無(wú)人機(jī)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探索

王衛(wèi)昌

摘 要：無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展成熟，使其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，更能應(yīng)對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)涉及區(qū)域廣、地形變化復(fù)雜等特點(diǎn)。文章主要對(duì)無(wú)人機(jī)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對(duì)其在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的前景進(jìn)行探索。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī) 電力系統(tǒng) 線路巡檢 線路規(guī)劃

一、無(wú)人機(jī)應(yīng)用背景

2013年，中國(guó)民用航空局（CAAC）下發(fā)《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》，這代表著無(wú)人機(jī)規(guī)范管理邁出了第一步。在電力行業(yè)，國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布Q/GDW 11383-2015《架空輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)配置導(dǎo)則》、南方電網(wǎng)發(fā)布了《架空輸電線路機(jī)巡光電吊艙技術(shù)規(guī)范（試行）》、中電聯(lián)發(fā)布了DL/T 1482-2015《架空輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》，對(duì)無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)及光電吊艙進(jìn)行規(guī)范，為無(wú)人機(jī)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，提供了保障。

二、電力系統(tǒng)常用無(wú)人機(jī)類別

無(wú)人機(jī)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用從無(wú)到有，并越來(lái)越廣泛，目前可用于電力巡線應(yīng)用的無(wú)人機(jī)種類有直升機(jī)、多旋翼、固定翼三種。

1.無(wú)人直升機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、保障要求高、旋翼危險(xiǎn)、對(duì)操作人員的要求相應(yīng)比較高，危險(xiǎn)性比較大，存在一些安全問(wèn)題，并且成本稍高，所以，小規(guī)模電力公司已很少使用。

2.多旋翼無(wú)人機(jī)通常只需要一塊空曠平整的場(chǎng)地進(jìn)行垂直起降，部分小型多旋翼無(wú)人機(jī)在環(huán)境條件不允許時(shí)也可用手托舉進(jìn)行起降，可以懸停和低速飛行，因此近距離、低速運(yùn)動(dòng)或者長(zhǎng)時(shí)間保持同一視角的觀測(cè)任務(wù)可使用多旋翼無(wú)人機(jī)完成。

3.固定翼無(wú)人機(jī)由于結(jié)構(gòu)及飛行原理上的優(yōu)勢(shì)，引擎不需要克服機(jī)身重力。理論上電機(jī)的推力只要在機(jī)身重力的1/10量級(jí)上就可以飛起來(lái)。因此在相同規(guī)格參數(shù)下，固定翼無(wú)人機(jī)和多旋翼無(wú)人機(jī)相比較，固定翼可以裝載更大的電池或更多的設(shè)備，同樣容量的電池也可以飛行更長(zhǎng)時(shí)間，所以續(xù)航時(shí)間完全超越了多旋翼。

三、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.輸電線路規(guī)劃。在各種類型電站輸電線路走廊規(guī)劃中，利用無(wú)人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)對(duì)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)繪，并高效地獲得相應(yīng)參考數(shù)據(jù)，可有效減小地面現(xiàn)場(chǎng)不利環(huán)境對(duì)勘測(cè)的不利影響通過(guò)分析數(shù)據(jù)，考慮相關(guān)因素，各工程項(xiàng)目關(guān)系協(xié)調(diào)，充分利用有限的通道資源，使線路走向和區(qū)域規(guī)劃更加合理。

2.地形圖測(cè)量。無(wú)人機(jī)測(cè)繪適用于大比例尺的地形圖測(cè)量，成圖比例尺一般為1：2000，但電網(wǎng)工程的可研設(shè)計(jì)階段，可增加野外控制車的方法并利用野外測(cè)量數(shù)據(jù)優(yōu)化航測(cè)高程信息等，從而獲得1：1000比例尺的地形圖，為站址布置及優(yōu)化提供影像高程等詳細(xì)的基礎(chǔ)資料，減少測(cè)繪強(qiáng)度，提高規(guī)劃效率。

3.架空線路通道環(huán)境監(jiān)測(cè)。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可以檢測(cè)架空線路安全通道內(nèi)建筑物、樹(shù)木與導(dǎo)線的安全距離不足等；線下有危及線路安全的施工作業(yè)等；線路附近有煙火，有易燃、易爆物堆積等；塌陷影響區(qū)，地面出現(xiàn)裂縫、坍塌等情況；線路附近有危及線路安全的漂浮物等。

