架空輸電線路無人機人工聯合巡檢模式初探

何 健,羅昳昀,范 暢,侯 品

（1.國網宜昌供電公司檢修分公司，湖北宜昌,443001；2.中船重工集團公司第七一O研究所，湖北宜昌,443003）

架空輸電線路無人機人工聯合巡檢模式初探

何 健1,羅昳昀1,范 暢1,侯 品2

（1.國網宜昌供電公司檢修分公司，湖北宜昌,443001；2.中船重工集團公司第七一O研究所，湖北宜昌,443003）

本文就架空輸電線路無人機人工聯合巡檢進行了探討性研究，首先介紹了此項研究的背景和意義，然后分析了輸電線路無人機人工聯合巡檢工作存在的困難和問題，接著就無人機人工聯合巡檢工作如何更加深入地開展，提出了對策和建議。最后，提出輸電線路無人機人工聯合巡檢目前還在探索實踐階段，需要通過不斷改進，從而進一步提高輸電線路無人機人工聯合巡檢的工作質效和應用范圍。

架空輸電線路；無人機；人工聯合巡檢

近年來，隨著輸電網絡的逐漸擴大，架空輸電線路巡檢要求越來越高，單純依靠人工巡視輸電線路的方式已無法滿足工作的需要，勢必要促進輸電線路巡檢由勞動密集型向技術密集型轉變。2009年，省電科院在宜昌三峽區域開展輸電線路數字化建模，作為協助配合單位之一，宜昌供電公司通過該科研項目首次接觸到無人駕駛直升機巡檢新模式。無人機人工聯合巡檢作為一種全新的巡檢模式，將有力提升輸電線路巡檢工作質量和工作效率，大幅化解安全風險，開展架空輸電線路無人機人工聯合巡檢工作勢在必行。本文對架空輸電線路無人機人工聯合巡檢相關問題進行了初步分析，目的是找出一套適合“大檢修”體系要求和符合宜昌地域特點的輸電線路無人機人工聯合巡檢模式，使之既能運用高新科技手段來對人工巡視線路工作進行補強，又能提高輸電線路巡檢的質量和效率，不斷提高輸電線路精益化管理水平。

1 研究的背景和意義

在“大檢修”體系下，架空輸電線路無人機人工聯合巡檢工作是生產之需，日益受到上級主管部門和基層單位的重視和廣泛關注。

1.1 “ 大檢修”體系建設對輸電線路巡檢工作提出新要求

按照“大檢修”體系的要求，宜昌電網中的原農網110千伏輸電線路劃轉至市公司檢修分公司集中管理，國網宜昌供電公司檢修公司共接管各縣市公司劃轉的110千伏輸電線路（含新建線路）總長1058.37公里，至此，該公司檢修分公司負責維護的35～220千伏架空輸電線路共227條，長度3292.97公里。同時，負責宜昌區域過境500千伏輸電線路通道運維任務，線路總長3251.525公里。人均維護線路長度大幅增加，安全生產壓力也隨之陡增。

1.2 輸電線路巡檢工作面臨新的考驗

1.2.1 防外破形勢日益嚴峻

隨著城市骨架的擴展，工程建設項目逐年增多，輸電線路所經地域的自然環境和社會環境日益復雜，防外破工作任務艱巨。移動吊車、挖掘機等特種車輛在輸電線路走廊附近作業增多；線路通道內吊裝、建筑、開挖取土、懸掛漂浮物、城鄉結合部舊房翻新等施工作業增多，線路通道內祭祀、燒荒、垂釣、放風箏、燃放煙花和孔明燈等活動頻繁。這些都嚴重威脅著輸電線路的安全穩定運行。

1.2.2 單純依靠輸電線路人工巡視存在三點不足

（1）單純依靠人工巡視，運維人員需要逐基登桿，勞動強度較大，安全風險較高。

（2）對于地理環境較為復雜的區域，單純依靠人工巡視，不能快速而有效地查找并處理缺陷。

（3）若遇到大風、雷雨、冰雹、持續高溫等惡劣天氣，運維人員不便到達工作現場時，必須采用其他的巡視方式，來對人工巡視方式加以補充。

1.3 提升輸電線路巡檢質效必須提升其科技含量

1.3.1 無人機運用到輸電線路巡檢上的優勢

無人機通過自身攜帶的攝像機、照相機將拍攝到的照片和視頻實時傳輸到地面，巡檢人員就可以通過現場觀察，判斷這基塔是否存在故障、故障的嚴重程度以及處缺措施。無人機的使用，在一定程度上，可以代替人力徒步巡線，將極大減輕輸電線路巡線工作的強度和難度，降低輸電線路的運行維護成本，使輸電線路巡檢更加趨于智能化。

