飛行最短時(shí)間和巡視最高效率的綜合考量方案。但如果以避免跨區(qū)飛行作為基本原則進(jìn)行改進(jìn)，則需要通過谷歌地球等軟件，基于巡視鐵塔的經(jīng)緯度坐標(biāo)來確定架空輸電線路的具體走向航路圖。同時(shí)也要充分利用區(qū)域航空圖與管轄劃分圖來明確新的巡視線路及交叉分界點(diǎn)。然后根據(jù)界點(diǎn)位置所對應(yīng)的線路分界鐵塔來進(jìn)一步優(yōu)化直升機(jī)的飛行巡視線路，繪制航線圖。在規(guī)范方面，要第一時(shí)間申報(bào)跨區(qū)航線，例如采用單區(qū)域飛行申報(bào)機(jī)制，提高交叉航線的飛行許可審批度，這樣也能極大程度提升架空輸電線路的飛行巡視效率。

2.2.3 ?對飛行空域管制指標(biāo)的改進(jìn)思路

我國對飛行空域管制指標(biāo)的使用權(quán)限要求嚴(yán)格，具體來說該權(quán)利可以分為3大層次：部隊(duì)空域使用權(quán)、民航空域使用權(quán)、通航空域使用權(quán)，其中部隊(duì)空域使用權(quán)限最大，通航最小。

與海外國家不同，我國在對低空領(lǐng)域的空域使用權(quán)并未開放，所以電力企業(yè)在進(jìn)行直升機(jī)架空輸電線路巡視工作前必須得到當(dāng)?shù)乜哲娂懊窈娇沼蚬苤撇块T的批復(fù)審核，才可以獲取飛行巡視許可。

可以見得，空域管制的確是目前電力企業(yè)直升機(jī)巡視作業(yè)的一大阻礙，因此本文認(rèn)為當(dāng)?shù)乜沼蚬苤茊挝粦?yīng)該簡化對空域使用權(quán)限的審批流程，節(jié)約時(shí)間，同時(shí)明確當(dāng)?shù)孛窈郊败婈?duì)在空域使用方面的活動(dòng)規(guī)律，為空軍、民航和電力部門三者安排飛行時(shí)間計(jì)劃，并與三方簽訂飛行保障協(xié)議，如此一來，電力部門就可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定計(jì)劃與空域飛行許可規(guī)范來合理制定直升機(jī)對架空輸電線路的的巡視計(jì)劃，提高巡視效率。

2.2.4 ?對直升機(jī)本體世行狀態(tài)指標(biāo)的改進(jìn)思路

由于目前架空輸電線路在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面的復(fù)雜化以及線路所在區(qū)域氣象變化的不確定性，巡視直升機(jī)本體是否在工作之前處于適航狀態(tài)就變得尤其重要。因此電力企業(yè)應(yīng)該專門組織技術(shù)維護(hù)部門及機(jī)組操作人員對直升機(jī)本體進(jìn)行定期檢查維護(hù)，及時(shí)跟上航材供給節(jié)奏，有效利用飛行巡視作業(yè)間隙來保養(yǎng)機(jī)體。一般來說，航材類型包括壽命件與備用航材兩種，電力部門為了確保航材及時(shí)供給，就有必要在內(nèi)部建立基于直升機(jī)維護(hù)與機(jī)型構(gòu)建的航材儲(chǔ)備單位，他們專門負(fù)責(zé)采購各種航材并技術(shù)分析直升機(jī)航材的各種故障問題，尋找并備用容易出現(xiàn)故障部位的航材材料。換言之，要為巡視直升機(jī)構(gòu)建后備倉儲(chǔ)與技術(shù)支撐，確保其在需要的時(shí)候始終處于適航狀態(tài)。

2.2.5 ?對地勤保障指標(biāo)的改進(jìn)思路

地勤保障是直升機(jī)巡視作業(yè)高效率的關(guān)鍵，所以電力企業(yè)應(yīng)該注重地勤保障的專業(yè)性，一方面應(yīng)該做好直升機(jī)飛行路線間的能源停靠點(diǎn)保障，與就近機(jī)場簽訂航油保障協(xié)議，一方面也要提前掌握巡視設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，在直升機(jī)及其設(shè)備作業(yè)前就展開設(shè)備檢測作業(yè)，考慮一切可能發(fā)生于巡視作業(yè)過程中的意外狀況，保證巡視作業(yè)整體推進(jìn)的暢通性。

2.2.6 ?對機(jī)組人員技術(shù)水平指標(biāo)的改進(jìn)思路

巡視人員與飛行員是機(jī)組人員的主要組成部分，對他們的技術(shù)水平提高直接影響巡視作業(yè)質(zhì)量與效率。因此雙方在作業(yè)中不但要于后方基地保持溝通聯(lián)系，也要做到雙方之間的作業(yè)溝通協(xié)調(diào)，達(dá)成默契配合。為此，電力技術(shù)部門也要在日常做好機(jī)組人員的航空飛行培訓(xùn)工作，讓他們時(shí)刻學(xué)習(xí)和明確線路巡視中可能存在的機(jī)載設(shè)備內(nèi)部與外部不可控因素，做到在默契配合前提下隨機(jī)應(yīng)變，共同將飛行巡視速度與線路最優(yōu)化。

2.2.7 ?對飛行氣象指標(biāo)的改進(jìn)思路

氣象指標(biāo)是不可控因素，因此電力企業(yè)只能根據(jù)《架空輸電線路直升機(jī)巡視技術(shù)導(dǎo)則》中的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來合理調(diào)整巡視作業(yè)細(xì)節(jié)。例如導(dǎo)則中就提到在巡視作業(yè)中云下能見度不能小于3 km，而風(fēng)速則不能大于8 m/s，另外在遭遇各種惡劣氣候時(shí)，直升機(jī)應(yīng)該適當(dāng)改變其性能參數(shù)并合理適配裝置以做到迎合氣候狀況，同時(shí)也要實(shí)施飛行安全評(píng)價(jià)進(jìn)而制定相對安全的巡視作業(yè)措施?？偠灾?，就是要盡量回避惡劣天氣狀況的基礎(chǔ)上安全作業(yè)，避免不必要的設(shè)備損失及監(jiān)測誤差出現(xiàn)。

3 ?結(jié) ?語

從以上論述可以看出，我國在直升機(jī)巡視業(yè)務(wù)方面還是處于不斷上升發(fā)展趨勢的，技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等等各方面指標(biāo)正在趨于成熟化和體系化，對架空輸電線路巡視的細(xì)節(jié)把控也在不斷細(xì)致化。如果能在未來的工作實(shí)踐與研究中進(jìn)一步深化文中的7項(xiàng)指標(biāo)改進(jìn)思路，未來架空輸電線路的直升機(jī)巡視工作技術(shù)與效率也會(huì)更值得期待。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王偉斌，王城鋼.東北電網(wǎng)500 kV輸電線路帶電作業(yè)現(xiàn)狀[J].東北電力 ? 技術(shù)，2006，（11）.