直升機(jī)巡檢在500 kV及以上輸電線路中的應(yīng)用

劉貞瑤，韓學(xué)春，康宇斌

(江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇南京211102)

直升機(jī)巡檢是近年來(lái)國(guó)家電網(wǎng)公司推行的線路巡檢業(yè)務(wù)新模式，綜合應(yīng)用了紅外、紫外等先進(jìn)、高效的手段，具有故障發(fā)現(xiàn)及時(shí)、工作效率高、人工無(wú)法替代等優(yōu)點(diǎn)。采用直升機(jī)代替人工監(jiān)察性巡視500 kV線路，可減輕線路班組工作量，提高監(jiān)察性巡視質(zhì)量，降低線路運(yùn)檢成本、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和勞動(dòng)強(qiáng)度，提升線路運(yùn)檢管理水平。

1 直升機(jī)巡檢技術(shù)

直升機(jī)巡檢主要采用可見(jiàn)光和紅外技術(shù)，在直升機(jī)底部安裝吊艙，吊艙內(nèi)集成了可見(jiàn)光攝像機(jī)和紅外成像儀，其中可見(jiàn)光攝像機(jī)為200萬(wàn)像素，紅外成像儀分辨率為320×240，其中可見(jiàn)光攝像機(jī)用于記錄整個(gè)直升機(jī)巡檢過(guò)程，該攝像機(jī)分辨率較低，不適用于觀測(cè)線路缺陷。

1.1 直升機(jī)巡檢檢查項(xiàng)目

直升機(jī)巡檢重點(diǎn)對(duì)輸電線路平口以上金具進(jìn)行檢查，主要對(duì)絕緣子、跳線進(jìn)行重點(diǎn)檢查，檢查塔身有無(wú)風(fēng)偏閃絡(luò)放電痕跡、導(dǎo)地線絕緣子金具是否有異常情況、導(dǎo)地線及其連接金具是否掛有異物、線路走廊內(nèi)是否有與導(dǎo)線電氣間隙小的物體導(dǎo)致放電等。

（1）紅外成像技術(shù)檢查。利用紅外熱像儀對(duì)線路上的導(dǎo)線接續(xù)管、耐張管、跳線線夾、導(dǎo)地線線夾、金具、絕緣子等進(jìn)行拍攝，分析數(shù)據(jù)，判斷其是否正常，同時(shí)進(jìn)行全程紅外跟蹤錄像。

（2）可見(jiàn)光技術(shù)檢查。在航巡中運(yùn)用望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)、機(jī)載可見(jiàn)光鏡頭跟蹤記錄導(dǎo)地線、桿塔、金具、絕緣子等部件的運(yùn)行狀態(tài)、線路走廊內(nèi)的樹(shù)木生長(zhǎng)、地理環(huán)境、交叉跨越等情況，同時(shí)進(jìn)行全程跟蹤錄像。

1.2 直升機(jī)巡檢作業(yè)方式

直升機(jī)巡檢作業(yè)時(shí)，由1名飛行員駕駛直升機(jī)，另外2名航檢員分別操作紅外檢測(cè)設(shè)備（機(jī)載吊艙等）和可見(jiàn)光檢測(cè)設(shè)備（防抖望遠(yuǎn)鏡等）。一人利用防抖望遠(yuǎn)鏡觀察，一旦發(fā)現(xiàn)線路可見(jiàn)光缺陷，將利用手持的防抖佳能單反相機(jī)（1200萬(wàn)像素）拍照記錄；另一人負(fù)責(zé)操控直升機(jī)吊艙巡檢后臺(tái)軟件，后臺(tái)軟件可同時(shí)顯示可見(jiàn)光和紅外2路信號(hào)，硬盤(pán)錄像機(jī)同步記錄巡檢過(guò)程紅外、可見(jiàn)光視頻，紅外成像儀可對(duì)線路發(fā)熱缺陷自動(dòng)檢測(cè)和跟蹤，便于巡檢人員巡查線路發(fā)熱缺陷。

2 江蘇直升機(jī)巡檢應(yīng)用情況

國(guó)網(wǎng)通航公司2013年對(duì)江蘇公司500 kV及以上輸電線路設(shè)備進(jìn)行了巡檢。全年累計(jì)巡視總長(zhǎng)度7 729.37 km，累計(jì)起降302架次，巡視鐵塔19 381基。

2.1 總體缺陷情況及分析

江蘇電網(wǎng)2013年直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)缺陷總體情況見(jiàn)表1，巡檢線路長(zhǎng)度7 729.37 km，發(fā)現(xiàn)缺陷1982處，其中嚴(yán)重缺陷105處，未發(fā)現(xiàn)危急缺陷。江蘇電網(wǎng)2013年直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)缺陷分類(lèi)統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表1，直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)的缺陷大體可以分為7類(lèi)。其中發(fā)現(xiàn)頻次最高的缺陷類(lèi)型為金具類(lèi) （防振錘滑移和螺栓缺失銷(xiāo)子），占缺陷總量的86.15%；發(fā)現(xiàn)頻次次高的缺陷類(lèi)型為導(dǎo)地線類(lèi)（導(dǎo)地線斷股、引流線脫落）和絕緣子溫度異常，占缺陷總量的4.20%和3.68%；其他缺陷為異物、絕緣子自爆、附屬設(shè)施等，分別占缺陷總量的2.96%、2.44%及0.57%。

