高壓輸電線路智能巡檢新技術(shù)探討

苗俊，尤志鵬，袁齊坤，劉立文，王璋

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司曲靖供電局，云南 曲靖 655000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，高壓輸電線路在巡檢方面也實現(xiàn)了由傳統(tǒng)人工巡檢到智能巡檢的新的變革。高壓輸電作為國家電力系統(tǒng)的重要組成部分，是推動國民經(jīng)濟(jì)正常運行的保障，在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能科技的變革，為提高巡檢效率、完善巡檢工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 無人機(jī)巡檢

顧名思義，無人機(jī)就是無人駕駛飛行器的系統(tǒng)，這一系統(tǒng)在應(yīng)用中以無人駕駛平臺為依托，在使用中利用具有高分辨率的巡檢設(shè)備為飛行載體，以獲取低空高分辨率數(shù)據(jù)為應(yīng)用目標(biāo)，可以快速準(zhǔn)確地實現(xiàn)信息技術(shù)的傳播。當(dāng)前，無人機(jī)技術(shù)由于設(shè)備小巧、便于攜帶以及容易操控、工作效率高等優(yōu)勢被應(yīng)用于這一領(lǐng)域中，并受到了領(lǐng)域人士的廣泛關(guān)注。利用無人機(jī)的這些優(yōu)勢，很多供電局在巡檢方面都實現(xiàn)了新的突破。據(jù)統(tǒng)計顯示，相對于傳統(tǒng)的人工巡檢的方式，無人機(jī)的工作效率可以提高35%～45%，尤其是在一些比較偏遠(yuǎn)的山區(qū)和無人區(qū)，如果利用傳統(tǒng)的人工的方式進(jìn)行巡檢，會有很大的難度，而利用無人機(jī)則可以提高約85%的效率。例如，2018年3月，某供電公司使用的相關(guān)的無人機(jī)進(jìn)行了高壓輸電線路的巡檢。在巡檢前，工作人員按照之前已經(jīng)設(shè)定好的飛行航線處理飛機(jī)的方向，但是并不同于傳統(tǒng)的人工進(jìn)行遙控的方式，這一次工作人員并沒有用手拿著操控的遙控器，只需要查看無人機(jī)在工作中傳回的拍攝影像就可以了。并且，相對于之前的無人機(jī)工作時間，這一次的巡檢只需要5分鐘就可以完成任務(wù)，極大地降低了工作的時間，提高了工作效率。

除此之外，某一供電公司在2018年5月，某供電公司通過利用一架無人機(jī)，實現(xiàn)了對220千伏同塔雙回線路進(jìn)行巡視復(fù)檢，無人機(jī)在巡查的過程中進(jìn)一步排查了用電隱患，對于工作人員利用望遠(yuǎn)鏡觀察設(shè)備的過程中難以發(fā)現(xiàn)的盲區(qū)進(jìn)行了檢查，通過將拍攝的影像傳回工作人員的設(shè)備上，可以精確的顯示高壓輸電過程中的隱患，還極大地提高了工作人員的安全程度。

由此可見，無人機(jī)在實踐中具有很大的優(yōu)勢，將其應(yīng)用于高壓電線的巡檢過程中，極大地規(guī)避了傳統(tǒng)人工工作艱難、耗費時間、危險性大、效率不高等方面的不足，為推動電力線路的智能巡檢做出了重要貢獻(xiàn)、推動了這一行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

2 機(jī)器人巡檢

機(jī)器人巡檢是在電力巡檢過程中的新的巡檢方式，相對于無人機(jī)巡檢來說，機(jī)器人巡檢雖然在效率方面不夠高、在傳輸數(shù)據(jù)和影像的過程雖然較為緩慢，但是其不受自然環(huán)境的影響。由于無人機(jī)在應(yīng)用的過程中很容易受到自然環(huán)境的影響，當(dāng)遇到惡劣的天氣環(huán)境，比如大霧或者大雨等，就無法進(jìn)行工作，或者存在傳輸過程中的問題，但是利用機(jī)器人進(jìn)行巡檢就可以規(guī)避這一問題，借助機(jī)器人，可以在巡檢的時候不受自然環(huán)境的影響，可以定時定點地進(jìn)行巡檢。同時，機(jī)器人在應(yīng)用的過程中配合一些新型的技術(shù)手段還可以擴(kuò)大巡檢的范圍，提高巡檢的力度。當(dāng)前，由于機(jī)器人的這些優(yōu)勢，已經(jīng)較為廣泛地應(yīng)用于電力巡檢的過程中。

