企業(yè)輸電架空線路無人機(jī)巡檢技術(shù)應(yīng)用

摘 要 廠外架空線路人工巡視距離遠(yuǎn)、工作量大、效率低，因此，企業(yè)進(jìn)行工藝優(yōu)化、科學(xué)創(chuàng)新，應(yīng)用無人機(jī)四種巡檢模式，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)精細(xì)掃描、攝像，提高巡檢的效率和安全性，大幅提升了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵詞 企業(yè)架空線路;無人機(jī)巡檢;技術(shù)應(yīng)用

引言

企業(yè)輸電架空線路大部分處在郊區(qū)偏遠(yuǎn)地帶，傳統(tǒng)電力巡檢人員、車輛很難到達(dá)桿塔下方，人工巡視距離遠(yuǎn)、工作量大、效率低、風(fēng)險(xiǎn)高，而無人機(jī)巡檢替代傳統(tǒng)巡檢，可以使工作效率和安全性更高，可以實(shí)現(xiàn)智能化作業(yè)，大幅提升電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，保障電網(wǎng)的運(yùn)行安全。

1企業(yè)架空線路巡檢現(xiàn)狀

（1）廠外架空線路構(gòu)成：①110KV夏精線，夏莊架空至西區(qū)西南角終端桿直埋沿南圍墻至煉鋼西路進(jìn)站，架空線路0.75公里。②110KV常熱1線、2線，常赦站架空至西區(qū)西南角終端桿直埋沿南圍墻至煉鋼西路進(jìn)站，架空線路13.6公里。③110KV常煉1線、2線，常赦站架空至西區(qū)西南角終端桿直埋沿南圍墻至煉鋼西路進(jìn)站，架空線路13.6公里。④110KV常赦站送鐵前主進(jìn)線，常赦站架空至西區(qū)西南角終端桿直埋沿西圍墻至自卸機(jī)過鐵路進(jìn)鐵前站，架空線路13.6公里，廠區(qū)外架空線路約41.55公里。（2）巡檢要求：架空線路每月巡檢2～3次，用紅外線測(cè)溫儀對(duì)桿塔金具、絕緣子進(jìn)行溫度檢測(cè)，用望遠(yuǎn)鏡查看輸電導(dǎo)線、地線、桿塔、附屬設(shè)施及通道情況，查找設(shè)備缺陷及故障點(diǎn)[1]。

2電力無人機(jī)概述

根據(jù)無人機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)，目前在電力巡檢中應(yīng)用的無人機(jī)分為傳統(tǒng)無人直升機(jī)、多旋翼無人機(jī)和固定翼無人機(jī)三類，但由于三種無人機(jī)的性能特點(diǎn)存在較大差異，其所承擔(dān)的巡檢任務(wù)也有所側(cè)重。①傳統(tǒng)無人直升機(jī)與傳統(tǒng)直升機(jī)類似，由于無人直升機(jī)體積較大，操控難度較高，存在與電力設(shè)施碰撞產(chǎn)生嚴(yán)重后果的潛在風(fēng)險(xiǎn)，且成本較高，已經(jīng)基本退出電力巡檢領(lǐng)域。②多旋翼無人機(jī)由多個(gè)旋翼產(chǎn)生升力，通過改變各個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速控制飛行器的姿態(tài)，具有小巧靈活、垂直起降、精準(zhǔn)懸停的優(yōu)點(diǎn)，但機(jī)動(dòng)性和飛行高度較低，負(fù)載較小，續(xù)航時(shí)間短。因此，在架空線路巡檢中，多旋翼無人機(jī)通常負(fù)責(zé)小范圍精細(xì)作業(yè)，適合架空線路長(zhǎng)度適中，巡檢要求適中的企業(yè)使用。③固定翼無人機(jī)依靠螺旋槳或渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)提供前進(jìn)動(dòng)力，由機(jī)翼與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生升力，其巡航速度快，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，但起降需要跑道，且無法懸停。在架空線路巡檢中，固定翼無人機(jī)通常負(fù)責(zé)大范圍、有較高航程要求的任務(wù)，適合供電公司高壓輸配線路巡檢使用[2]。

