輸電線路無人機巡視分析及推廣應用

摘 要：用無人機巡視輸電線路是近幾年興起的技術，能夠進一步提高輸電線路的管理質(zhì)量，具有深遠影響。在本次研究中，本文重點分析了輸電線路無人機巡視的相關問題，先介紹了無人機巡視技術在輸電線路中的應用思路，再進一步闡述了進一步推廣輸電線路無人機巡視的技巧與手段，希望能對相關人員工作有所幫助。

關鍵詞：輸電線路；無人機；設備巡視

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0030-02

前 言

無人機技術的發(fā)展為輸電線路綜合管理提供了新的方向，與傳統(tǒng)管理技術相比，使用無人機巡視技術能夠顯著提高輸電線路管理質(zhì)量，充分發(fā)現(xiàn)輸電線路中存在的質(zhì)量問題，并且與傳統(tǒng)的人工巡視方式相比，無人機巡視方法更具有先進性，能夠降低地形等因素對輸電線路巡視工作的影響，所以具有推廣價值，應該得到相關人員的關注。

1 輸電線路無人機巡視分析

1.1 使用無人機巡視輸電線路的可行性

現(xiàn)階段的輸電線路巡視工作主要包括周期巡視、故障巡視等方面，在巡視過程中，需要采用地面巡視的方法，并配合帶電登塔作業(yè)的方式來獲取輸電線路的詳細信息。從應用效果來看，傳統(tǒng)的輸電線路巡視方法具有很明顯的弊端，就是人工巡視過程本身就會受到人為因素的限制，再加之頻繁的帶電登塔作業(yè)本身具危險性，并且無法保證工作質(zhì)量，而且在山區(qū)丘陵地帶，一些輸電線路往往會架設在地形的頂部，進一步增加了輸電線路巡視的難度，嚴重消耗了人力、物力資源。

相比之下，無人機巡視輸電線路具有可行性，一方面，無人機依靠人工遠程操控飛行，能夠快速上升到理想高度來“觀察”輸電線路情況，通過遠程信息傳導媒介將輸電線路的圖像、視頻信息上傳到客戶端，方便相關人員快速掌握輸電線路的具體情況。另一方面，近幾年無人機技術在我國得到了充分的發(fā)展，一大批先進的無人機設備得到了進一步的應用與推廣，包括固定翼無人機、無人直升機、多旋翼無人機等，這些無人機技術的出現(xiàn)與完善，有效滿足了當前日益復雜的輸電線路巡視工作要求，不同無人機型號所適用的范圍存在明顯差異。詳細資料見表1。

1.2 輸電線路無人機巡視的應用研究

1.2.1 日常巡視

在220kV及以上的線路上，除了人口活動密集區(qū)與禁飛區(qū)之外，都可以采用無人機巡視的方法，通過進行無人直升機來完成日常巡視。在日常巡視過程中，強調(diào)單次作業(yè)的信息采集，通過開展紅外測溫工作，發(fā)現(xiàn)輸電線路中存在較為明顯的缺陷情況[1～2]。對于不適用于無人機巡視的位置（如人員密集地區(qū)）依然要采用人工巡視的方法，但是對于確實存在一定巡視難度的輸電線路，可以利用多旋翼無人機來代替人工完成“登塔”（禁飛區(qū)除外）。對于復雜地形環(huán)境下的輸電線路巡視工作，可以根據(jù)輸電線路巡視要求制定巡視周期，依靠多旋翼無人機完成精細化巡視，并輔之以人工巡視的方法，保證巡視工作的質(zhì)量。

對于35～110kV的線路，由于此類線路的塔高度低，所以可以采用多旋翼無人機進行精細化巡視。

在日常巡視工作中利用無人機巡視技術能夠顯著提高巡視工作質(zhì)量，但是依然要保證人工巡視的頻次，做到4～5月/次，來檢查無人機巡視中難以發(fā)現(xiàn)的微小缺陷，保證輸電線路正常運行。

1.2.2 特殊巡視

針對輸電線路特殊巡視的要求，工作人員也可以利用無人機技術來完善其應用方式，來進一步提高巡視質(zhì)量。例如在防風、防雷、防鳥、防山火、防漂浮物的特殊巡視工作中，巡視的單點采用視頻監(jiān)控的方法，配合人工巡視、多旋翼無人機與固定翼無人直升機相結合的方式，實現(xiàn)對整個區(qū)域輸電線路的巡視；對于本地區(qū)初選的大面積冰災、臺風等極端惡劣天氣情況，在天氣條件允許的情況下可以采用以多旋翼無人機為主、人工巡視為輔的巡視組合方式。

