無(wú)人機(jī)在架空輸電線路上的運(yùn)用

周秋延 吳建波

摘要：目前，國(guó)家對(duì)于無(wú)人機(jī)的發(fā)展重點(diǎn)關(guān)注，重點(diǎn)發(fā)展。伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科技的進(jìn)步，無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路的技術(shù)水平也在不斷提升、完善。在人工巡檢過(guò)程中，由于觀察角度以及巡查人員的水平限制，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無(wú)人機(jī)巡檢的排查。無(wú)人機(jī)巡檢排查降低了成本，提升了效率。國(guó)家電網(wǎng)在無(wú)人機(jī)技術(shù)和人才培養(yǎng)方面著重進(jìn)行培養(yǎng)，恰恰說(shuō)明無(wú)人機(jī)將迎來(lái)新的發(fā)展應(yīng)用階段。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);架空輸電線路;運(yùn)用

1無(wú)人機(jī)應(yīng)用于巡檢輸電線路的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)擁有自動(dòng)導(dǎo)航和自動(dòng)懸停技術(shù)，巡檢時(shí)能夠做到全方位的高空信息采集，多角度進(jìn)行觀察，高效率降低架空輸電線路巡檢工作的難度，最大程度上杜絕安全事故的發(fā)生，提升巡檢效率和巡檢質(zhì)量。這種優(yōu)勢(shì)在極端惡劣天氣條件下能夠得到充分發(fā)揮。雨雪天氣中，鐵塔容易打滑，人工蹬桿走線容易發(fā)生危險(xiǎn)。無(wú)人機(jī)能夠代替人工工作，保證工作人員安全的同時(shí)，保障電網(wǎng)安全可靠地使用運(yùn)行。在災(zāi)后道路不通、工作人員親自到現(xiàn)場(chǎng)巡檢有困難以及危險(xiǎn)系數(shù)較高時(shí)，無(wú)人機(jī)能夠發(fā)揮重要作用。許多工作能夠在帶電情況下完成，效率極高。

在當(dāng)前的技術(shù)條件下，巡檢輸電線路中應(yīng)用最多的是遙控直升機(jī)和四旋翼無(wú)人機(jī)。下面將詳細(xì)介紹這兩種不同的無(wú)人機(jī)技術(shù)和功能。遙控直升機(jī)裝備有圖像采集和實(shí)時(shí)傳輸裝置，裝載的是普通直升機(jī)的氣動(dòng)布局。在巡檢線路過(guò)程中，不應(yīng)該在設(shè)備正上方懸停，將采集的信息圖像迅速發(fā)送到監(jiān)控中心，方便后臺(tái)的工作人員及時(shí)根據(jù)輸電線路可能存在的故障進(jìn)行判斷。作為人工遙控的應(yīng)用遙控直升機(jī)，工作時(shí)需要工作人員操作來(lái)保證無(wú)人機(jī)能夠在距離輸電線路安全距離處停留，然后依托無(wú)人機(jī)內(nèi)部的拍照機(jī)器進(jìn)行圖像拍攝，并且傳送回后臺(tái)監(jiān)控人員處。四旋翼無(wú)人機(jī)有著較強(qiáng)的起降能力，主要原因是它的氣動(dòng)布局結(jié)構(gòu)不同于遙控直升機(jī)。此外，為了保證傳輸線路圖像的清晰度，四旋翼無(wú)人機(jī)配備了無(wú)線微型高分辨率圖像采集裝置，能夠獲得高清信息，并將其傳送回地面站。四旋翼無(wú)人機(jī)在工作流程上和應(yīng)用遙控?zé)o人機(jī)有些許不同。四旋翼無(wú)人機(jī)通過(guò)地面站發(fā)出的指令自主在距離輸電線路安全距離范圍內(nèi)懸停，工作人員通過(guò)遙控控制旋翼的航向和減振云臺(tái)，保證無(wú)人機(jī)在各個(gè)地方拍攝的圖像的清晰，實(shí)現(xiàn)輸電線路設(shè)備巡檢情況的實(shí)時(shí)采集和傳輸。