與傳統的人工巡檢相比，無人機巡檢具有四大優點。一是工作效率高：通過懸停，短時間內快速獲取影像資料，可以得到清晰的畫面，通過對這些圖像的分析和處理，來判斷線路運行情況，提高了巡視效率。二是受氣候、環境的影響較小：無人機機身輕巧，可以方便地穿越山嶺、溝壑、沼澤。三是巡視質量高：無人機可近距離檢測架空輸電線，巡檢無死角、無盲區，可以準確地發現導線斷股、絕緣子損壞等缺陷。四是安全性能高：無人機巡檢適用于執行特殊時期危險性高的任務，免除人工登塔、走線等作業，降低了事故幾率，減輕了人員傷亡風險。

1.3.2 無人機人工聯合巡檢能夠解決四大棘手難題

（1）解決防外破難題：目前，輸電線路防外破形勢日益嚴峻，線路保護區附近修公路、新建房屋的情況較多，無人機參與取景，可獲得整個外破現場的全景圖，尤其是修建公路，初期通過無人機升空，就能快速查看公路的整體走向，預判是否穿越輸電線路，提前采取預防措施。

（2）解決防山火問題：傳統祭祖時間、少雨干燥多風氣象條件下，山火易發，第一時間發現山火險情在防山火工作中特別重要。利用無人機，科學合理、有的放矢地開展無人機空中巡視，能快速發現火災險情。

（3）協助運維人員查找故障點：線路遭受雷擊后，有時放電通道可能在檔距中央導線和地線之間，由于視角限制，單純靠望遠鏡或者經緯儀逐檔逐距掃描還是無法發現放電通道。利用無人機可以簡單有效的解決這個難題。

（4）協助運維人員治理設備本體及通道環境：導線上存在異物時，通常在帶電作業不具備條件時，只能停電處理。現在，可以借助無人機進行帶電處理，不僅提高供電可靠性，而且可以極大地節約檢修成本。同時，大檔距、跨越深溝等地段，用無人機開展通道巡視，可以解決登桿查看樹障視覺差問題。

2 輸電線路無人機人工聯合巡檢工作存在的主要困難和問題

2.1 無人機能源消耗迅速，目前無人機在實際應用中使用電力能源，一塊儲蓄電池能確保無人機二十分鐘的有效工作時間，在部分情況下，一次工作需要更換幾次電池，公司將針對這一問題開展專項研討會，制定解決方案，為無人機長時間、高效工作提供保障。

2.2 公司開展無人機人工聯合巡檢尚處在探索階段，加之此項工作專業性較強，目前無人機專業操作人才數量較少，面對一些突發情況時，無人機操作人員工作任務繁重，勞動強度較大。公司正在實施“無人機操作班組化”推廣方案，相信通過系統培訓，專業人員缺乏的問題會得到緩解。

3 相關對策和建議

3.1 樹立正確的專業管理目標

3.1.1 強化無人機人工聯合巡檢工作專班管理，構建省、地、縣三級巡檢體系，以GIS智能運檢系統、輸電線路在線監測系統、無人機作業為基礎，不斷深化“三位一體”立體運維模式，下發《無人機人工聯合巡檢實施細則》。

3.1.2 加大“無人機人工聯合巡檢”推廣應用力度，制定各項操作指南，加強無人機操作人員培訓，要求無人機人工聯合巡檢技術地市層面全覆蓋，輸電運檢領域深入應用。

3.1.3 充分考慮技術創新需求，通過實際操作案例合理歸納操作方法，拓寬應用范圍，應用于線路運行、檢修、處缺、電力設施保護等多領域，監測重要線路和易發生外破、山火、覆冰、風偏等重要區段。

3.1.4 全面、完整的無人機人工聯合巡檢管理功能。可對每條線路、每基桿塔設置相對應的操作技術方案，可細化到每基桿塔及每種地形，制定《宜昌供電公司無人機人工聯合巡檢應急工作實施細則》，對地形、環境、危險點提前做出預判，避免現場操作的隨意性。

3.2 建立標準化的無人機人工聯合巡檢工作體系

3.2.1 方案制定階段

1）建立三級組織體系：成立省、地、縣三級“無人機人工聯合巡檢”領導小組和工作小組，制定出臺《“無人機人工聯合巡檢”管理辦法》，設立考核指標，細化考核措施，明確部門分工和工作責任，健全完善聯絡機制。

