摘要：隨著我國(guó)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性要求不斷提高，傳統(tǒng)的人工巡檢方式存在勞動(dòng)強(qiáng)度高、效率低、巡視視角受限等問題，為了滿足電網(wǎng)運(yùn)維工作的需要，急需探索新的電網(wǎng)運(yùn)維形式。無人機(jī)具有響應(yīng)速度快、自動(dòng)化程度高、應(yīng)用范圍廣、經(jīng)濟(jì)性好、巡視質(zhì)量高等特點(diǎn)，無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展為電力巡檢提供了新平臺(tái)，開創(chuàng)了電力巡檢新模式，促進(jìn)了輸電運(yùn)維工作的發(fā)展與進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：人工巡檢;無人機(jī);電力巡檢

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性要求越來越高。我國(guó)幅員遼闊，山地、丘陵地區(qū)較多，氣象條件也比較復(fù)雜，傳統(tǒng)輸電線路的維護(hù)主要以人工巡視為主，輸電運(yùn)維工作效率與質(zhì)量都較低。隨著科技的發(fā)展，無人機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用對(duì)許多重要領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。無人機(jī)具備靈活性高、反應(yīng)速度快、成本低以及實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)，將無人機(jī)應(yīng)用于輸電線路運(yùn)維工作中，可以有效提高線路運(yùn)維工作的效率與質(zhì)量，合理使用無人機(jī)，將為電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供充分的保障[1]。

1 傳統(tǒng)人工巡檢的不足

隨著高壓輸電線路運(yùn)行管理模式的改變及其電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，常規(guī)人工電力巡線面臨巨大挑戰(zhàn)：勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作條件艱苦，勞動(dòng)效率低;當(dāng)電網(wǎng)遇到緊急故障，輸電運(yùn)維人員不能及時(shí)到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，無法把握故障嚴(yán)重程度，不利于故障搶修處理;人工巡視質(zhì)量隨著輸電運(yùn)維人員經(jīng)驗(yàn)而提高，由于輸電運(yùn)維作業(yè)條件相對(duì)艱苦，人員流動(dòng)性大，輸電運(yùn)維專業(yè)不易留住高素質(zhì)人才。傳統(tǒng)的人工電力巡視已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展的需求，電網(wǎng)維護(hù)需要更先進(jìn)、科學(xué)、高效的運(yùn)維新形式。

2 無人機(jī)巡檢優(yōu)勢(shì)

無人機(jī)巡檢優(yōu)勢(shì)包括：便于攜帶、容易操控、反應(yīng)快、載荷種類豐富、任務(wù)用途廣泛、起降條件要求低且能夠自主飛行等。相對(duì)于有人直升機(jī)而言，對(duì)無人機(jī)駕駛?cè)藛T技術(shù)水平要求低，巡視成本低、安全性高。

無人機(jī)電力巡檢行業(yè)優(yōu)勢(shì)：

第一： 無人機(jī)巡檢的應(yīng)用能夠提高電力運(yùn)維工作的速度和效率，減少停電時(shí)間，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

第二： 無人機(jī)巡檢可以降低輸電運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，相比載人直升機(jī)進(jìn)行輸電線路巡視，作業(yè)人員更安全，成本更低。

第三： 無人機(jī)提高了電力線路巡視質(zhì)量。常規(guī)人工巡視由于視角原因，塔上金具外側(cè)部分的缺陷不容易發(fā)現(xiàn)，無人機(jī)既可以沿線路外側(cè)飛行又可以在內(nèi)測(cè)飛行，因此能夠提高巡視的質(zhì)量。

3 無人機(jī)在電力巡檢中的應(yīng)用情況

1）固定翼無人機(jī)巡檢

固定翼無人機(jī)具有快速響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，適用于自然災(zāi)害預(yù)警巡查飛行和災(zāi)后事故應(yīng)急飛行。通過大范圍快速巡查，第一時(shí)間掌握災(zāi)害狀況，通過航拍測(cè)繪掌握地面受災(zāi)程度，地面監(jiān)控人員將實(shí)時(shí)航拍數(shù)據(jù)反饋給輸電管理部門，以便相關(guān)部門快速準(zhǔn)確的對(duì)輸電線路受損情況進(jìn)行定損評(píng)估，為開展電網(wǎng)搶修工作贏得寶貴時(shí)間。

2）旋翼無人機(jī)可見光巡檢

旋翼無人機(jī)可見光巡檢主要應(yīng)用于輸電線路常規(guī)精益化巡檢中，主要巡檢內(nèi)容包括：桿塔本體（有無鳥窩、 傾斜、塔材是否被盜等）、基礎(chǔ)（有無沉降、塌方、沖刷、外破施工等）、通道環(huán)境（有無違規(guī)建筑和超高植被等）、導(dǎo)地線（有無斷股、散股、異物懸掛等）、金具（是否銹蝕，螺帽缺少、松動(dòng)，螺栓是否缺開口銷，防振錘是否滑移等）、絕緣子（有無閃落跡象、破損、污穢、異物懸掛等）、接地裝置（接地體外露、接地引下線斷開等）、附屬設(shè)置（桿號(hào)牌掛錯(cuò)、警示牌缺少模糊等）等8大類。

利用多旋翼無人機(jī)搭載的可見光設(shè)備采集輸電線路設(shè)備相關(guān)信息，巡檢任務(wù)完成后，地面工作人員對(duì)采集的圖片信息進(jìn)行查看，對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷，根據(jù)檢修計(jì)劃制定相應(yīng)的檢修方案。

