淺談無人機在輸電線路巡視方面的應用

河北省電力公司承德供電分公司 文立鋼 史廣賓

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淺談無人機在輸電線路巡視方面的應用

河北省電力公司承德供電分公司 文立鋼 史廣賓

【摘要】輸電線路是電力系統的重要組成部分，它在電力供應中占有重要地位，為更好的保障輸電線路的安全、穩定運行，筆者分析了輸電線路巡視中獲取線路運行狀態，設備隱患的主要方式，指出了當前輸電線路巡視中存在的主要問題，研究了以小型無人機為平臺的巡視輸電線路的新方案，對小型無人機在輸電線路巡視中應用的特點、意義以及關鍵技術進行了具體闡述，以供同行參考。

【關鍵詞】輸電線路；巡視；問題；無人機；意義；關鍵技術

0 前言

隨著社會的發展，各行各業對電能的需求量不斷增大，國家也越來越重視電力事業的發展，電網能否安全穩定運行不僅關系到電力企業的效益，而且還會影響到社會的穩定。而輸電線路作為電網的重要組成部分，輸電線路運行的穩定與否，會對整個電力系統的安全運行造成直接影響，為此我們應始終把安全第一、預防為主的方針始終貫穿于線路運行中，嚴格按照電力安全生產規程作業。輸電線路的具體運行維護單位，應把線路的巡視、檢測、維修以及管理工作全面落實好，應在線路巡視中積極引入先進技術，并進行科學管理，為線路的安全穩定運行提供更好的保障。

1 獲取輸電線路運行狀態、設備隱患的方式

通過近距離觀測、檢查、記錄輸電線路，可把線路本體以及附屬設備中存在的缺陷、安全隱患及時發現，有助于線路的檢修、維護、與狀態評價，可更好的保障線路的安全、穩定運行。按照巡視方式的不同我們可把線路巡視分為正常巡視、故障巡視以及特殊巡視。我們通常把巡視人員定期巡視線路稱為正常巡視，把線路出現故障后為查明故障原因所進行的巡視稱為故障巡視，把在特殊情況下或使用特殊設備進行的巡視稱為特殊巡視。

2 當前輸電線路巡視中存在的主要問題

2.1 輸電線路巡視檢查的主要內容

對于輸電線路的巡視檢查大致包括三方面的內容：對線路本體的巡視、附屬設施的巡視以及線路環境通道的巡視。其中線路本體的巡視又主要包括地面與基面、塔桿、拉線及其基礎、絕緣子狀況、導線、地線、以及對線路相關金屬器具的巡視。對附屬設施的巡視主要包括對防雷裝置、防鳥裝置、防冰裝置以及各種監控監測裝置的巡視，對線路環境通道的巡視主要包括巡視線路與建筑物、導線的安全距離，是否危及線路安全的施工在線下進行，是否有易燃，易爆物在線路周圍堆積等。

2.2 輸電線路巡視

常規巡視、故障巡視以及特殊巡視是當前人們巡視輸電線路主要使用的三種巡視方式，近年來隨著科技的發展，輸電線路的巡視也開始朝著狀態巡視轉變，各種塔桿監控設備應用的也越來越多。但常規巡視與狀態巡視，其基本手段都是以地面巡視為主，只是簡單的附加一些登塔檢查，加之當前的巡視主要為人工巡視，其局限性也非常明顯。

就巡視管理而言，常規巡視巡視計劃的擬定往往都是并行的，通常用相同的巡視要求、巡視密度來巡視不同運行狀況線路，當今，隨著輸電線路的迅速發展，這種巡視方式對線路的安全、穩定運行已經起不到很好的保障，線路的實際運行狀況根本無法及時了解，由于這種常規的巡視制度對設備的實際運行狀況、氣候條件、通道狀況等都不能充分考慮，巡視工作沒有針對性，無重點。這樣很容易導致“過”巡視現象在部分線路中出現，而有些線路會出現“欠”巡視現象。如采用相同的巡視周期來巡視新建線路與老線路，相同的巡視要求，會使人力、物力等資源得不到有效利用，形成浪費，而部分易出現故障的特殊區域通常會出現巡視不足。此外多次重復、頻繁巡視故障率低的線路，一方面會導致巡視人員在思想上出現麻痹大意，影響到巡視質量，開始出現趨于形式化的巡視，把巡視結果的實際真實性與可靠性降低。另一方面，重復、多次巡視正常運行線路，會使巡視人員感知某些線路變化的反應能力降低，以致出現遇到部分小故障“熟視無睹”。加之單人作業是常規巡視主要采用的方式，這樣會有很大的分散性，不便于管理、控制。造成線路巡視效果的不理想。

