提升輸電線路無人機作業(yè)效率及安全的措施

繩亞棟

摘要：輸電線路穿越復雜、偏遠的地區(qū)，在長期運行過程中極易遭受自然災害和人為破壞，進而引發(fā)嚴重的電力事故，影響電網(wǎng)安全與穩(wěn)定運行。隨著無人機巡檢技術(shù)的逐漸成熟，其在電力系統(tǒng)、地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測等各個領(lǐng)域得到了廣泛應用。本文主要針對輸電線路無人機作業(yè)效率及安全的措施進行簡要分析。

關(guān)鍵詞：輸電線路;無人機;作業(yè)效率;安全;措施

1當前輸電線路巡視現(xiàn)狀

1.1愈發(fā)復雜的巡視環(huán)境

我國的電力事業(yè)正在可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展之中，已經(jīng)覆蓋了我國大部分的地區(qū)，但是很多輸電線路交叉分布在野外，這些地方氣候不穩(wěn)定且比較惡劣，地理環(huán)境也復雜多變。例如，我國西北地區(qū)多為山地和丘陵，人煙稀少，很多的輸電線路都架設在山地和丘陵的頂部，大多數(shù)的桿塔還被建設在了無人區(qū)，這樣不僅會增加巡線工作人員的查找和檢查難度，還要面臨復雜的環(huán)境和惡劣的氣候。

1.2較多的巡線內(nèi)容

在實際輸電線路巡線工作的時候，巡線工作人員的工作內(nèi)容比較多，涉及的巡線范圍也比較廣，在很大程度上增加了巡線工作人員的工作量，而且巡線工作對工作人員的要求比較高，需要其具備較高的綜合能力。巡線工作的主要內(nèi)容有查看線路的受損情況、回填土的下沉幅度、桿塔基礎(chǔ)情況以及保護裝置的老化程度等等;檢查附屬設備工作的主要內(nèi)容有每一個防護裝置的運行情況、緊固件的腐蝕情況、警示標志是否安在或者有無殘缺、檢測設備的運行情況等等;巡查架空線路工作的主要內(nèi)容有地表實際的活動情況、架空線路和樹木，以及建筑的距離情況、架空線路周邊的地面沉降情況以及施工環(huán)境等等。

1.3人工查找故障點存在的難度

首先，大多數(shù)的輸電線路分布在野外，每個架線桿的距離非常遠，那么在這種情況下，就需要巡線的工作人員根據(jù)輸電線路的走向進行故障點的查找，這種方式的工作效率非常低，無法有效保證巡線工作人員的生命安全。其次，在以前巡線工作人員查找輸電線路故障點的時候，通常情況是依托于望遠鏡、經(jīng)緯儀，甚至是依靠肉眼來查找故障點及其故障范圍，只有當輸電線路有明顯的故障點時，這種方式的查找效果還是很好的，但是一旦出現(xiàn)視距太遠或者故障點并不明顯、比較模糊的情況，這種方式就很難發(fā)現(xiàn)和找到故障點，降低了巡線工作人員查找的精準性，增加了及時查找和解決故障的難度。

2無人機智能巡檢技術(shù)要點

2.1自主巡檢技術(shù)

在提升巡檢效率以及加強質(zhì)量方面，與無人機自主巡檢技術(shù)能夠在無人前提下，完成自動飛行、自動指向、精準射擊等目標，在合理減少人工的同時，有效地節(jié)約了成本。

（1）示范路線學習。在巡檢時，無人機能夠精準地記錄清楚操作的航點位置信息以及對應姿態(tài)，并將這些內(nèi)容存儲在自帶的任務列表中。不僅如此，若下次需執(zhí)行相似任務時，無人機可自動根據(jù)已有信息來自動完成巡檢任務。

