無人機(jī)在供電線路故障檢測中的應(yīng)用

國網(wǎng)四川省電力公司甘孜供電公司 胥騰飛 楊 志 李 翔 何瑋煒

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無論是在生活中還是在工作中人們都對電力系統(tǒng)有了更高的要求，電力行業(yè)隨之也得到了飛速發(fā)展。在進(jìn)行電網(wǎng)的發(fā)展時，不僅需要考慮到供電的質(zhì)量也需要考慮到供電的安全性。傳統(tǒng)的管理手段無法滿足人們對電力系統(tǒng)現(xiàn)階段的需求，電力系統(tǒng)未來的發(fā)展將會是配電自動化以及智能電網(wǎng)的時代。供電網(wǎng)的故障檢測在電力系統(tǒng)中占有重要作用，電力企業(yè)在對供電線路故障的檢測和解決措施方面進(jìn)行了深入的研究，力求為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供可靠的保障。

1 供電線路故障因素分析

1.1 人為因素

造成供電線路故障的人為因素可以分為三類：一種是交通事故，即車輛的外力撞擊拉扯電線導(dǎo)致了電線的斷裂；另一種是建設(shè)施工對供電線路的范圍掌握不完善，盲目施工造成了供電線路的大面積損壞，導(dǎo)致電網(wǎng)無法正常運(yùn)行；最后一種是不法分子偷盜電線，對供電線路和電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的損害。

1.2 設(shè)備因素

設(shè)備因素引起的故障可以分為三種：速斷，指的是供電線路出現(xiàn)三相或者兩相的短路情況，通常配電設(shè)備的故障出現(xiàn)較多；過流，指的是因為用電側(cè)的負(fù)荷增加進(jìn)而導(dǎo)致負(fù)荷電流超過了保護(hù)裝置的設(shè)定安全范圍，進(jìn)而導(dǎo)致了保護(hù)裝置出現(xiàn)故障，這種故障通常范圍較小，原因清晰可見；接地：這種情況在供電側(cè)和用電側(cè)都有可能發(fā)生。根據(jù)故障點的類型能夠分為單項和多項，這類故障也是供電系統(tǒng)中最常見的情況，查找難度較大。

1.3 自然因素

自然因素往往是破壞供電線路的主要因素之一，如雷擊、暴風(fēng)、雨雪天都會引起供電線路的故障。雷電蘊(yùn)含著巨大的能量，一旦擊中能夠?qū)╇娋W(wǎng)造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞；暴風(fēng)對市區(qū)外的供電網(wǎng)損害尤其嚴(yán)重，甚至還會出現(xiàn)電塔倒塌等事故；暴雨引發(fā)的泥石流、暴雪引發(fā)的持續(xù)低溫和電線凍冰都會對電網(wǎng)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的破壞。

2 無人機(jī)在供電線路故障檢測中的應(yīng)用

2.1 飛行控制系統(tǒng)的應(yīng)用

使用無人機(jī)對供電線路進(jìn)行故障檢測，需要工作人員利用飛行控制系統(tǒng)來對無人機(jī)的具體飛行速度、高度和航線進(jìn)行設(shè)定和控制，讓無人機(jī)能夠在實際飛行的階段能夠隨時調(diào)整飛行任務(wù)；通過自動控制系統(tǒng)讓無人機(jī)能夠自主地完成區(qū)域巡視，并對視頻和影像進(jìn)行記錄。飛行控制系統(tǒng)包含了通信模塊、衛(wèi)星導(dǎo)航、電源模塊、地面站軟件以及飛行控制模塊等，為無人機(jī)的自動檢測提供了有力的支持。

2.2 數(shù)據(jù)收集與處理

在進(jìn)行供電線路檢測的巡視過程中，無人機(jī)要對規(guī)定內(nèi)區(qū)域收集視頻、影像等數(shù)據(jù)。通過相機(jī)來對高分辨率影像進(jìn)行獲取，即使在光線不足的條件下也可以采用光學(xué)影像的形式，在較長距離情況下完成檢測。通過對視頻和影像的處理和加工，能夠有效探測到供電線路周圍的安全隱患，進(jìn)一步保障線路運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時近幾年無人機(jī)的飛行速度控制精準(zhǔn)度正在逐年提升，在保障飛行的情況下，能夠?qū)⒂跋竦闹丿B率提升到42%以上。

2.3 加大巡視的精細(xì)度

通過無人機(jī)能夠加大對供電線路的精細(xì)化巡視范圍，可以囊括桿塔、導(dǎo)線、接地、金具和其他附屬設(shè)備設(shè)施結(jié)構(gòu)等。加強(qiáng)無人機(jī)的定位系統(tǒng)能夠做到對無人機(jī)進(jìn)行人工控制和自動控制相結(jié)合的操控方式，隨時對云臺角度進(jìn)行調(diào)整，更高效率地進(jìn)行巡視檢測。