在巡檢輸電線路工作中，無(wú)人機(jī)發(fā)揮著重要作用。但是，由于技術(shù)問(wèn)題的局限，它在續(xù)航方面存在缺點(diǎn)。首先，無(wú)人機(jī)體積較大，但是電池容量較小，其巡檢時(shí)間和距離十分有限。其次，無(wú)人機(jī)不能夠自主分析故障點(diǎn)，需要通過(guò)傳送圖像到后臺(tái)進(jìn)行人工判斷。所以，在創(chuàng)新技術(shù)方面可以從以下幾個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行分析研究。作為具有自主懸停、自主導(dǎo)航特點(diǎn)的四旋翼無(wú)人機(jī)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路跳閘的故障。在這一前提下，可以構(gòu)建一個(gè)完整的全方位巡檢模型，保障在巡檢過(guò)程中輸電線路的安全，還能夠分析在惡劣天氣條件影響下輸電線路可能發(fā)生的災(zāi)害。為了解決無(wú)人機(jī)的工作時(shí)長(zhǎng)問(wèn)題，可以對(duì)鋰電池的選型、電機(jī)的選型以及空氣動(dòng)力等進(jìn)行研究。通過(guò)改善飛行控制、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等條件，優(yōu)化流線型機(jī)身碳纖維制作工藝問(wèn)題，進(jìn)一步升級(jí)四旋翼無(wú)人機(jī)的技術(shù)條件。

2無(wú)人機(jī)在架空輸電線路巡檢上的運(yùn)用

2.1無(wú)人機(jī)巡檢線路運(yùn)行情況

運(yùn)用無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路的運(yùn)行情況，越來(lái)越受到線路運(yùn)維檢修人員的青睞。運(yùn)用無(wú)人機(jī)查看地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域線路運(yùn)行情況，對(duì)于采礦塌陷區(qū)等地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域，采用無(wú)人機(jī)巡檢線路運(yùn)行情況，通過(guò)不同時(shí)段巡查照片的對(duì)比，查看桿塔附近是否有地基下沉等現(xiàn)象的發(fā)生。運(yùn)用無(wú)人機(jī)查看線路重要交叉跨越區(qū)段運(yùn)行情況，采用無(wú)人機(jī)查看線路“三跨”區(qū)段、普通鐵路區(qū)段、江河區(qū)段線路運(yùn)行情況，確保重要交叉跨越區(qū)段線路運(yùn)行安全。運(yùn)用無(wú)人機(jī)查看線路山火隱患情況，采用無(wú)人機(jī)查看線路下方山火隱患情況，線路山火隱患過(guò)火面積，滅火處置總體情況，有利于對(duì)山火隱患的總體情況加以研判。運(yùn)用無(wú)人機(jī)查看線路樹(shù)障隱患情況，采用無(wú)人機(jī)查看樹(shù)障對(duì)于線路導(dǎo)線的垂直距離、邊線距離，判斷樹(shù)障是否影響線路安全運(yùn)行。運(yùn)用無(wú)人機(jī)開(kāi)展線路大修技改現(xiàn)場(chǎng)勘查，采用無(wú)人機(jī)配合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，全方位勘查大修技改現(xiàn)場(chǎng)地形地貌，排查作業(yè)過(guò)程中可能遇到的安全隱患。運(yùn)用無(wú)人機(jī)開(kāi)展線路缺陷查找，采用無(wú)人機(jī)查找線路缺陷，克服天氣及人力存在薄弱的環(huán)節(jié)。運(yùn)用無(wú)人機(jī)開(kāi)展線路故障點(diǎn)巡查，加快故障巡查進(jìn)度，提升取證照片的清晰度。運(yùn)用無(wú)人機(jī)開(kāi)展自主飛行巡檢線路運(yùn)行情況，通過(guò)無(wú)人機(jī)飛行路線的提前規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的自主飛行，并在飛行過(guò)程中對(duì)于線路關(guān)鍵信息點(diǎn)進(jìn)行記錄，判斷線路實(shí)際運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)高效率巡檢架空輸電線路。