（2）建模定位技術(shù)。該技術(shù)以RTK技術(shù)（載波相位差分技術(shù)）為基礎(chǔ)，即通過“三維點云軌跡”來進行規(guī)劃，從而完成自主巡檢。另外，在點采集時候，一般會利用激光雷達掃描或傾斜攝影技術(shù)。其中，具備精度高、全天候、速度快等優(yōu)勢的激光雷達掃描技術(shù)，能夠幫助無人機獲得高精度激光點云，并依據(jù)此來構(gòu)建出三維地圖模型，從而提取出關(guān)鍵特征的空間參數(shù)。

2.2影像智能識別技術(shù)

使用無人機巡察時，往往都會使用在設施密集、以尺度立體結(jié)構(gòu)為主的線路中，該部分區(qū)域普遍存在設施相互遮擋、背景干擾強、缺陷難以區(qū)分等巡察難點。這意味著，無人機的人工智能系統(tǒng)需要進行的處理算法會具備深度神經(jīng)網(wǎng)絡架構(gòu)更復雜、技術(shù)路線分支更多等難題。鑒于該部分工序缺陷識別和標注難度較大，所以技術(shù)人員在改進相應技術(shù)前，必須要為無人機積累大量樣本積累訓練和驗證數(shù)據(jù)。其主要內(nèi)容為檢測圖像。

3無人機巡檢保障作業(yè)安全的措施

3.1提高遠距離無人機的通信能力

當前，無線通信技術(shù)仍有一定限制性，即無人機巡線作業(yè)都要操作人員在現(xiàn)場配合共同操作且所巡檢范圍無法超出所設置的最大遙控距離，否則飛行數(shù)據(jù)、控制鏈路將受到影響。另外，盡管現(xiàn)階段市面上流通的分新型無人機可以接入4G、5G移動通信和無線網(wǎng)絡模塊，然而因為其所巡檢路線通常都沒有移動信號，所以這一技術(shù)依舊受到較大限制。

3.2提高無人機的避障能力

在無人機巡檢過程中，一般都需要經(jīng)過障礙物（如建筑物、樹等）。而由于無人機在導航和定位時都是依靠衛(wèi)星來判斷的，這導致若衛(wèi)星發(fā)生偏差，則無人機就會在執(zhí)行任務過程中與預定航線出現(xiàn)偏離情況，從而造成無人機碰撞輸電線或其他障礙物的現(xiàn)象。針對上述問題，目前很多無人機通過視覺定位、紅外傳感器、雷達等傳感器實現(xiàn)較大物體臂障，在作業(yè)選擇機型時優(yōu)先使用有避障的無人機，遇到緊急情況時一定程度可避免因失控導致撞塔、撞絕緣子等較大部件。

3.3提高無人機的操控能力

由于巡檢輸電線路一般較長，部分線路或路段穿越山區(qū)、叢林或無人區(qū)。因此，在一些極端情況下可能受微氣象影響，此時能否保證無人機平穩(wěn)飛行、無振動抖動、能否有效捕捉線路故障點非常重要，這就需要無人機操作人員具備較高的飛行控制能力。常用的能力培訓方式包括繞8飛行、原地360自旋飛行、第一視角飛行等訓練。

3.4合理的航線規(guī)劃

無論是手控飛行還是自動飛行都應合理規(guī)劃飛行航線，避免因飛行不合理導致撞線。規(guī)劃航線時，飛行高度應高于最高塔的高度，飛行方向應面對下一個目標塔位，沿著導地線斜上方前進，并與相應的線路保持絕對遠的距離。當線路走廊密集時，無人機下降開展精細化作業(yè)，應盡量貼近巡視的設備飛行，同時保持相對合理的安全距離，此操作可避免無人機后退而撞上鄰側(cè)線路。無人機失控返航高度設置應高于最高物體或者桿塔的高度，避免失控返航撞塔。

4結(jié)束語

綜上所述，在巡視輸電線路的過程中，使用無人機可以取得最佳的效果，將工作人員的工作失誤降到最低，顯著提升巡視人員的工作質(zhì)量和工作效率，發(fā)現(xiàn)輸電線路的潛在隱患，使輸電線路的安全滿足運行標準。隨著應用的廣泛化，機巡的作業(yè)效率及安全變得尤為重要。

參考文獻

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