3 供電線路故障檢修措施

3.1 供電線路狀態(tài)檢修

對供電線路狀態(tài)進(jìn)行檢修主要體現(xiàn)在完善監(jiān)測系統(tǒng)方面，收集更多的供電線路狀態(tài)信息，對線路進(jìn)行診斷，根據(jù)不同的評估結(jié)果來采取有針對性的檢修措施。

3.2 檢修管理

對供電線路的檢修中首先要對控制程序進(jìn)行檢修，通過對子程序的綜合管理來收集信息，最終形成事故檢修、改進(jìn)檢修、計劃檢修和狀態(tài)檢修四個檢修狀態(tài)。

對供電線路進(jìn)行定期的評估和檢修，按照年計劃進(jìn)行檢修，評估線路在檢修前和檢修后的參數(shù)變化，根據(jù)評估結(jié)果數(shù)據(jù)總結(jié)經(jīng)驗，為新的檢修方案提供有效參考，同時檢修部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)檢修質(zhì)量的具體標(biāo)準(zhǔn)定期展開線路的日常檢修活動，接受有關(guān)部門的隨時監(jiān)督，保障檢修工作能夠有效地落實；最終對線路的檢修結(jié)果進(jìn)行分析和研究，進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，對線路的狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，定期對線路進(jìn)行巡檢。

通過綜合的分析將分析結(jié)果與季度、年度檢修數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，對檢修數(shù)據(jù)庫進(jìn)行整理。為線路檢修提供較為有效的建議并制定線路養(yǎng)護(hù)的具體計劃方案，估算檢修成本。線路的評估可以具體分為經(jīng)濟(jì)方面、效益方面、安全可靠方面等。對線路進(jìn)行不同等級的劃分，不同的等級采取不同的檢修措施。科學(xué)合理地檢修線路能夠有效提高檢修的質(zhì)量，提高檢修的工作效率，減少人力物力的成本投資。

4 供電線路故障的防范措施

4.1 人為因素防范

加強(qiáng)人為因素的防范措施可以通過在交通事故易發(fā)地段進(jìn)行反光漆的涂抹，或者增加反光功能的警示板，避免司機(jī)夜間開車視野不佳而造成不必要的車禍。這樣的措施既能夠提升司機(jī)的注意力也能夠降低交通事故的頻率。

對人民群眾加大電力安全的相關(guān)知識教育。提升群眾對電力線路的保護(hù)意識，避免出現(xiàn)偷盜情況；加強(qiáng)與城市建設(shè)部門的聯(lián)系，在進(jìn)行城市建設(shè)中提供供電線路的警示圖，避免粗暴施工造成電網(wǎng)損壞；工作人員應(yīng)當(dāng)接受嚴(yán)格的培訓(xùn)，并且提升自身的業(yè)務(wù)知識和安全防范意識，將責(zé)任落實到個人頭上，做到責(zé)任到崗，責(zé)任到個人。

4.2 設(shè)備因素防范

設(shè)備方面的防范措施可以采用分段法來選線，如變電所發(fā)生跳閘情況，可以通過線路分支開關(guān)進(jìn)行關(guān)閉，能夠有效縮小接地故障的具體范圍。針對查找困難或者地理情況較差的供電線路，無法人力進(jìn)行直接觀察，可采用接地故障測試儀來對接地故障點進(jìn)行有效查找。

4.3 自然因素防范

采用耐雷性高的絕緣材料，尤其是加大絕緣子的耐雷程度，使用懸式絕緣子能夠降低雷擊對供電線路的破壞率。我國大部分供電網(wǎng)處于人煙稀少的山區(qū)，也是自然災(zāi)害高危的地區(qū)，需要電力部門加大與氣象部門的合作，對自然災(zāi)害提前預(yù)估，提前做好防范準(zhǔn)備，將損害降到最低。

結(jié)束語：電力企業(yè)對供電線路采取有效的檢修和管理能夠明顯降低線路的設(shè)備問題，利用人工智能和無人機(jī)技術(shù)對供電線路進(jìn)行精細(xì)化檢測能夠加強(qiáng)對診斷理論的進(jìn)一步掌握，提升電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行指數(shù)。在進(jìn)行供電線路故障檢修的過程中，務(wù)必要做到嚴(yán)格按照規(guī)范來實施，避免不必要的事故發(fā)生。供電線路故障檢修在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中起到了重要的作用，也是需要電力企業(yè)進(jìn)行不斷研究和完善的重要部分，具有非常重要的意義，電力企業(yè)也應(yīng)當(dāng)加大對供電線路故障檢修和維護(hù)的人才培養(yǎng)，提升自身企業(yè)的核心競爭力。