無人機在輸變電線路巡視和應(yīng)急搶險中的應(yīng)用

朱振洪，張岳，陳彥

（國網(wǎng)浙江余姚市供電公司，浙江寧波，315400）

無人機在輸變電線路巡視和應(yīng)急搶險中的應(yīng)用

朱振洪，張岳，陳彥

（國網(wǎng)浙江余姚市供電公司，浙江寧波，315400）

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的發(fā)展，電網(wǎng)用電負(fù)荷增長不斷創(chuàng)出歷史新高。此外，各種極端天氣現(xiàn)象，也對電網(wǎng)的安全運行帶來了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了切實保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，余姚供電公司通過研究無人機在電網(wǎng)巡視和應(yīng)急搶險方面的應(yīng)用，探索通過信息化的手段提高電網(wǎng)運行的安全性和可靠性。

電力檢修；無人機；電力搶險

0 引言

中國長期依賴人工進(jìn)行電力線路的巡檢作業(yè)，落后的巡檢技術(shù)使得電力巡檢工作效率低下，另外在一些環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，輸電線路架設(shè)在深山老林之中，給巡檢人員的巡檢工作帶來了較大的安全隱患。因此有必要對輸變電線路的巡視以及應(yīng)急搶險工作進(jìn)行分析，融合目前無人機技術(shù)，將其應(yīng)用于電路巡檢中。

1 無人機應(yīng)用于電路巡檢搶修的可行性分析

無人機的優(yōu)勢是部署比較方便，應(yīng)用比較靈活。雖然自身成本比較高，但是能夠有效的降低人員投入，減少人員成本，利用無人機可以減少人員下站次數(shù)。并且對于一些地勢較差的地方，人員巡檢可能需要較長的時間才能完成巡檢工作，但是利用無人機能夠快速的解決，相對傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)時間周期，無人機有時間周期上的優(yōu)勢。

另外，相對傳統(tǒng)的人力巡檢來說，這種遠(yuǎn)程在線監(jiān)控，它們的實時性也比較好。傳統(tǒng)的人員巡檢，一旦變電站發(fā)生異常，調(diào)度人員必須先通知分局變電的運行班，趕到現(xiàn)場了解真實的情況，再由變電運行班人員匯報調(diào)度員、分局領(lǐng)導(dǎo)，再組織分局維護(hù)班進(jìn)行搶修，工作人員不到變電站就無法準(zhǔn)確地了解或者掌握現(xiàn)場的詳細(xì)情況，這一過程會浪費大量的時間，所以相對傳統(tǒng)的人力巡檢，無人機能節(jié)約大量的時間，效率更高，同時也能避免巡檢人員發(fā)生人身事故。因此基于無人機技術(shù)的電路巡檢搶修模式具有非常好的前景，可以大面積推廣應(yīng)用。

2 當(dāng)前現(xiàn)狀

傳統(tǒng)電力的巡檢主要以人工巡視為主，但是隨著電力線路的普及，某些地區(qū)需要在一些比較惡劣的環(huán)境中架設(shè)線路，因此對巡檢人員的巡視工作造成了較大的影響。對某些山區(qū)來說，巡檢人員需要徒步開展巡視工作，其安全隱患比較大，容易出現(xiàn)落石、摔傷等事故；并且巡視的速度比較慢，只能開展普通的巡視。工作人員對電線桿、刀閘、鐵塔、高壓導(dǎo)線、變壓器、絕緣子等進(jìn)行設(shè)備巡檢時，主要是是以紙質(zhì)形式記錄巡檢結(jié)果；巡檢人員只能借助輔助工具通過肉眼進(jìn)行觀測，不便于巡檢資料的可視化備份及內(nèi)部交流學(xué)習(xí)，也對巡檢人員的技能水平提出很高的要求，這導(dǎo)致準(zhǔn)確性難以保證。另外就是當(dāng)出現(xiàn)洪水臺風(fēng)情況的時候，巡檢工作難以開展，無法及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的不穩(wěn)定因素。

隨著電網(wǎng)建設(shè)的逐步推進(jìn)，現(xiàn)有的輸配電線路總量進(jìn)一步增加，對一線巡視人員帶來了較大壓力。由于輸配電線路分布較分散，特別是很多線路架設(shè)在山林中，給巡視工作帶來了較大的難處。而且天氣越惡劣，電網(wǎng)越容易出現(xiàn)問題，巡視工作也要比往常更細(xì)致，工作量更大。此外，極端氣象也造成了災(zāi)害頻發(fā)，常規(guī)電力應(yīng)急搶險在物資投放、人員調(diào)配等方面仍存在不足，需要通過科技化的手段進(jìn)行輔助，提高應(yīng)急搶險能力和水平[1]。