機(jī)器人在實際作業(yè)的過程中，會根據(jù)施工現(xiàn)場的實際要求，利用自身的功能滿足施工的需求。機(jī)器人在作業(yè)中的主要功能包括自主定位、特殊巡視、進(jìn)行電路狀態(tài)的分析以及預(yù)警提示等等。它在工作中可以不受到電路危險的影響，自如的在電線上行走，跨越對于人工來說較為危險的障礙。機(jī)器人主要通過本身攜帶的攝像機(jī)或者是紅外測試儀進(jìn)行圖片或者影像的傳輸，將采集到的這些信息傳遞回地面的工作站，工作站的人員通過機(jī)器人收集到的這些信息判斷相關(guān)的電路情況，為工作人員的分析提供方便。同時，輸電線路巡檢機(jī)器人能夠接受地面基站的遙控操作，這樣就可以避免機(jī)器人本身以外情況的發(fā)生，增加機(jī)器人工作的可靠性。

2.1 自主定位

機(jī)器人的自主定位原理是通過間接實現(xiàn)的，其本身并不具備自主定位的功能。其在巡檢的過程中會依據(jù)云臺設(shè)備進(jìn)行工作，但是并不能實現(xiàn)對其定位。定位功能主要是通過在其運行的程序中輸入了編碼器和傳感器等信息，然后利用算法對桿塔的位置信息計算，轉(zhuǎn)換信息后通過指令發(fā)送到云臺中，這樣就可以獲得機(jī)器人巡檢的更多信息，實現(xiàn)定位以及自助巡檢的功能。

2.2 自主越障

機(jī)器人在輸電線路中的工作主要分為兩部分，分別為桿塔越障和直線段。由于機(jī)器人在工作的過程中尤其是在爬坡過程中的會遇到相關(guān)的工作障礙，其越過這一障礙的關(guān)鍵是利用其本身的滾動打滑的檢測和控制，然后對外界的環(huán)境進(jìn)行感知，以此在系統(tǒng)中形成不同的爬坡策略，然后尋找可以跨越的方法，順利爬坡。在機(jī)器人的整個運行過程中，跨越障礙是一項較為重要工作，因為其在工作中越到的障礙是不同的，面對不同的障礙，其需要選擇不同的越障方法才能完成工作。雖然這些都通過機(jī)器人本身的自主運行就可以，但是仍舊需要工作人員把握其運行狀態(tài)。并且，這也需要機(jī)器人在設(shè)計時進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計，安裝具有同樣程序工作的機(jī)器人，這樣既方便工作人員的操控，也降低了機(jī)器人運行時的難度。

3 在線監(jiān)測

輸電線路在工作的過程需要做好在線監(jiān)測，隨著人民生活水平和質(zhì)量的提高，對于電路線路方面也有了更高的要求，希望獲得更好的用電體驗。但是輸電線路更多的是暴露于室外的，并且跨度大，我國各個地區(qū)的環(huán)境也有著很大的區(qū)別，一旦出現(xiàn)問題造成的負(fù)面影響就會非常大，因此需要做好輸電線路的在線檢測，及時對線路進(jìn)行監(jiān)控，保證電路的安全運行。

據(jù)了解，在2014年5月，某一供電公司對當(dāng)?shù)氐?50千伏輸電線路配置了在線監(jiān)測系統(tǒng)，對運行中的電路進(jìn)行了安全檢查，對于可能出現(xiàn)危險的電路進(jìn)行了及時的整改和維修，并且在容易發(fā)生災(zāi)害的區(qū)域以及污染較重的區(qū)域進(jìn)行了測量溫度和風(fēng)速等相關(guān)的監(jiān)測裝置，為線路的安全運行以及后期的維修奠定了良好的基礎(chǔ)。除此之外，2016年1月，某一輸變電公司組織專人在±500千伏輸電線路安裝桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對這一系統(tǒng)的應(yīng)用，為提高公司的管理以及安全問題奠定了基礎(chǔ)。

相對于普通的輸電線路來說，高壓輸電線路由于所經(jīng)過的地域較為復(fù)雜，設(shè)備的安全問題也不能得到保障，因此，更需要對所經(jīng)過的輸電線路進(jìn)行檢測。在實際工作中，對于高壓的輸電線路，在安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)時具有一定的難度，這一系統(tǒng)可以利用太陽能蓄電池進(jìn)行充電的方法，由前端的監(jiān)測分機(jī)和監(jiān)控中心后臺主站構(gòu)成整個的系統(tǒng)，通過GPRS+3G/4G的通信對要監(jiān)測的地點進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的采集，便于工作人員獲取輸電的最新信息，有效確保輸電線路的安全穩(wěn)定運行。

4 結(jié)語

總而言之，在科學(xué)技術(shù)的推動下，越來越多的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了發(fā)展的智能化，無人機(jī)以及機(jī)器人、監(jiān)測技術(shù)等在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是這一領(lǐng)域的重大突破，是科技智能化發(fā)展的證明。通過這一這些智能化設(shè)備的發(fā)展，不僅可以提高電力行業(yè)的穩(wěn)定性以及安全性，還可以及時幫助人們實時掌握電力輸送的動態(tài)情況，節(jié)約大量的人力物力，降低能源消耗、數(shù)據(jù)信息傳遞標(biāo)準(zhǔn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。