無(wú)人機(jī)在輸變電線路巡視和應(yīng)急搶險(xiǎn)中的應(yīng)用

朱振洪，張?jiān)?，陳?/p>

（國(guó)網(wǎng)浙江余姚市供電公司，浙江寧波，315400）

無(wú)人機(jī)在輸變電線路巡視和應(yīng)急搶險(xiǎn)中的應(yīng)用

朱振洪，張?jiān)?，陳?/p>

（國(guó)網(wǎng)浙江余姚市供電公司，浙江寧波，315400）

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的發(fā)展，電網(wǎng)用電負(fù)荷增長(zhǎng)不斷創(chuàng)出歷史新高。此外，各種極端天氣現(xiàn)象，也對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了切實(shí)保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，余姚供電公司通過(guò)研究無(wú)人機(jī)在電網(wǎng)巡視和應(yīng)急搶險(xiǎn)方面的應(yīng)用，探索通過(guò)信息化的手段提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

電力檢修；無(wú)人機(jī)；電力搶險(xiǎn)

0 引言

中國(guó)長(zhǎng)期依賴人工進(jìn)行電力線路的巡檢作業(yè)，落后的巡檢技術(shù)使得電力巡檢工作效率低下，另外在一些環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，輸電線路架設(shè)在深山老林之中，給巡檢人員的巡檢工作帶來(lái)了較大的安全隱患。因此有必要對(duì)輸變電線路的巡視以及應(yīng)急搶險(xiǎn)工作進(jìn)行分析，融合目前無(wú)人機(jī)技術(shù)，將其應(yīng)用于電路巡檢中。

1 無(wú)人機(jī)應(yīng)用于電路巡檢搶修的可行性分析

無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)是部署比較方便，應(yīng)用比較靈活。雖然自身成本比較高，但是能夠有效的降低人員投入，減少人員成本，利用無(wú)人機(jī)可以減少人員下站次數(shù)。并且對(duì)于一些地勢(shì)較差的地方，人員巡檢可能需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能完成巡檢工作，但是利用無(wú)人機(jī)能夠快速的解決，相對(duì)傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間周期，無(wú)人機(jī)有時(shí)間周期上的優(yōu)勢(shì)。

另外，相對(duì)傳統(tǒng)的人力巡檢來(lái)說(shuō)，這種遠(yuǎn)程在線監(jiān)控，它們的實(shí)時(shí)性也比較好。傳統(tǒng)的人員巡檢，一旦變電站發(fā)生異常，調(diào)度人員必須先通知分局變電的運(yùn)行班，趕到現(xiàn)場(chǎng)了解真實(shí)的情況，再由變電運(yùn)行班人員匯報(bào)調(diào)度員、分局領(lǐng)導(dǎo)，再組織分局維護(hù)班進(jìn)行搶修，工作人員不到變電站就無(wú)法準(zhǔn)確地了解或者掌握現(xiàn)場(chǎng)的詳細(xì)情況，這一過(guò)程會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間，所以相對(duì)傳統(tǒng)的人力巡檢，無(wú)人機(jī)能節(jié)約大量的時(shí)間，效率更高，同時(shí)也能避免巡檢人員發(fā)生人身事故。因此基于無(wú)人機(jī)技術(shù)的電路巡檢搶修模式具有非常好的前景，可以大面積推廣應(yīng)用。

2 當(dāng)前現(xiàn)狀

傳統(tǒng)電力的巡檢主要以人工巡視為主，但是隨著電力線路的普及，某些地區(qū)需要在一些比較惡劣的環(huán)境中架設(shè)線路，因此對(duì)巡檢人員的巡視工作造成了較大的影響。對(duì)某些山區(qū)來(lái)說(shuō)，巡檢人員需要徒步開展巡視工作，其安全隱患比較大，容易出現(xiàn)落石、摔傷等事故；并且巡視的速度比較慢，只能開展普通的巡視。工作人員對(duì)電線桿、刀閘、鐵塔、高壓導(dǎo)線、變壓器、絕緣子等進(jìn)行設(shè)備巡檢時(shí)，主要是是以紙質(zhì)形式記錄巡檢結(jié)果；巡檢人員只能借助輔助工具通過(guò)肉眼進(jìn)行觀測(cè)，不便于巡檢資料的可視化備份及內(nèi)部交流學(xué)習(xí)，也對(duì)巡檢人員的技能水平提出很高的要求，這導(dǎo)致準(zhǔn)確性難以保證。另外就是當(dāng)出現(xiàn)洪水臺(tái)風(fēng)情況的時(shí)候，巡檢工作難以開展，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的不穩(wěn)定因素。

隨著電網(wǎng)建設(shè)的逐步推進(jìn)，現(xiàn)有的輸配電線路總量進(jìn)一步增加，對(duì)一線巡視人員帶來(lái)了較大壓力。由于輸配電線路分布較分散，特別是很多線路架設(shè)在山林中，給巡視工作帶來(lái)了較大的難處。而且天氣越惡劣，電網(wǎng)越容易出現(xiàn)問(wèn)題，巡視工作也要比往常更細(xì)致，工作量更大。此外，極端氣象也造成了災(zāi)害頻發(fā)，常規(guī)電力應(yīng)急搶險(xiǎn)在物資投放、人員調(diào)配等方面仍存在不足，需要通過(guò)科技化的手段進(jìn)行輔助，提高應(yīng)急搶險(xiǎn)能力和水平[1]。

