無人機在輸電線路巡視方面的應用

李志強

【摘 要】如今，電網規模變得越來越大，輸電線路的數量在持續增加，即使地勢較為復雜的地區也設置了輸送線路，這大增加了電力巡檢的難度，因此過去采用的人工巡檢很難適應當前的發展需求。筆者首先分析了無人機對電力巡檢的重要性，以及相關工作原理，闡述了電力巡檢之所以采用無人機的原因，并列舉了電力巡檢應用無人機的實際案例。

【關鍵詞】無人機；輸電線路巡視；應用

1引言

我國電力行業的不斷發展促使無人機在輸電線路巡視工作中也得到了廣泛的應用，并且使巡視的全面性跟準確性得到進一步的提升。因此各電力企業還需要加強無人機技術在輸電線路巡視工作中的利用效率，借此來提高輸電線路的運行穩定性，來給人們提供更加優質的電力服務，并促進我國的電力行業得到更進一步的發展。

2傳統人工巡視的缺點

傳統的電路巡視方法主要采用人工形式，沿線步行或者借助自行車、電動車、汽車等交通工具，在路程中，使用望遠鏡和紅外線熱像儀檢測輸電線路和供電輔助設施。受當地自然環境和交通狀況的限制，很多地區電路巡視難度很高，基本不能借助車輛，全靠人工運維，同時人均運維長度還在隨著電力事業的發展不斷增加，巡檢效率較低。在山區、雨林、沼澤區域，自然環境較為惡劣，巡檢的效果很難保證，難以發現供電塔上設備缺陷及線路存在的隱患，同時惡劣的環境對巡檢人員的安全具有較大的隱患。（1）巡線距離長、工作量大、步行巡線效率非常緩慢，無法提高巡線效率。（2）遇到冰雪水災、地震、滑坡等自然災害天氣時，巡線工作將無法開展。（3）山區巡線具有高風險性，時刻威脅巡線人員生命安全。在山區林區有毒生物越來越多，特別是夏季的“蜱蟲“一旦被咬將危及性命，威脅最大的是那些看不見的陷阱和捕獸夾。

3無人機在輸電線路巡視方面的應用

無人機巡檢主要從以下三個方面來應用輸電線路技術：其一是常規應用。通過實際巡檢部分線路，結合相關制度對其進行定期巡檢，實時監控線路走廊，認真勘察現場地形并收集相關數據；其二是故障應用。利用各種技術參數及時巡檢線路是否存在故障，從多個角度來解構參數，準備好相應的參考數據，對故障進行準確定位，以期達到最佳的處理效果；其三是特殊應用，當遇到一些情況或區域比較特殊時，必須借助技術參數來開展巡檢工作，同時做好輔助工作，比如放線操作、處理區域周邊的異物等。具體應用體現在以下幾點：

3.1無人機控制技術

在輸電巡視過程中還需要做好無人機的靈活控制，這樣才能夠保障線路巡視工作的有序開展。一般情況下無人機控制模式分為智能控制跟人工控制兩種類型，其中人工控制需要操作人員利用遙控手感來進行無人機的操作，而智能控制則能夠通過預先編制好的程序來進行無人機的控制工作，借此來實現無人機的自主巡視。為了獲得良好的輸電線路巡視效果，電力企業還可以通過聯用這兩種控制方式的辦法，并在條件允許基礎上提高無人機智能化控制水平，這樣也就能夠促使無人機的巡視工作效率得到進一步的提升，并且能夠有效避免人為操作因素對于無人機造成的影響。當外界條件不允許的情況下，可以通過手工控制模式來進行無人機的有效操控。通過這兩種操控方式的合理選擇跟轉變，還能夠讓無人機的功能跟作用得到最大限度的發揮，也能夠及時發現與處理輸電線路在運行過程中存在的故障跟安全隱患，借此來進一步提升輸電線路的運行可靠性。此外在無人機巡視工作中，還需要在結合輸電線路實際情況的基礎上進行無人機巡視點的合理設置，來讓無人機的功能得到充分的發揮。

3.2無人機的圖像傳輸技術

無人機沒有很大的機身，在傳輸圖像過程中，與以往的無線設備、手機相比，有很大的不同。無人機通過采用圖像傳輸技術，可針對不同的狀態且具有較強的抗干擾性，其質量也不錯。我國雖一直在研究無人機，但更多側重的是在減少使用帶寬的基礎上，傳輸更多的數字信號，通過壓縮圖像并進行編碼，或減少圖像數據等方式，當強大的電磁對其造成干擾，或是遇到高壓飛行、惡劣天氣的情況，航拍必須提供優質的圖形質量，然而這一問題一直得不到有效解決。