4.在線路巡查上的應(yīng)用。從無(wú)人機(jī)影像中，可以清楚地觀察輸電設(shè)備的外觀情況，并可以判斷檢測(cè)目標(biāo)是否存在物理缺陷，導(dǎo)線是否出現(xiàn)斷股緊固件是否出現(xiàn)松脫絕緣子是否有破損或污穢防震錘是否異常等設(shè)備缺陷。從紅外光照片中，可以觀察設(shè)備是否存在熱缺陷，線路接頭線夾耐張管接線管絕緣子等部位是否存在由缺陷所導(dǎo)致的發(fā)熱點(diǎn)。

5.線路異物清理。輸電線路分布點(diǎn)多線長(zhǎng)，尤其是遇到惡劣天氣（比如颶風(fēng)），很容易把塑料布、篷布、氣球、橫幅、孔明燈、標(biāo)語(yǔ)、風(fēng)箏、漁網(wǎng)等隨風(fēng)吹起，一旦這些漂浮的異物纏繞在裸露的電力高壓線路上，容易引起安全隱患，造成供電短路、跳閘停電，經(jīng)濟(jì)損失無(wú)法估算，同時(shí)鳥(niǎo)窩對(duì)線路安全運(yùn)行的影響亦不容忽視，因此，利用無(wú)人機(jī)及時(shí)清除輸電線路異物，保證輸電線路安全運(yùn)行具有重要意義。

6.線路架設(shè)。在輸電線路建設(shè)及故障恢復(fù)過(guò)程中，線路走廊長(zhǎng)、地形情況復(fù)雜，線路所經(jīng)地區(qū)山谷河流茂密森林，給線路架設(shè)帶來(lái)極大不便，工程實(shí)施困難重重。無(wú)人機(jī)展放導(dǎo)引繩進(jìn)行線路架設(shè)施工輕松解決了各種難題，為有效快速恢復(fù)故障線路供電提供了保證。

7.災(zāi)難應(yīng)急響應(yīng)。極端大風(fēng)天氣造成了交通癱瘓，巡線人員無(wú)法及時(shí)找到故障點(diǎn)，延長(zhǎng)了搶修及恢復(fù)送電時(shí)間。但無(wú)人機(jī)是一種能夠自動(dòng)飛行系統(tǒng)，適用于桿塔等定點(diǎn)目標(biāo)的低空近距離觀察和拍攝，能在高寒大霧等惡劣天氣中進(jìn)行飛行，完成線路線路故障觀測(cè)任務(wù)。飛行高度達(dá)600米，一次飛行滯空時(shí)間一個(gè)小時(shí)以上，具有非常好的飛行穩(wěn)定性和靈活性。

四、無(wú)人機(jī)發(fā)展探索

在電力系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，有效的利用好無(wú)人機(jī)的特性與優(yōu)勢(shì)，可以更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)高海拔、大風(fēng)速的條件進(jìn)行航空拍攝的目的。運(yùn)用無(wú)人機(jī)的高分辨率相機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行拍攝，對(duì)信息進(jìn)行特殊的加密處理，在無(wú)人機(jī)測(cè)得的數(shù)據(jù)中歸納總結(jié)出相關(guān)地形圖像信息，結(jié)合有關(guān)方面的測(cè)繪手段，對(duì)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充完善，提供更加高精度的測(cè)量手段，可以更好的完成對(duì)地形的勘測(cè)。

在線路的巡檢與監(jiān)查方面運(yùn)用好無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)，可以有效的避免因地形復(fù)雜帶來(lái)的安全隱患和技術(shù)難題，有效的降低檢測(cè)的周期與時(shí)間，提高檢測(cè)的工作效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的安全高效檢測(cè)目的，有效的保障國(guó)家的財(cái)產(chǎn)安全。

無(wú)人機(jī)在未來(lái)發(fā)展中將會(huì)對(duì)以上方面不斷地完善，同時(shí)以此為基礎(chǔ)研發(fā)出更加先進(jìn)的勘測(cè)手段，克服因地形天氣等因素造成的困難，總之可以看出，無(wú)人機(jī)在未來(lái)電力工程建設(shè)中將會(huì)發(fā)揮出更加強(qiáng)勁的優(yōu)勢(shì)。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著無(wú)人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)越來(lái)越穩(wěn)定，功能開(kāi)發(fā)越來(lái)越全面，未來(lái)將有更多的功能應(yīng)用在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，但現(xiàn)在我國(guó)無(wú)人機(jī)運(yùn)用方面還是存在一定的問(wèn)題，在技術(shù)研究與投入方面更需加強(qiáng)，要不斷推進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新，要大力培養(yǎng)相關(guān)方面的技術(shù)性人才，運(yùn)用高科技手段克服在電力系統(tǒng)建設(shè)中的無(wú)人機(jī)運(yùn)用難題，更好的讓無(wú)人機(jī)技術(shù)在電力領(lǐng)域發(fā)揮作用。

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