2.2無(wú)人機(jī)查找銷釘級(jí)缺陷

運(yùn)用無(wú)人機(jī)查找輸電線路桿塔上的銷釘級(jí)缺陷，意味著無(wú)人機(jī)在輸電線路巡檢工作上的運(yùn)用再上新臺(tái)階，為智能化巡查微小缺陷提供了一種更加安全高效的途徑。查找微小缺陷，需要將無(wú)人機(jī)距離桿塔及導(dǎo)地線的距離拉近，這就提出了多個(gè)方面的要求，對(duì)于無(wú)人機(jī)操作手的要求提高了，要求無(wú)人機(jī)操作手的熟練程度高，同時(shí)要求操作手把控好距離的“度”，這樣一來(lái)，飛機(jī)既可以飛得更近，又可以避免故障的發(fā)生;同時(shí)對(duì)于無(wú)人機(jī)的性能要求也更高了：（1）無(wú)人機(jī)的自主懸停功能要求更高;（2）無(wú)人機(jī)機(jī)載攝像頭的像素要求更高;（3）要求機(jī)載變焦攝像頭。在查找輸電線路桿塔金具的銷釘級(jí)缺陷時(shí)，變焦攝像頭相比定焦攝像頭，能更好地做到精準(zhǔn)定位和精準(zhǔn)聚焦。查找銷釘級(jí)缺陷是一門技術(shù)活，在新手操作的過(guò)程中，需要格外謹(jǐn)慎，不應(yīng)急于求成，避免與導(dǎo)地線、桿塔碰撞，造成炸機(jī)事故。

2.3無(wú)人機(jī)在故障巡檢上的運(yùn)用

無(wú)人機(jī)為架空輸電線路的故障巡視提供了新的選擇，（1）桿塔濕滑、積雪覆冰天氣的故障巡查工作。人工登桿塔進(jìn)行故障巡查的安全風(fēng)險(xiǎn)大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，在這種情況下，采用無(wú)人機(jī)配合巡查，能夠克服天氣和架空輸電線路的不利因素，達(dá)到很好的效果。（2）屬于故障放電點(diǎn)位于導(dǎo)線檔距中央，比如吊車等大型施工車輛對(duì)于架空輸電線路造成的故障，或者故障放電點(diǎn)位于其他不容易人工拍照的位置。在這種情況下，運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行近距離查看，拍照取證，將大大縮減巡查的時(shí)間，為判定故障點(diǎn)的位置和具體原因提供有力的圖片保障。（3）山林、河溝蔓延區(qū)域的線路故障巡查工作。受地理環(huán)境的限制，故障巡查的進(jìn)度嚴(yán)重延緩，此時(shí)運(yùn)用無(wú)人機(jī)配合開(kāi)展線路故障查找，也將取得事半功倍的效果。

2.4立足巡視開(kāi)展實(shí)效，合理安排人、機(jī)資源

建立健全符合企業(yè)自身特點(diǎn)的管理制度是一項(xiàng)工作能否順利開(kāi)展的前提和基礎(chǔ)。無(wú)人機(jī)巡檢應(yīng)遵循統(tǒng)籌規(guī)劃、因時(shí)制宜的策略，規(guī)章制度由公司層面統(tǒng)一管理頒布，而無(wú)人機(jī)和人員的配置則由工區(qū)層面統(tǒng)一安排。在普通運(yùn)維班組中應(yīng)配置多名員工，同時(shí)具有輸電線路巡檢和無(wú)人機(jī)巡檢資格。在無(wú)無(wú)人機(jī)巡視任務(wù)時(shí)，攜帶無(wú)人機(jī)執(zhí)行輸電線路的日常巡檢工作，工作過(guò)程中運(yùn)行人員既能發(fā)揮主觀能動(dòng)性發(fā)現(xiàn)認(rèn)為需要由無(wú)人機(jī)巡視的缺陷或隱患，又處于隨時(shí)待命的狀態(tài)，時(shí)刻準(zhǔn)備迎接公司下達(dá)的無(wú)人機(jī)作業(yè)任務(wù)，在最短時(shí)間內(nèi)根據(jù)巡檢任務(wù)進(jìn)行配置，完成巡檢任務(wù)。

結(jié)論

提升輸電線路運(yùn)維管理水平，落實(shí)了國(guó)網(wǎng)公司規(guī)劃要求。文中探討的做法，可深化落實(shí)國(guó)家電網(wǎng)公司全面實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、巡檢效益全面提升的規(guī)劃要求，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，顯著提升巡檢效益。該做法首先縮短了輸電線路的巡檢時(shí)間，在保證巡檢質(zhì)量的前提下將巡檢效率提升，同時(shí)緩解了運(yùn)維人員的運(yùn)行壓力，提升了巡檢手段的先進(jìn)性，提升了巡檢效率。

參考文獻(xiàn)：

參考文獻(xiàn)

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