表1 江蘇電網(wǎng)2013年直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)缺陷分類(lèi)統(tǒng)計(jì)

從缺陷原因來(lái)看：最主要是安裝質(zhì)量問(wèn)題，且驗(yàn)收未能發(fā)現(xiàn)，如開(kāi)口銷(xiāo)和鎖緊銷(xiāo)缺損、螺母缺失或滑出、引流跳線小握手損壞、導(dǎo)地線金具發(fā)熱、安裝使用錯(cuò)誤等；其次跟設(shè)備質(zhì)量有關(guān)，如防振錘滑移、地線絕緣子放電間隙松動(dòng)等；再次跟運(yùn)行外部環(huán)境和設(shè)備正常老化有關(guān)，如異物粘連、導(dǎo)地線損傷、均壓環(huán)損壞、玻璃絕緣子自爆、低值瓷絕緣子、復(fù)合絕緣子芯棒發(fā)熱等；最后與運(yùn)行維護(hù)不及時(shí)有關(guān)，如接地引線斷股或者斷開(kāi)。

2.2 典型缺陷

直升機(jī)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)以下幾種對(duì)輸電線路安全運(yùn)行較大且人工巡視難以發(fā)現(xiàn)的典型缺陷。

（1）缺螺母缺銷(xiāo)子典型缺陷。直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)了較多的連接螺栓缺螺母、缺銷(xiāo)子或銷(xiāo)子使用錯(cuò)誤的缺陷。這些缺陷都位于塔頭部位，大多由基建階段未正確安裝時(shí)留下，距離地面較高，位置都很隱蔽。受視線的影響，地面人工巡視難以發(fā)現(xiàn)，但若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以消除，遇到惡劣天氣時(shí)有可能導(dǎo)致螺栓脫落發(fā)生掉線事故。

（2）絕緣子發(fā)熱缺陷典型缺陷。直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)了多起復(fù)合絕緣子芯棒發(fā)熱和低值絕緣子鐵帽發(fā)熱的缺陷。對(duì)更換下的缺陷絕緣子進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：復(fù)合絕緣子機(jī)械強(qiáng)度明顯下降，芯棒內(nèi)部已受潮；瓷絕緣子絕緣電阻明顯下降，屬于低值裂化絕緣子。這些缺陷主要由于絕緣子長(zhǎng)期在高電場(chǎng)和機(jī)械力作用下老化形成，目前人工地面使用紅外檢測(cè)成像儀大面積檢測(cè)絕緣子缺陷還比較難以實(shí)現(xiàn)，且費(fèi)用較高。

3 直升機(jī)巡檢應(yīng)用效果分析

3.1 直升機(jī)巡檢效果分析

從2013年直升機(jī)巡檢情況來(lái)看，直升機(jī)通過(guò)機(jī)載設(shè)備對(duì)輸電線路近距離實(shí)施全面檢測(cè)和拍攝，可以準(zhǔn)確、高效的發(fā)現(xiàn)線路缺陷和隱患，能全方位了解線路設(shè)備的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)許多地面目測(cè)難以發(fā)現(xiàn)的缺陷（人工巡檢只能發(fā)現(xiàn)30%左右的缺陷），如開(kāi)口銷(xiāo)缺損、螺母缺損或滑出、鎖緊銷(xiāo)缺損、導(dǎo)地線損傷、接地引下線斷股或斷開(kāi)、引流跳線小握手損壞等細(xì)微缺陷，以及復(fù)合絕緣子發(fā)熱、低值瓷質(zhì)絕緣子發(fā)熱等近距離紅外檢測(cè)缺陷，有效彌補(bǔ)了人工地面巡視的不足之處。

女警官道：“舉報(bào)者說(shuō)，被綁架的，還有兩個(gè)人。一個(gè)是盜墓者，我們很難找到了；另一位是省城的，叫什么名字，他講不出來(lái)。”

特別是螺母和開(kāi)口銷(xiāo)同時(shí)缺失、絕緣子鎖緊銷(xiāo)缺失或失效、復(fù)合絕緣子芯棒發(fā)熱、導(dǎo)地線斷股、接地引線斷開(kāi)或磨損等缺陷，對(duì)線路的安全運(yùn)行影響較大。此外，直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)桿塔周?chē)`章取土1處，及時(shí)通知運(yùn)維單位到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行制止，確保了線路安全運(yùn)行。