3無人機(jī)巡檢模式

①正常巡視：與傳統(tǒng)人工巡視相比，無人機(jī)搭載的高清攝像頭可在幾分鐘內(nèi)對(duì)某段導(dǎo)線或某一桿塔全方位巡視，并在關(guān)鍵位置拍攝照片，可以清晰查看輸電導(dǎo)線、地線、桿塔、附屬設(shè)施及通道情況。搭載紅外成像儀可近距離對(duì)桿塔金具、絕緣子進(jìn)行溫度檢測(cè)，通過變換檢測(cè)方向，查找復(fù)合絕緣子因芯棒受損引起的過熱缺陷。②故障巡視：根據(jù)故障信息確定重點(diǎn)巡檢區(qū)段和部位后，無人機(jī)可較為精細(xì)查找故障點(diǎn)及異常情況，可以在故障范圍內(nèi)近距離從各個(gè)角度清楚地發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷及異常情況，也可輔助完成鳥害、山火等特殊巡視。③防外力巡視：使用多旋翼無人機(jī)通過高空快速飛行排查通道內(nèi)的外力施工情況，可發(fā)現(xiàn)隱藏于廠區(qū)、林區(qū)內(nèi)部和遮擋物后面的隱蔽施工詳情。④特殊巡視：突變氣候下（氣溫驟變、暴風(fēng)雨、大雪等）及線路負(fù)荷有較大變化等特殊情況下，利用無人機(jī)對(duì)線路區(qū)段和部件巡視精準(zhǔn)化，避免人工紅外測(cè)溫，人手抖動(dòng)造成測(cè)溫取點(diǎn)偏差[3]。

4飛行前準(zhǔn)備

無人機(jī)作業(yè)人員飛行前應(yīng)先了解無人機(jī)飛行的相關(guān)規(guī)定，需要準(zhǔn)備的飛行裝備包括無人機(jī)、電池、云臺(tái)（包括可見光和紅外）、翅膀、遙控器和顯示屏。一組電池可用時(shí)長(zhǎng)一般在20～30min，因此一次飛行應(yīng)攜帶足夠數(shù)量電池。其他可選裝備包括墨鏡、手套、遮光板、讀卡器、內(nèi)存卡等，另準(zhǔn)備便攜筆記本電腦1臺(tái)，方便及時(shí)拷貝拍攝圖片，進(jìn)行圖片分類存放命名及圖片缺陷判斷等工作。

5無人機(jī)巡檢注意事項(xiàng)

無人機(jī)巡檢受環(huán)境因素的影響較大，風(fēng)速超過5級(jí)時(shí)不宜起飛。應(yīng)盡量避免逆光拍攝，拍攝時(shí)角度向下傾斜20度左右，每處巡檢點(diǎn)宜拍攝2～3張照片，嚴(yán)格參照日常巡檢方向，減少向后飛行頻次，以免發(fā)生碰撞。發(fā)生傳圖信號(hào)異常情況，采取調(diào)整遙控器天線、盡快收回?zé)o人機(jī)等措施，以免發(fā)生墜落或失蹤。飛行時(shí)注意電池電量，遠(yuǎn)距離巡檢時(shí)應(yīng)留足電池容量，以避免因電量不足而墜落。

6無人機(jī)巡檢好處

①巡視時(shí)間對(duì)比：人工巡視時(shí)，作業(yè)人員步行距離約為塔距的2～5倍，80%的巡視時(shí)間耗費(fèi)在步行路途中。而無人機(jī)飛行速度是步行速度的10倍以上，可大幅節(jié)約巡視時(shí)間。②巡視質(zhì)量對(duì)比：人工巡視質(zhì)量與巡視經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)，巡視經(jīng)驗(yàn)不足的人員難以發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確判斷缺陷，也無從知曉其記錄的缺陷是否正確和完備。而無人機(jī)巡視可在高空對(duì)巡視重點(diǎn)部位進(jìn)行高清拍照，后期通過查看圖片可準(zhǔn)確識(shí)別缺陷，避免了錯(cuò)判和遺漏。

7結(jié)束語

用無人機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工線路巡檢具有節(jié)省人工成本、提升安全系數(shù)和效率等優(yōu)勢(shì)。在無人機(jī)數(shù)字化巡檢新時(shí)代，輸電線路無人機(jī)巡檢技術(shù)正逐步向智能化方向發(fā)展，建立線路數(shù)字化通道，通過大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)分析，故障自動(dòng)判別控制，保證企業(yè)更加穩(wěn)定的輸配電供應(yīng)，大幅提升電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 繆希仁，劉志穎，鄢齊晨.無人機(jī)輸電線路智能巡檢技術(shù)綜述[J].福州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，48（2）：198-209.

[2] 萬卷益，李寧，楊毅東，等.無人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢工作中的應(yīng)用及展望[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（2）：269-270.

[3] 嚴(yán)波，林世忠，張振威，等.無人機(jī)電力巡檢技術(shù)應(yīng)用分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2019（12）：155-156.

作者簡(jiǎn)介

楊利鋒（1979-），男，河北省邯鄲市人;學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱：電氣工程師，現(xiàn)就職單位：河鋼邯鋼邯寶能源中心，研究方向：企業(yè)節(jié)能節(jié)電、變電智能管理、無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用。