3）旋翼無人機(jī)紅外巡檢

旋翼無人機(jī)紅外檢測(cè)是利用無人機(jī)搭載的熱成像設(shè)備采集設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)，通過溫度對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)隱蔽性較強(qiáng)故障點(diǎn)，再結(jié)合可見光巡視數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析，故障檢測(cè)準(zhǔn)確性大大提高。無人機(jī)搭載熱成像設(shè)備夜間巡檢項(xiàng)目包括：導(dǎo)線（有無紅色發(fā)熱點(diǎn)）、線夾（有無接觸點(diǎn)發(fā)熱）、引流線（有無發(fā)熱點(diǎn)）、絕緣子（有無擊穿發(fā)熱）、桿塔（有無擊穿發(fā)熱）、耐張管（有無發(fā)熱）等。

4）無人機(jī)在輸電帶電檢修中的應(yīng)用

無人機(jī)在輸電線路帶電檢修工作中的應(yīng)用主要有：水沖洗無人機(jī)進(jìn)行絕緣子清掃，無人機(jī)絕緣子測(cè)零、噴火無人機(jī)清除桿塔異物等 [2]。無人機(jī)在輸電線路帶電作業(yè)中的應(yīng)用，提高了輸電帶電作業(yè)效率，減輕了帶電檢修人員工作強(qiáng)度，更重要的是可以減少帶電作業(yè)中高墜與觸電兩大風(fēng)險(xiǎn)，保證了檢修人員的安全，對(duì)輸電線路檢修工作具有十分重要的意義。

5）無人機(jī)在線樹距離管控中的應(yīng)用

輸電運(yùn)維中一項(xiàng)重要工作為線樹（線竹）距離的管控，線路距離控制不好，很容易引起線路放電、跳閘，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。傳統(tǒng)線樹距離一般靠輸電運(yùn)維人員的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，由于人的視覺誤差，誤判幾率大。有時(shí)為了把控好線樹距離，造成大面積樹木砍伐，破壞了當(dāng)?shù)丨h(huán)境，與林業(yè)部門、當(dāng)?shù)厝罕娒懿粩唷?/p>

隨著激光雷達(dá)與無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用無人機(jī)搭載激光雷達(dá)設(shè)備對(duì)輸電線路通道進(jìn)行三維掃描建模，可以快速發(fā)現(xiàn)線路走廊下方及周圍是否存在超高樹木[3]。根據(jù)樹木的生長(zhǎng)特點(diǎn)，將樹高信息導(dǎo)入采集數(shù)據(jù)中，可以預(yù)判線樹距離，制定合理的修枝砍伐計(jì)劃。無人機(jī)激光雷達(dá)巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用提高了輸電運(yùn)維工作的效率與精度，大大提升了輸電運(yùn)維工作的可靠性。

4 無人機(jī)在電力巡檢中面臨的挑戰(zhàn)

無人機(jī)在電力巡檢中優(yōu)勢(shì)在于減輕運(yùn)維人員室外工作強(qiáng)度，提高工作效率與運(yùn)維人員安全性，但實(shí)際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)存在一些不足。

a、單次采集數(shù)據(jù)量有限，采集有效性低，在巡檢過程中對(duì)巡檢目標(biāo)需要多次拍攝才能彌補(bǔ)由于任務(wù)載荷對(duì)焦失敗的不足，無法準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)等問題，前端拍攝大量信息多為無效性信息。

b、大批量采集一致性差，不具備重復(fù)對(duì)比的能力，相同故障點(diǎn)數(shù)據(jù)每次采集信息都不具備歸一性，存在重復(fù)拍照或者漏拍問題，無法通過GIS信息進(jìn)行統(tǒng)一處理。

c、數(shù)據(jù)采集受限制，提高數(shù)據(jù)采集的有效性是整個(gè)數(shù)據(jù)采集流程的核心。

5 小結(jié)

將無人機(jī)應(yīng)用到輸電線路巡檢工作中，開辟了輸電線路運(yùn)維新形式，具有十分重要意義。

第一：在巡檢周期內(nèi)提高重點(diǎn)區(qū)段、大負(fù)荷線路巡檢次數(shù)，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行。

第二：快速準(zhǔn)確掌握電力線路故障情況，制定有針對(duì)性的搶修方案，減少停電時(shí)間。

第三：利用無人機(jī)對(duì)線路走廊進(jìn)行三維掃描，準(zhǔn)確把控線樹距離，解決了輸電運(yùn)維工作中的一大難題。

第四：利用無人機(jī)開展帶電運(yùn)檢，減輕了輸電運(yùn)檢人員工作強(qiáng)度同時(shí)提高運(yùn)維工作的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 莫文華. ?研究輸電線路巡檢中無人機(jī)的運(yùn)用及發(fā)展[J]. 通訊世界. 2016，09：77-81.

[2] 萬宏偉. ?電力線路巡檢技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)展[J]. 廣東輸電與變電技術(shù). 2008，04：88-93.

[3] 徐展. ?一種激光雷達(dá)導(dǎo)航的全自主智能無人機(jī)巡線系統(tǒng)[J]. 浙江電力. 2017，06：70-75.

姓名：成廣生（1987.05.06），性別：男，籍貫：福建新羅，民族：漢，學(xué)歷：研究生，職稱：工程師，職務(wù)：高壓線路帶電檢修工，研究方向：輸電線路運(yùn)檢。