2）建立“無人機人工聯合巡檢”管理保障機制：由公司運維檢修部負責、專業部門管理人員、系統支撐人員組建無人機班，為無人機班的建設、發展、研究提供專業技術支撐。

3）建立無人機工作體系：健全完善無人機操作范圍、工作條件等項目體系，實現無人機各項運用的系統化、標準化，編寫《無人機人工聯合巡檢實施規程》。

4）建立全員培訓機制：通過統一宣貫、選人送培等形式，對運維檢修人員進行分步培訓，對所有運維檢修班組成員進行無人機操作案例進行推廣。

3.2.2 培訓創建階段

1）培訓人員精英化：抽選部分專業能力過硬、工作經驗豐富、學習能力突出的運行檢修人員參加國網公司無人機操作培訓，以少帶多，以點帶面，精英化學習操作無人機。

2）操作方法的針對性：通過學習、應用無人機，在做到“無人機人工聯合巡檢”的同時，有針對性地細化、量化操作方法。

3）作業方案的專業性：根據工作任務的不同，差異化記錄操作辦法與作業經驗，舉一反三，強化歸納，制定專項任務專項操作方案，保證操作準確性、專業性。

3.2.3 推廣操作階段

1）典型操作制度化：編寫“無人機人工聯合巡檢”作業查詢對比分析操作說明書，保證各部門、單位能正確應用“無人機人工聯合巡檢”作業查詢案例。

2）深度操作規范化：各部門通過“無人機人工聯合”操作案例采集各項操作方法，并結合生產實際，總結更深層次操作方案，組織規范化學習、推廣。

3）創新應用流程化：各部門、各兄弟單位間多組織“無人機人工聯合巡檢”交流、學習專項活動，取長補短，相互借鑒、創新先進操作方法，并規范創新應用模式。

3.2.4 分析改進階段

收集分析公司本部及公司屬各單位在“無人機人工聯合巡檢”應用中碰到的問題和提出的建議，對創新應用上提出的具體需求加以分析。每個季度開展“無人機人工聯合巡檢”應用總結評價工作。

3.3 建立無人機人工聯合巡檢指標體系及目標值

3.3.1 完善無人機人工聯合巡檢日常工作安排，構建完整工作體系，按照《“無人機人工聯合巡檢”管理實施細則》，組織撰寫《“無人機人工聯合巡檢”管理辦法》，制定詳細工作方案和工作流程，引入發現隱患準確率、無人機人工聯合巡檢缺陷消除率。

3.3.2 重視無人機人工聯合巡檢的具體推廣應用，建設由專業人員配備專業設備的無人機專業班組，固定人員定點研究相關問題，讓更多的無人機人工聯合巡檢理念成為現實，并結合宜昌地區的地理、氣候條件研究出適合宜昌特點的聯合巡檢辦法。提供積極條件，不斷充實無人機人工聯合巡檢的團隊力量。

3.4 建立專業管理績效考核與控制機制

3.4.1 績效考核的指標體系

“無人機人工聯合巡檢”考核細則見表1。

3.4.2 專業管理的考核

1）公司運維檢修部對無人機使用情況進行統計，對每月數據進行檢查，對上報及時率及準確率進行考核，對當月問題較多的單位實行預警。

2）公司運維檢修部在每月底對各部門、各單位操作推廣情況進行匯總，并進行月度通報。通報內容量化到考核細則的各項指標模塊，對模塊覆蓋率進行計算，對未達到全覆蓋的單位按標準予以扣分，納入業績考核。

表1 “無人機人工聯合巡檢”考核細則

4 結語

架空輸電線路無人機人工聯合巡檢應用還處于試用、推廣階段，實際生產實用化水平還有待提高，對于典型應用場景總結推廣得不夠，需要通過一段時期進行不斷改進，真正使無人機人工聯合巡檢與“大檢修”體系建設相融合。我們將進一步完善輸電線路無人機人工聯合巡檢工作模式，加大應用推廣力度，多出應用分析成果，分專業固化一批“無人機”操作說明書，強化專業人員應用培訓，切實提升各場景無人機專業操作水平，不斷提高輸電線路巡檢工作質效，為公司決策和發展服好務。

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A preliminary study on the artificial joint inspection mode for overhead transmission line

He Jian1,Luo Yiyun1,Fan Chang1,Hou Pin2
(1.Maintenance Branch of Yichang Power Supply Company,State Grid,Yichang Hubei,443001; 2.yichang testing technology institute,Yichang Hubei,443001)

In this paper,overhead transmission lines UAV artificial joint inspection conducted exploratory research,first introduced the background and significance of the study,and then analyzes the difficulties transmission line work drone artificial joint patrol presence and problem,then how artificial joint patrol drones to carry out more in-depth work,we put forward countermeasures and suggestions.Finally,the proposed transmission line drones artificial joint patrol is still in the stage of exploration and practice,through continuous improvement to further improve transmission line work drone artificial joint inspection of quality and efficiency and range of applications.

overhead transmission lines;UAV;artificial joint inspection

何健（1964-），男，籍貫湖北秭歸，高級政工師、工程師、經濟師，大學本科，從事高壓輸電線路運行維護與檢修工作。

羅昳昀（1980-），女，籍貫湖北宜昌，工程師，碩士研究生，從事高壓輸電線路運行維護與檢修工作。

范暢（1991-），男，籍貫湖北宜昌，助理工程師，大學本科，從事高壓輸電線路運行維護與檢修工作。

侯品（1976-），男，籍貫湖北宜昌，高級工程師，碩士研究生，從事軟件開發與程序設計工作。