無人機(jī)在架空輸電線路上的運用

楊曉勇 國網(wǎng)四川省電力公司南充供電公司

電力系統(tǒng)中的輸電線路實際分布較為廣泛，也是對整個電能輸送產(chǎn)生影響較大的電力設(shè)備，我國大部分輸電線路在實際使用中都采用架空線路形式，這就表明架空輸電線路長度最長、分布范圍最廣泛、運行環(huán)境最復(fù)雜、所處環(huán)境最惡劣。但電力系統(tǒng)在長期發(fā)展過程中，除了進(jìn)行一定的巡查之外，還需要進(jìn)行定期性維護(hù)，架空輸電線路長期以來的管控和監(jiān)督力度較弱。架空輸電線路長期復(fù)雜運行、動植物及人物破壞等突發(fā)情況對架空輸電線路使用壽命造成極大威脅，這類問題的出現(xiàn)使得輸電線路實際受力情況及絕緣能力逐漸下降，若遇到強(qiáng)大的外力破壞或是惡劣天氣影響，則會導(dǎo)致短路故障或是斷路故障問題的出現(xiàn)。

一、管理電力工程架空輸電線路作業(yè)質(zhì)量的作用

電力架空輸電線路，大多處于戶外環(huán)境，這里的氣候變動性大、方案設(shè)計不當(dāng)、施工前沒有重視技術(shù)交底、很多技術(shù)應(yīng)用水平低，加上施工人員不具備很強(qiáng)的能力，這些均會降低電力施工質(zhì)量。故而，借助管理技術(shù)可以對工程質(zhì)量進(jìn)行控制，規(guī)避施工中潛在的影響因素，預(yù)防施工變更，從根本上降低安全事故率，使工程能夠為電力企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)、社會效益，推動電力企業(yè)的穩(wěn)步運轉(zhuǎn)。可見，管理控制對架空輸電線路的正常施工極為關(guān)鍵，施工單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)清該項工作的意義，根據(jù)工程建設(shè)的基本情形，提出可靠的施工管理方案，確保架空輸電線路施工可以處于動態(tài)的質(zhì)量監(jiān)管下，達(dá)到滿意的施工質(zhì)量。

二、無人機(jī)在架空輸電線路上的運用措施

（一）獲取信息

獲取信息過程中，主要使用各類傳感器裝置進(jìn)行信息獲取。傳感器能感應(yīng)到被測量數(shù)據(jù)，并能夠按照規(guī)定將其轉(zhuǎn)化為可用信號裝置或是器件，除了能夠?qū)Ρ粰z測物體的基本狀態(tài)信息進(jìn)行反映外，還能夠?qū)π畔嶋H變化情況進(jìn)行反映，這就是傳感器固有的動態(tài)特點及靜態(tài)特點。對于一些狀態(tài)類信息來講，如電流、溫度、電壓等，其實時性數(shù)據(jù)具備一定的作用，對于狀態(tài)信息來講，如位置信息，因為位置安裝具備確定性，在實際使用中，變化情況能夠反映出的傾斜程度及擺動程度更具備效意義。傳統(tǒng)傳感器主要包含氣體、電壓、電流、壓力、振動、溫度、風(fēng)速、風(fēng)向等傳感器，這部分傳感器一般都會被使用在固定環(huán)境中，很難被應(yīng)用在架空輸電線路狀態(tài)監(jiān)測中。近年來，智能傳感器及光纖傳感器更具備穩(wěn)定性及準(zhǔn)確定特點，智能傳感器及光纖傳感器本身體積比較小，自身重量較輕，不會被電磁影響，具備較強(qiáng)靈敏度，可靠性較強(qiáng)，比較適合應(yīng)用在架空輸電線路中的復(fù)雜運行環(huán)境中，這能夠為輸電線路狀態(tài)監(jiān)測提供有力工具[1]。

