無人機技術在電力線路精準管理中的應用和探討

卞建勃 李莉 王碩偉

摘 要：近年來，無人機作為一種新型的裝備，靈活機動、操作簡單，方便推廣和培訓，特別是在電力行業中應用無人機技術，能夠大大提高現場勘查、線路巡視等工作效率和質量。隨著無人機和“大云物移”等技術的飛速發展，輸電線路無人機巡檢越來越讓大家接受和應用，當下，迎來了無人機和人工協同的輸電線路立體巡檢新模式。在傳統人工線路巡視中，人在地面對線路桿塔的巡視只能夠將地面部分巡視清楚，但對高處部位的檢查，存在視覺盲區，不能全方位進行檢查;同時，尤其是高電壓等級線路桿塔，高度都在25米以上，由于員工與被觀察部位距離太遠，人站在地面看不清楚上部的詳細狀況，并且，大量線路區段所處地形復雜，尤其是涉水區域，巡視難度大。因此，無人機在通道巡檢、設備巡檢、特種作業等方面的應用前景非常廣泛。

一、無人機技術在電力線路精準管理中的應用的產生背景

在當前傳統人工線路巡視中，人在地面對線路桿塔的巡視只能夠將地面部分巡視清楚，但對高處部位的檢查，存在視覺盲區，不能全方位進行檢查;同時，尤其是高電壓等級線路桿塔，高度都在25米以上，由于員工與被觀察部位距離太遠，人站在地面看不清楚上部的詳細狀況，并且，大量線路區段所處地形復雜，尤其是涉水區域，巡視難度大。

同時，傳統的運檢管控模式無法滿足對電網的精準管理的需求，人工線路巡視所產生的數據未充分利用，數據不能夠互聯共享，可視化程度低，管控力度不足，亟需采用新模式緩解運維壓力，提升設備狀態管控能力。

二、無人機技術在電力線路精準管理中的應用的內涵

小型多旋翼無人機應用于220kV及以下輸電線路巡檢具有很大優勢，可深入班組規模應用，隨著續航能力的不斷提升，具有廣闊應用前景。

（1）飛行智能化

研發了無人機智能操控軟件，實現無人機按照規劃航線對線路通道和桿塔進行自主飛行;在飛行過程中按照設定的高程、拍攝角度、拍攝頻率對通道和桿塔持續自動拍攝。

定位精度高（厘米級），抗電磁干擾能力強、可精確記錄并重現飛行軌跡和拍攝角度。

（2）數據處理智能化

開發了數據處理軟件，開發并使用缺陷隱患分析軟件、樹障安全分析軟件，實現海量巡檢數據智能化處理和缺陷報告自動生成。

通過圖像點云分析和三維建模，實現交跨距離精確測量。

（3）通過對線路線路的通道巡視、樹障巡視、桿塔精細化巡視、特殊巡視，加強對電力線路精準管理。

三、無人機技術在電力線路精準管理中的應用的主要內容和做法

1、無人機應用現狀

目前，公司現有已取證無人機駕駛員3人，無人機1臺，型號為大疆經緯MATRICE 210。已執行上百次飛行巡查任務。

公司在引進無人機應用中，總結了實踐經驗，針對無人機操作規程、運行機制，建立了多個相關的規章制度，對無人機在工作中的應用起重要指導和規范作用。

2、典型應用案例

（1）案例1：

在2019年1月份，通過無人機對110kV九廣線、辛東線、廣東線進行無人機飛行巡視，發現的缺陷中，缺失M、R銷共102處，避雷線船形線夾U形螺栓、螺帽丟失16處，螺栓松動9處。這些在人工線路巡視過程中，在地面是無法發現的，通過利用無人機及早發現線路缺陷，在2019年2月份，通過積極協調，及時進行了3條110kV線路的消缺消除，避免線路故障的發生。

（2）案例2：

在110kV九墾線發生線路故障時，線路工作站立即展開線路登塔檢查工作，由于部分區段地形復雜，有的桿基在水中，有的在需要繞路才能靠近桿塔，如果人工進入，非常的費時費力。東區供電公司采用無人機巡線的方法，完成了這些地形復雜區段的線路巡視任務，給工作人員節省了大量的時間和體力，保證了后續搶修工作的開展。

（3）案例3：

近期，孫家濕地公園正在施工，東區所管轄的220kV萬九I線、220kV萬九II線的部分區段在施工區域，由于施工面特別大，20多臺挖掘機同時施工，巡視人員無法進行全局巡視掌握現場，通過無人機進行現場巡查，能夠同大局進行掌握，同時能夠及時發現距離線路很近的施工，對高風險施工區域的施工進行重點看護。

除以上典型無人機應用案例外，還利用無人機技術完成多個變電站內避雷針、龍門架、樓頂、地形復雜線路區段巡視等工作任務。日常缺陷管理中，對現場發現的每一處缺陷立即拍照，通過微信將缺陷照片配合文字描述上傳，通過共同“會診”，制定安全可行的整改措施，并將缺陷按線路建立檔案，整條線路缺陷狀況通過照片一目了然，便于管理。

三、無人機在實際應用中存在的問題

1、無人機駕駛員數量、無人機數量在實際應用中不足

目前東區供電公司擁有3名無人機駕駛員，1臺無人機，如果同時有多個工作任務時，由于人員、無人機數量的限制，不能夠及時的去執行飛行任務。

2、無人機電池組數量不足

目前，僅擁有2組無人機電池。無人機在飛行時需要安裝1組電池，每組電池能夠支持無人機飛行15分鐘，除去飛往和飛回降落所需時間外，真正有效工作時間僅有10分鐘。如果無人機電池數量少，就大大降低無人機現場應用時間和無人機利用率。

3、無人機駕駛員的訓練培訓設施需補充完善

無人機駕駛員的訓練培訓設施包括高配置的電腦、模擬飛行操作手柄附件以及相關模擬飛行軟件系統，目前，東區供電公司都沒有相關設置，在日常，無法對無人機駕駛員進行模擬練習和培訓工作，這就導致無人機推廣應用進行緩慢，無人機駕駛員的相關操作技能得不到練習，無人機操作技術得不到提高。

4、無人機、電池組等管理設施需要補充

目前，沒有專門存放無人機、電池組的房間，對無人機、電池組的管理不夠規范。以后隨著無人機數量、電池組樹的增減，更需要專門存放的房間和一套高效的管理流程和制度。

5、增加紅外成像測溫鏡頭

目前擁有的無人機僅擁有可視光鏡頭，無法對現場的導線接頭進行測溫，不能夠及時發現溫度異常。