1.2.3 在輸電線路運維方面的應用

無人機巡視技術在輸電線路運維巡視中發(fā)揮著重要作用，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）城市輸電線路縱橫交錯，尤其是市區(qū)內(nèi)的輸電線路系統(tǒng)更加復雜，在輸電線路體系管理中，經(jīng)常可以遇到因為外力作用而遭到破壞的輸電線路現(xiàn)象。針對這種情況，可以采用無人機技術快速查找故障，并通過影像學設備提供的拍照、攝像的等功能多角度的獲取故障現(xiàn)場的資料，讓相關人員快速確定故障的處理手段，避免損失擴大。

（2）機巡作業(yè)數(shù)據(jù)管理。在利用無人機巡視方法來進行輸電線路管理時，可以聯(lián)合使用Google Earth系統(tǒng)，對無人機巡視過程中所采集的數(shù)據(jù)進行分析，強化數(shù)據(jù)管理水平。同時還可以利用坐標管理應用軟件，實現(xiàn)作業(yè)成果的自動與設備關聯(lián)，完成自動重新命名，不需要做針對性的人工處理。

2 輸電線路無人機巡視的推廣應用研究

從上文分析可知，在無人機巡視方法對于輸電線路正常運行具有深遠影響。因此對相關人員而言，為了能夠推廣應用輸電線路無人機巡視方法，就需要對傳統(tǒng)的工作模式進行改進，構建現(xiàn)代化的無人機巡視體系。在具體工作中，工作人員需要做好以下幾方面工作：

（1）做好不同等級電壓的巡視互補工作。在輸電線路巡視過程中，需要充分了解無人機與傳統(tǒng)人工巡視方式的工作特點，并結合電壓等級線路來制定針對性的線路巡視方式。正如上文所介紹的：在220kV及以上的線路巡視中，采用無人機巡視的方法，而在35～110kV的線路巡視過程中，則需要使用無人機巡視與人工巡視相結合的方法，實現(xiàn)彼此之間的作用互補，利用人工巡視更具有針對性的特點，彌補單一無人機巡視的缺陷。

（2）不同巡視任務下的巡視互補機制?？傮w而言，無人機巡視雖然具有技術先進性，但是在應用過程中還存在著一定的問題，所以在未來工作中，必須要落實不同巡視任務下的巡視互補機制，為進一步提高巡視工作質(zhì)量奠定基礎。例如在常規(guī)輸電線路巡視過程中，采用無人直升機的巡視方法；在精細化巡視過程中，采用多旋翼無人機與人工巡視的相配合的方法；在自然災害環(huán)境下，采用固定翼無人機巡視的方法[3]。

（3）進一步關注微地形條件下的氣象變化。無人機作為一種飛行設備，在輸電線路巡視過程中必然會受到氣象變化的限制。所以為了能夠提高無人機巡視的整體質(zhì)量，就需要關注微地形條件下的氣象變化情況（見圖1），根據(jù)氣象變化來制定有效的巡視線路，保證巡視質(zhì)量。

（4）確定輸電線路不同部位的巡視互補機制。本文所構建的輸電線路不同部位的巡視互補機制見表2。

3 結 論

從本次研究結果可知，輸電線路無人機巡視方式的推廣能夠顯著提高輸電線路管理質(zhì)量，彌補傳統(tǒng)工作模式中存在的不足，具有深遠影響。因此在未來工作中，相關人員需要進一步認識到輸電線路無人機巡視技術的特征，進一步明確其推廣方式，能夠從技術手段、應用手段等多個維度進行優(yōu)化，進一步完善無人機巡視的實施路徑，最終為進一步提高輸電線路綜合管理水平奠定基礎。

參考文獻

[1]李 勇.無人飛行器在特高壓交流輸電線路巡視中的應用模式研究[D].華北電力大學，2014.

[2]蔣才明，唐洪良，陳 貴，等.基于Google Earth的輸電線路巡視無人機地面站監(jiān)控系統(tǒng)[J].浙江電力，2015，31（02）：5～8+52.

[3]黃宵寧，楊志超，王 建，等.基于Google Earth的輸電線路巡視無人機三維模型可視化研究[J].電工技術，2017（11）：12～14.

收稿日期：2018-3-23

作者簡介：鄧 飛（1978-），男，大專，主要從事輸電線路運行維護工作。