3 存在的問題

3.1 電力線路巡視

（1）電網(wǎng)分布范圍越來越廣，地形較為復(fù)雜，巡檢人員徒步巡視作業(yè)效率較低，且具有一定的安全隱患。

（2）巡視內(nèi)容主要以紙質(zhì)形式記錄，不易進(jìn)行統(tǒng)計和歸檔，也難以電子化共享和留存。

（3）巡檢人員在巡視過程中發(fā)現(xiàn)問題時，難以共享復(fù)制現(xiàn)場進(jìn)行會診，對現(xiàn)場巡檢人員的專業(yè)技能水平提出了較高的要求，也難以保證問題判斷的準(zhǔn)確性。

3.2 電力應(yīng)急搶修

近年來，由于強對流氣象的影響，強降雨時有發(fā)生，對電力系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的損害，受災(zāi)區(qū)域長時間停電。為此，維修人員常采取連續(xù)作戰(zhàn)、輪換休息、不間斷搶修以確保線路恢復(fù)送電。由于搶險人員問題、交通環(huán)境情況、及各種安全風(fēng)險因素，依靠現(xiàn)有設(shè)備往往無法做到第一時間到達(dá)和掌握。因此，電力供應(yīng)保障在災(zāi)難面前仍很脆弱，在發(fā)生災(zāi)害時，電力檢修過程也異常艱難[2]。

4 解決方法

（1）通過規(guī)劃無人機航跡，將線路的GPS坐標(biāo)提前輸入巡視管理系統(tǒng)中，無人機將可以按預(yù)設(shè)路徑進(jìn)行自動巡視，提高巡檢效率。

（2）電力應(yīng)急搶險時，通過地面控制人員操控?zé)o人機進(jìn)入受災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行拍攝，并在第一時間內(nèi)把現(xiàn)場的情況反饋給指揮控制中心，有利于指揮控制中心了解一線現(xiàn)場情況，便于開展針對性的電力搶險工作部署。

4.1 按軌跡巡航

無人機根據(jù)GIS系統(tǒng)中鐵塔的GPS坐標(biāo)點進(jìn)行巡航軌跡設(shè)定，預(yù)設(shè)飛行巡視線路，并支持在巡視點停留時間設(shè)定以便于詳細(xì)拍攝。巡航完成后，無人機自動飛回巡航起點。

巡檢內(nèi)容包括引流線（有無斷股）、桿塔（有無鳥窩、損壞、變形、緊固金具松脫金具被盜）、絕緣子（有無閃落跡象、破損、污穢、異物懸掛）、防震錘（有無變形、存在異物）、線夾（有無松脫）、導(dǎo)線（有無斷股、異物懸掛）、地面環(huán)境（有無在規(guī)定范圍建筑房屋和超范圍生長的植物）等內(nèi)容。

無人機在巡航過程中，當(dāng)出現(xiàn)任何異常或需要人工干預(yù)時，地面控制人員可以通過飛控平臺奪取控制權(quán)，決定繼續(xù)或取消自動巡航拍攝。

4.2 白光、紅外等多種拍攝形式

為解決鐵塔上相關(guān)部件的溫度監(jiān)控，公司在無人機設(shè)備上掛載紅外熱成像設(shè)備對巡檢線路進(jìn)行巡檢，通過溫度異常變化對比值，發(fā)現(xiàn)隱蔽性較強故障點，結(jié)合傳統(tǒng)可見光巡線，熱成像巡線將大大提高故障點檢測的準(zhǔn)確性。

4.3 遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸

為了提高無人機的數(shù)據(jù)共享，公司對無人機的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行研制，通過在地面工作站上使用4G網(wǎng)絡(luò)，可將無人機的圖像視頻等資料實時遠(yuǎn)距離傳輸至后臺指揮控制中心，便于管理人員實時對巡視內(nèi)容以及應(yīng)急搶險現(xiàn)場的情況進(jìn)行了解并作出及時、準(zhǔn)確的判斷。

5 結(jié)語

本文就目前無人機在電力檢修應(yīng)用系統(tǒng)中的問題進(jìn)行了總結(jié)，同時分析了改善方法，以期能夠為完善電力檢修系統(tǒng)做出貢獻(xiàn)。

[1]趙毅勝.電力檢修項目成本管理研究[D].華北電力大學(xué),2013.

[2]李德仁,李明.無人機遙感系統(tǒng)的研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J].武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版),2014,05:505-513+540.

Application of unmanned aerial vehicle (UAV) in power transmission line inspection and emergency rescue

Zhu Zhenhong,Zhang Yue,Chen Yan
(State Grid Zhejiang Yuyao power supply company,Ningbo Zhejing,315400)

With the development of technology of modern society and economy, power grid electricity load growth continue to hit record highs. In addition, all kinds of extreme weather phenomena, also brings more challenges for the safe operation of power grid. In order to ensure the safe and stable operation of power grid, Yu Yaogong electric company through research in the power grid and emergency rescue on patrol the exploration of UAV, improve the safety and reliability of power grid operation by means of information.

power maintenance; unmanned aerial vehicle; power emergency