輸電線路巡檢的專利技術分析

毛超 劉華

摘 要：輸電線路的巡檢工作屬于電網作業中一項極為重要的工作，是電網安全、高效、可靠運行的重要保障。本文主要針對輸電線路巡檢技術的發展路線，通過檢索、統計、分析了輸電線路巡檢領域的專利申請，重點梳理了重要申請人、技術分布等狀況等信息，同時闡述了重點專利的技術發展脈絡。

關鍵詞：輸電線路；巡檢；專利分析

一、前言

輸電線路使電力系統的重要組成部分，它的安全可靠運行直接關系到一個國家經濟的穩定發展。輸電線路由于長期暴露在自然環境中，不僅要承受正常機械荷載和電力負荷的內部壓力，還要經受污穢、雷擊、強風、滑坡、沉陷及鳥害等外界侵害，這些因素會促使線路上各元件的老化，如不及時發現和清除，就可能發展成為各種故障，對于電力系統的安全穩定構成嚴重的威脅。因此，輸電線路的巡檢是有效保證輸電線路及其設備安全的一項基礎工作，通過對輸電線路的巡視檢查來掌握線路運行情況及周圍環境的變化，及時發現設備缺陷和危及線路安全的隱患，提出具體檢修意見，以便及時消除缺陷，預防事故發生，從而保證輸電線路安全和電力系統穩定。

針對輸電線路的巡檢，目前主要有人工巡檢、有人直升機巡檢和機器人巡檢三種巡檢模式，根據地理環境和桿塔的類型選擇不同的巡檢方式，或使用協同巡檢模式來實現各種巡檢模式間協同工作，配合完成輸電線路的巡檢工作。

二、輸電線路巡檢發展情況及分析

1、專利歷年申請量分析

中國對于輸電線路巡檢的研究起步比較晚，2000年以前對于輸電線路巡檢方面的專利申請較少，從2000年后開始漸漸增加，到了2010年左右，由于人民生活水平的提高以及工業的快速發展，人民的用電范圍以及用電量急劇增加，電網的規模也逐漸增加，人們對輸電線路的巡檢工作也更加重視，從該年開始，關于輸電線路巡檢的專利申請也就開始了爆發式的增長。而國外一些工業發達國家，由于對電力需求較大，對輸電線路的巡檢研究也起步較早，對于該方面的申請時間較早，但國外對該方面每年的申請數量比較平穩。

2、主要專利申請國家

中國國內的相關專利申請量穩居世界首位，申請量遠超日本、美國、德國等發達國家。之所以出現這樣的格局，一方面是由于國內電力網絡建設的需求增大，國家的政策鼓勵研發，同時，也是因為電網的規模越來越大，人們和政府對電網的運行安全也越來越重視，對輸電線路的巡檢工作的研究也越來越深入。而外國的專利申請也主要集中在一些用電量較大的發達國家。

3、主要專利申請人分析

在中國專利的統計過程中，發現申請人為國家電網公司的專利申請數量遠遠大于其他申請人的申請數量，約占中國專利的三分之二，而國家電網公司多作為掛名申請人，因此在申請人的統計結果中排出國家電網公司。國內的申請人遍布多種單位主體，既有研究院等研發機構，還有企業和高校，可見國內該領域的研究主體廣泛，對該領域的研發有極大的動力。其中，山東魯能智能技術有限公司這類企業單位的經營范圍包括巡線機器人的生產和銷售，因此其申請幾乎全部涉及巡線機器人領域，而華北電力大學、武漢大學多以算法、信息技術等的應用和改進為主，注重理論研究，電網和電力研究院等的申請則涉及各個方面。外國的申請人主要為日本企業，可見日本對該方面也作了較多研究。

4、巡檢的類型分析

目前的專利申請文件中，其中涉及無人機和巡線機器人改進的申請最多，主要是由于載人直升機的發展較為完善，且無人機使用較為廣泛，在大多數情況下都可以對載人直升機進行替代，因此人們的關注點多集中在無人機巡檢領域。涉及人工巡檢的申請主要集中在20世紀末，近些年來涉及人工巡檢的申請較少。同時，由于無人機的巡檢管理系統和巡線機器人的越障裝置可改進的內容較多，因此涉及無人機和巡線機器人的申請占了很大的比重。

三、輸電線路巡檢技術的專利發展趨勢

目前關于機器人方面的申請數量占很大比重，而機器人中的巡線機器人多涉及結構方面，改進點較小，因此，大多做出貢獻的發明集中在無人機巡檢領域。此外，隨著技術的成熟，無人機將成為輸電網巡線的有效工具，無人機合理配置資源、提高輸電線路巡檢的優點將不斷顯現，人力巡檢和載人直升機巡檢對無人機巡檢的替代作用將變得越來越小。

不論是無人機巡檢方面，還是其他巡檢方面，由于技術原理已相對較完善，改進空間較小。但是隨著信息技術和人工智能的不斷發展，將相應隨之產生的新產品和新算法等應用到巡檢領域將成為一個主流方向。例如，利用更優化的算法使無人機或巡線機器人更快、更準確的尋徑或避障等。此外，巡線機器人越障結構的類型還比較單調，機器人結構還有一定的改進空間。人工巡檢的輔助工具方面，可以適應性的整合多種功能，使不增加攜帶運輸難度的同時，提高巡檢作業的安全性、便利性和巡檢效率。

如今，輸電線路巡檢領域和圖像識別領域、人工智能領域、導航領域等的配合十分緊密，我們要時刻關注其他相關領域的發展動態，將新的、好的技術應用到輸電線路領域中來，使輸電線路的巡檢工作更加安全、準確和高效。

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