3 存在的問(wèn)題

3.1 電力線路巡視

（1）電網(wǎng)分布范圍越來(lái)越廣，地形較為復(fù)雜，巡檢人員徒步巡視作業(yè)效率較低，且具有一定的安全隱患。

（2）巡視內(nèi)容主要以紙質(zhì)形式記錄，不易進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和歸檔，也難以電子化共享和留存。

（3）巡檢人員在巡視過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，難以共享復(fù)制現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行會(huì)診，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員的專業(yè)技能水平提出了較高的要求，也難以保證問(wèn)題判斷的準(zhǔn)確性。

3.2 電力應(yīng)急搶修

近年來(lái)，由于強(qiáng)對(duì)流氣象的影響，強(qiáng)降雨時(shí)有發(fā)生，對(duì)電力系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的損害，受災(zāi)區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間停電。為此，維修人員常采取連續(xù)作戰(zhàn)、輪換休息、不間斷搶修以確保線路恢復(fù)送電。由于搶險(xiǎn)人員問(wèn)題、交通環(huán)境情況、及各種安全風(fēng)險(xiǎn)因素，依靠現(xiàn)有設(shè)備往往無(wú)法做到第一時(shí)間到達(dá)和掌握。因此，電力供應(yīng)保障在災(zāi)難面前仍很脆弱，在發(fā)生災(zāi)害時(shí)，電力檢修過(guò)程也異常艱難[2]。

4 解決方法

（1）通過(guò)規(guī)劃無(wú)人機(jī)航跡，將線路的GPS坐標(biāo)提前輸入巡視管理系統(tǒng)中，無(wú)人機(jī)將可以按預(yù)設(shè)路徑進(jìn)行自動(dòng)巡視，提高巡檢效率。

（2）電力應(yīng)急搶險(xiǎn)時(shí)，通過(guò)地面控制人員操控?zé)o人機(jī)進(jìn)入受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝，并在第一時(shí)間內(nèi)把現(xiàn)場(chǎng)的情況反饋給指揮控制中心，有利于指揮控制中心了解一線現(xiàn)場(chǎng)情況，便于開展針對(duì)性的電力搶險(xiǎn)工作部署。

4.1 按軌跡巡航

無(wú)人機(jī)根據(jù)GIS系統(tǒng)中鐵塔的GPS坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行巡航軌跡設(shè)定，預(yù)設(shè)飛行巡視線路，并支持在巡視點(diǎn)停留時(shí)間設(shè)定以便于詳細(xì)拍攝。巡航完成后，無(wú)人機(jī)自動(dòng)飛回巡航起點(diǎn)。

巡檢內(nèi)容包括引流線（有無(wú)斷股）、桿塔（有無(wú)鳥窩、損壞、變形、緊固金具松脫金具被盜）、絕緣子（有無(wú)閃落跡象、破損、污穢、異物懸掛）、防震錘（有無(wú)變形、存在異物）、線夾（有無(wú)松脫）、導(dǎo)線（有無(wú)斷股、異物懸掛）、地面環(huán)境（有無(wú)在規(guī)定范圍建筑房屋和超范圍生長(zhǎng)的植物）等內(nèi)容。

無(wú)人機(jī)在巡航過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)任何異?；蛐枰斯じ深A(yù)時(shí)，地面控制人員可以通過(guò)飛控平臺(tái)奪取控制權(quán)，決定繼續(xù)或取消自動(dòng)巡航拍攝。

4.2 白光、紅外等多種拍攝形式

為解決鐵塔上相關(guān)部件的溫度監(jiān)控，公司在無(wú)人機(jī)設(shè)備上掛載紅外熱成像設(shè)備對(duì)巡檢線路進(jìn)行巡檢，通過(guò)溫度異常變化對(duì)比值，發(fā)現(xiàn)隱蔽性較強(qiáng)故障點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)可見(jiàn)光巡線，熱成像巡線將大大提高故障點(diǎn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

4.3 遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸

為了提高無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)共享，公司對(duì)無(wú)人機(jī)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行研制，通過(guò)在地面工作站上使用4G網(wǎng)絡(luò)，可將無(wú)人機(jī)的圖像視頻等資料實(shí)時(shí)遠(yuǎn)距離傳輸至后臺(tái)指揮控制中心，便于管理人員實(shí)時(shí)對(duì)巡視內(nèi)容以及應(yīng)急搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行了解并作出及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷。

5 結(jié)語(yǔ)

本文就目前無(wú)人機(jī)在電力檢修應(yīng)用系統(tǒng)中的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)，同時(shí)分析了改善方法，以期能夠?yàn)橥晟齐娏z修系統(tǒng)做出貢獻(xiàn)。

[1]趙毅勝.電力檢修項(xiàng)目成本管理研究[D].華北電力大學(xué),2013.

[2]李德仁,李明.無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)的研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版),2014,05:505-513+540.

Application of unmanned aerial vehicle (UAV) in power transmission line inspection and emergency rescue

Zhu Zhenhong,Zhang Yue,Chen Yan
(State Grid Zhejiang Yuyao power supply company,Ningbo Zhejing,315400)

With the development of technology of modern society and economy, power grid electricity load growth continue to hit record highs. In addition, all kinds of extreme weather phenomena, also brings more challenges for the safe operation of power grid. In order to ensure the safe and stable operation of power grid, Yu Yaogong electric company through research in the power grid and emergency rescue on patrol the exploration of UAV, improve the safety and reliability of power grid operation by means of information.

power maintenance; unmanned aerial vehicle; power emergency