3.3應用要點

3.3.1無人機巡視作業的地點

對于作業無人機設備，無人機巡視作業的地點可分為宏觀和微觀兩個方面。宏觀上講，無人機巡視作業的地點即為項目所運行維護的輸電線路走廊，從這個方面考慮，作業地點是固定的。微觀上講，無人機巡視作業的地點可以解釋為無人機巡視的起降點及巡視路線。從這個方面考慮，對于起降點及巡視路線的選擇是否適宜，對項目的作業成本具有非常大的影響。首先在無人機起降點的選擇上，要保證交通運輸方便。良好的交通條件一是便于無人機飛手攜帶無人機直接抵達，節省體力，降低車輛運輸的成本；二是無人機屬于精良的飛行器，電力行業使用的無人機搭載高精度的攝像設備與紅外設備，良好的交通條件可以保證無人機及無人機搭載的設備在運輸過程中的安全，直接降低設備損耗風險，間接降低了成本。其次對無人機巡視路線的選擇上，并非單純地按照輸電線路走向飛行就可以完成工作。為了實現對輸電線路設備的高精度巡視，盡可能地提高巡視質量，并且規避無人機碰撞線路設備的風險，需要設計合理的飛行路線。同時，無人機的飛行路線還要受航空局管制，所以要更加嚴格把控好無人機的飛行路線。

3.3.2無人機的配置

對于輸電線路無人機巡視項目來說，在無人機配置方案的選擇上既要確保經濟效益目標的達成，也要考慮科技技術持續發展的可行性。在經濟的效益性和合理性方面，由于輸電線路設備所處的環境不盡相同，所以對線路設備的運維管控要求的不同。輸電設備一般分四個重要度等級進行管控，選擇相應的科學的無人機配置方案，可以保證運維工作取得良好的收益，并且保證成本的最優化。在科技技術持續改進的可行性方面，由于輸電設備運維工作具有復雜性，因此需要根據不同的時期，改進無人機搭載的吊艙的功能。這就要求在進行無人機配置方案的選擇的過程中，要保證無人機功能先進性與適用性的相互獨立，亦要保證兩者的相互統一，以降低無人機配置的浪費，降低項目成本。

4無人機巡線經濟效益分析

以某電網無人機應用為例。該電網轄區內輸電線路里程共7萬千米，全省年度巡視里程為109萬千米。2017年“機巡+人巡”輸配電線路巡視工作在不考慮設備成本的情況下，多旋翼無人機巡視單價為197.30元/km，小于人工巡視單價307.12元/km，平均每千米可節約巡視成本109.82元；由于2017年“機巡+人巡”方式的巡視工作處于開展初期，機巡占比較小，在考慮設備成本的情況下，運用新的運行策略時，“機巡+人巡”方式總投資與傳統人工巡視總投資基本相當，綜合成本單價高于傳統人工巡視成本單價。隨著技術、設備和人才的租金的日益成熟，至2020年，“機巡+人巡”輸配電線路巡視總投資為20526.60萬元，相較于2017年初期總投資28007.78萬元下降了26.71%，而綜合成本單價則下降了38%，且各方面條件發展成熟后的綜合成本單價為326.86元/km，小于傳統人工綜合成本單價356.54元/km。

5結束語

綜上，無人機的應用能替代人力來完成各種線路巡視工作，并能夠促使線路巡視效率跟巡視質量得到進一步的提升。因此說各電力企業還需要加強對巡視方法以及巡視技術的改善跟優化力度，還需要不斷加強對無人機巡視技術的應用力度，這樣才能夠及時發現輸電線路在運行過程中存在的安全隱患跟故障并加以解決，借此來保障整個電力系統的運行安全性以及可靠性。

參考文獻：

[1]鄧志遠.無人機在高壓輸電線路巡視中的應用研究[D].華北電力大學（北京），2015.

[2]吳飛龍，林韓，湯明文，鄭小莉.多種中繼方式在大型無人機輸電線路巡檢中的應用[J].中國電力，2015，4802：104-110.

[3]趙宇.高壓輸電線路小型無人機巡線技術領域的探究[J].科技經濟市場，2018，02：20-21.

（作者單位：國網太原供電公司）