3.2 直升機(jī)巡檢效益分析

直升機(jī)巡檢內(nèi)容基本上與登塔檢查和紅外測(cè)溫一致，可以將兩者進(jìn)行對(duì)比分析。

（1）效率對(duì)比。一架直升機(jī)每天可以飛行2～3個(gè)架次，每架次可以巡視約40～50 km，每天可巡視約100 km，一個(gè)機(jī)組包括1名飛行機(jī)長(zhǎng)、2名機(jī)務(wù)、1名航管、4名航檢員以及司機(jī)等共10人，平均每人可完成10 km線路的巡檢任務(wù)。而人工登塔檢查和紅外測(cè)溫，平原地區(qū)每人每天最多可完成4基塔的巡檢任務(wù)，約1.6 km。

（2）費(fèi)用對(duì)比。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)財(cái)〔2012〕1263號(hào)關(guān)于國(guó)網(wǎng)通用航空有限公司直升機(jī)巡檢價(jià)格的通知規(guī)定，平原地區(qū)500 kV線路直升機(jī)巡檢價(jià)格為4200元/km，無(wú)額外的管理費(fèi)用。根據(jù)文獻(xiàn)[1]，500 kV線路直線塔登塔檢查定額為868元/基、耐張桿登桿塔檢查定額為1154元/基、紅外測(cè)溫定額為250元/處（三相）接頭（直線、耐張），平均1 km線路約0.4基耐張塔、2.1基直線塔、1處接頭，500 kV線路登塔檢查和紅外測(cè)溫定額為2534元/km，加上各種管理費(fèi)（約為定額的60%）達(dá)到4054元/km。

從以上對(duì)比分析可知，直升機(jī)巡檢費(fèi)用與人工巡檢基本相當(dāng)，但直升機(jī)巡檢效率是人工巡檢的6倍。

3.3 直升機(jī)巡檢局限性

直升機(jī)巡檢也具有一定的局限性，主要有以下兩方面：一是準(zhǔn)備和報(bào)批階段的時(shí)間較長(zhǎng)，一般直升機(jī)巡檢工作需提前1個(gè)月報(bào)批，緊急任務(wù)也需提前1周報(bào)批。二是從安全的角度考慮，在部分線路走廊比較密集的地段、線路下方有大棚情況、無(wú)線電干擾強(qiáng)烈地段或城郊220 kV線路的應(yīng)用上受到限制。

4 直升機(jī)巡檢應(yīng)用展望

從2013年上半年實(shí)際實(shí)施情況來(lái)看，直升機(jī)巡檢技術(shù)在500 kV及以上輸電線路巡檢上已取得理想的效果，保障了500 kV及以上輸電線路的安全運(yùn)行，可在所有500 kV及以上輸電線路推廣應(yīng)用。為進(jìn)一步鞏固直升機(jī)巡檢的成果應(yīng)用，還應(yīng)開(kāi)展以下工作：

（1）對(duì)高發(fā)、頻發(fā)的缺陷開(kāi)展專(zhuān)題分析。根據(jù)直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)缺陷的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，金具類(lèi)缺陷 （防振錘滑移、開(kāi)口銷(xiāo)缺損）占缺陷總量的84%。說(shuō)明此類(lèi)缺陷在人工巡視中難以發(fā)現(xiàn)，尤其是特高壓輸電線路，桿塔平均高度較500 kV更高，人工巡視時(shí)此類(lèi)型的缺陷更加難發(fā)現(xiàn)。由此推論，在未實(shí)施直升機(jī)巡檢的線路中此類(lèi)缺陷可能大量存在。

（2）積及時(shí)與基建、施工單位溝通。將直升機(jī)巡檢缺陷分析總結(jié)提交基建部門(mén)，加強(qiáng)施工人員工作責(zé)任心，避免頻發(fā)缺陷的重復(fù)發(fā)生。

（3）加強(qiáng)關(guān)鍵部位驗(yàn)收檢查。在今后線路驗(yàn)收中，加強(qiáng)線路驗(yàn)收關(guān)鍵部位的檢查，做好線路關(guān)鍵項(xiàng)目的重點(diǎn)驗(yàn)收，切實(shí)提高工程驗(yàn)收質(zhì)量。

（4）加強(qiáng)檢修人員培訓(xùn)力度。針對(duì)直升機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，如缺螺母和銷(xiāo)子、缺鎖緊銷(xiāo)、掛板安裝錯(cuò)誤、接地引線連接不可靠、引流跳線小握手損壞等，加強(qiáng)對(duì)線路檢修人員的培訓(xùn)工作，提高線路檢修質(zhì)量，提升線路安全運(yùn)行水平。

5 結(jié)束語(yǔ)

與人工巡檢相比，直升機(jī)巡檢在500 kV及以上輸電線路應(yīng)用中具有巡檢效果好、巡檢效率高等優(yōu)點(diǎn)。采用直升機(jī)巡檢來(lái)代替500 kV及以上輸電線路人工監(jiān)察性巡視，對(duì)于減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高監(jiān)察性巡視質(zhì)量、降低線路運(yùn)檢成本、提升線路安全運(yùn)行水平等方面都有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

[1]國(guó)家電網(wǎng)公司.國(guó)家電網(wǎng)公司電網(wǎng)設(shè)備檢修項(xiàng)目成本定額（試行）[M].北京：國(guó)家電網(wǎng)公司，2010：23-24.