（二）巡檢

故障巡檢通常是當(dāng)輸電線路發(fā)生故障問題時，無人機(jī)設(shè)備可在故障區(qū)域進(jìn)行全方位的故障巡檢，及時地將故障區(qū)域內(nèi)的故障情況以及故障范圍向工作人員進(jìn)行反饋，將輸電線路局部故障問題所造成的損失和危害降至最低。當(dāng)工作人員接收到由無人機(jī)拍攝的線路圖像時，需對其進(jìn)故障類型進(jìn)行進(jìn)一步明確[3]。傳統(tǒng)圖像處理方式大多以人眼判斷為主，不僅效率低，工作量大，且很難準(zhǔn)確地處理一些相對復(fù)雜的線路故障情況。針對這種情況，工作人員可積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，如路桿塔檢測模型，其可以通過圖像獲取、聚類分析、特征匹配等方式自動判斷出桿塔中潛在的故障問題。由于輸電線路通常被設(shè)置在丘陵、高山等地區(qū)，且通常以高塔架設(shè)為主，符合鳥林筑巢要求，因而常常會受到鳥類的影響導(dǎo)致輸電線路頻繁出現(xiàn)故障且無法正常運行。為了可以有效地解決鳥害問題，工作人員可根據(jù)年鳥類物種的遷徙特性及筑巢習(xí)慣，利用無人機(jī)設(shè)備在筑巢前期對其進(jìn)行驅(qū)趕，對筑巢后期實施監(jiān)控巡檢，幫助工作人員更好地了解線路中不同區(qū)間的鳥害情況，并對其實施針對性地驅(qū)趕措施，以保障該區(qū)域段內(nèi)輸電線路的安全運行[2]。

（三）無人機(jī)輸電線路巡檢應(yīng)用分析

無人機(jī)巡線的最簡單方式是在無人機(jī)吊艙中安裝、固定小型攝像機(jī)與照相機(jī)。拍著輸電線路和絕緣設(shè)施過程中只需要一人操作進(jìn)行，拍攝結(jié)束后查看視頻。因為飛行過程中存在著機(jī)身抖動、對焦不準(zhǔn)等實際情況，雖然在識別桿塔倒塌與損壞、輸電線斷開等諸多明顯現(xiàn)象方面基本不存在問題，但是線路發(fā)熱、絕緣設(shè)備的內(nèi)部缺陷仍然是無人機(jī)巡線過程需要不斷完善和加強(qiáng)的重要方面。可見光相機(jī)通常在氣候條件較好的情況下使用；使用紅外熱成像儀檢測，應(yīng)該在太陽升起前或者晚上太陽下山后以及無雨陰天，這樣有利于進(jìn)行線路發(fā)熱點的辨別。飛機(jī)巡線的最佳線路是沿著導(dǎo)線在其側(cè)面向上方位飛行，為了不產(chǎn)生逆光，需要飛機(jī)與光線方向在導(dǎo)線的同一方向；鏡頭指向需要提前在地面進(jìn)行固定，保持水平面、軸線間有一定角度，并且保持不動。如果需要調(diào)整，則通過調(diào)整飛行的線路來進(jìn)行。在飛機(jī)上面安裝陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)能夠進(jìn)行自動校準(zhǔn)、一次性成像，然后進(jìn)行精細(xì)輸電分析[3]。

三、結(jié)束語

我們不可否認(rèn)的是，無人機(jī)巡檢已然成為輸電線路項目中巡檢作業(yè)未來的發(fā)展趨勢。雖然現(xiàn)階段人工巡檢已然占據(jù)一席之地，但筆者相信隨著無人機(jī)巡檢技術(shù)的不斷優(yōu)化和提升，其一定能夠逐漸代替人工巡檢為輸電線路的安全運行做出更大的貢獻(xiàn)，為我國電力領(lǐng)域的長期發(fā)展添加助力，這也是每一位從事輸電線路巡檢作業(yè)工作人員的美好希冀。