就實際巡視工作而言，由于承德多以山地、丘陵為主，很多輸電線路都在山地或丘陵的頂部架設，而要想巡視好輸電線路必須檢查到位每基桿塔，在實際巡視時工作人員爬越山澗以及繞行山脊是家常便飯，加之很多桿基位于無人區，山上根本沒有路，工作人員必須邊走邊找路，若一旦遇上大霧或雨雪等極端天氣，人身安全事故時常發生，直線檔距百米的距離，工作人員到達通常需要花費幾個小時，這樣巡視效率大大降低，浪費了大量的人力，物力，并且巡視效果也不佳。

近年來，隨著智能電網建設在我國的逐步推進，輸電網規模不斷擴大，電網設備日益增多，這樣大大增加了巡視人員的工作量，線路運行人員對這種重負已無法承受，為此各線路運行維護單位都在積極進行著各式各樣的探索。

3 小型無人機在國內的應用發展狀況

無人機顧名思義也就是無人駕駛的飛機，對它的控制主要使用的是無線電遙控設備與自備的程序，無人機上通常配備有自動駕駛儀以及控制程序的裝置，無人機在各國的軍事領域應用的比較多，而近年來，隨著無人機技術的迅速發展，開始出現了大量的新型智能無人機，無人機的應用范圍也越來越廣泛，開始逐步走入了民用行列。

4 無人機在輸電線路巡視中應用的意義

把無人機應用于輸電線路巡視中，正是人們探索民用無人機應用的典范。近年來，在輸電線路的巡視工作中很多電力企業都應用了無人機，特別是在開展一些特殊巡視時，應用無人機越來越頻繁。由于無人機自身有很多優勢，如應用成本低、不會出現人員傷亡、生存力強、具有很好的機動性等，因此借助無人機巡視高壓輸電線路，可節約大量的財力、人力，不但促進了供電企業效益的提升，同時也使社會勞動力得到了解放。無人機在輸電線路巡視上的應用具有十分廣闊的前景，通過合理，有效的應用無人機，可把現階段輸電線路巡視中的空缺填補完整，對線路巡視過程進行科學、合理的優化。

5 無人機在輸電線路巡視中應用的特點與關鍵技術

5.1 從巡視方式來看

無人機巡視對人工常規巡視的逐步取代，使輸電線路的實際巡視效率得到了大幅提升，這主要是由于無人機航拍功能的配置，加之紅外拍攝功能的輔助，明顯改善了無人機的巡視效果。

首先，無人機在巡視輸電線路時，其控制主體為自身程序，輔助控制設備為無線電遙控裝置，每次無人機巡視線路前，都要進行飛行軌跡的預先設定，其中飛行軌跡的設定內容應涵蓋飛行高度、角度、速度、距導線間距等，在具體設定時要參照待巡視線路的高度、塔形等，可采用往返巡視的方式來設定無人機的巡線方式，應采用邊排查

故障、隱患，邊向發生地點返的方式進行巡視，這樣可實現對輸電線路的不同角度觀察，實現對輸電線路的實際情況準確無漏點的反應。

其次，對于無人機儀器的掛載，當前我國使用的無人機巡視主要靠的是航拍，隨著我國衛星技術以及數據通信技術的迅速發展，未來的無人機掛載設備會朝著視屏傳送的方向發展，一旦視屏傳輸在無人機巡視輸電線路中得到實現，未來無人機巡視有望把人工巡視真正取代。

5.2 從巡視制度來看

無人機巡視技術的應用，將會促進輸電線路狀態巡視的迅速發展，對于狀態巡視中哪些不易發生故障的線路，可以用無人機進行巡視，這主要是由于采用無人機巡視只需很低的人力成本，可以采用人工控制無人機來巡視這些線路，應用無人機巡視輸電線路能很好的統計線路故障率，這樣可有效防止由于日常統計錯誤而導致的部分線路巡視不及時，不到位。在科技飛速發展的帶動下，無人機的運行成本將會越來越低，在不久的將來，有望使用無人機日常周期巡視全線路，這樣可有效保障輸電線路的可靠性。

6 結束語

總之，供電企業巡視輸電線路，通常都是比較耗費人力、財力的，隨著智能電網建設在我國的如火如荼開展，電網規模日益擴大，若仍然只采用傳統的輸電線路巡視方式，很容易會由于巡視人員身心疲憊，造成巡視質量的不達標，最終影響到輸電系統的安全穩定運行，因此，我們必須重視無人機在輸電線路巡視方面的應用，制定科學的巡視制度，促進巡視率的有效提高，這樣才能減少線路故障，有效保障電網的安全穩定運行。

參考文獻

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作者簡介：

文立鋼（1972－），男，河北承德人，研究方向：輸電線路運行與檢修。