無人機在電力巡檢中的應用

摘要：隨著我國對電網穩定性要求不斷提高，傳統的人工巡檢方式存在勞動強度高、效率低、巡視視角受限等問題，為了滿足電網運維工作的需要，急需探索新的電網運維形式。無人機具有響應速度快、自動化程度高、應用范圍廣、經濟性好、巡視質量高等特點，無人機技術的快速發展為電力巡檢提供了新平臺，開創了電力巡檢新模式，促進了輸電運維工作的發展與進步。

關鍵詞：人工巡檢;無人機;電力巡檢

隨著我國社會經濟快速發展，對電力系統運行的穩定性和安全性要求越來越高。我國幅員遼闊，山地、丘陵地區較多，氣象條件也比較復雜，傳統輸電線路的維護主要以人工巡視為主，輸電運維工作效率與質量都較低。隨著科技的發展，無人機的出現和應用對許多重要領域產生了深遠影響。無人機具備靈活性高、反應速度快、成本低以及實時性強等特點，將無人機應用于輸電線路運維工作中，可以有效提高線路運維工作的效率與質量，合理使用無人機，將為電力系統的安全、穩定運行提供充分的保障[1]。

1 傳統人工巡檢的不足

隨著高壓輸電線路運行管理模式的改變及其電網規模的不斷擴大，常規人工電力巡線面臨巨大挑戰：勞動強度大、工作條件艱苦，勞動效率低;當電網遇到緊急故障，輸電運維人員不能及時到達事故現場，無法把握故障嚴重程度，不利于故障搶修處理;人工巡視質量隨著輸電運維人員經驗而提高，由于輸電運維作業條件相對艱苦，人員流動性大，輸電運維專業不易留住高素質人才。傳統的人工電力巡視已經不能適應現代化電網建設與發展的需求，電網維護需要更先進、科學、高效的運維新形式。

2 無人機巡檢優勢

無人機巡檢優勢包括：便于攜帶、容易操控、反應快、載荷種類豐富、任務用途廣泛、起降條件要求低且能夠自主飛行等。相對于有人直升機而言，對無人機駕駛人員技術水平要求低，巡視成本低、安全性高。

無人機電力巡檢行業優勢：

第一： 無人機巡檢的應用能夠提高電力運維工作的速度和效率，減少停電時間，產生巨大的經濟效益。

第二： 無人機巡檢可以降低輸電運維人員的勞動強度，相比載人直升機進行輸電線路巡視，作業人員更安全，成本更低。

第三： 無人機提高了電力線路巡視質量。常規人工巡視由于視角原因，塔上金具外側部分的缺陷不容易發現，無人機既可以沿線路外側飛行又可以在內測飛行，因此能夠提高巡視的質量。

3 無人機在電力巡檢中的應用情況

1）固定翼無人機巡檢

固定翼無人機具有快速響應的優勢，適用于自然災害預警巡查飛行和災后事故應急飛行。通過大范圍快速巡查，第一時間掌握災害狀況，通過航拍測繪掌握地面受災程度，地面監控人員將實時航拍數據反饋給輸電管理部門，以便相關部門快速準確的對輸電線路受損情況進行定損評估，為開展電網搶修工作贏得寶貴時間。

2）旋翼無人機可見光巡檢

旋翼無人機可見光巡檢主要應用于輸電線路常規精益化巡檢中，主要巡檢內容包括：桿塔本體（有無鳥窩、 傾斜、塔材是否被盜等）、基礎（有無沉降、塌方、沖刷、外破施工等）、通道環境（有無違規建筑和超高植被等）、導地線（有無斷股、散股、異物懸掛等）、金具（是否銹蝕，螺帽缺少、松動，螺栓是否缺開口銷，防振錘是否滑移等）、絕緣子（有無閃落跡象、破損、污穢、異物懸掛等）、接地裝置（接地體外露、接地引下線斷開等）、附屬設置（桿號牌掛錯、警示牌缺少模糊等）等8大類。

利用多旋翼無人機搭載的可見光設備采集輸電線路設備相關信息，巡檢任務完成后，地面工作人員對采集的圖片信息進行查看，對發現的缺陷，根據檢修計劃制定相應的檢修方案。

3）旋翼無人機紅外巡檢

旋翼無人機紅外檢測是利用無人機搭載的熱成像設備采集設備的溫度數據，通過溫度對比分析，發現隱蔽性較強故障點，再結合可見光巡視數據進行診斷分析，故障檢測準確性大大提高。無人機搭載熱成像設備夜間巡檢項目包括：導線（有無紅色發熱點）、線夾（有無接觸點發熱）、引流線（有無發熱點）、絕緣子（有無擊穿發熱）、桿塔（有無擊穿發熱）、耐張管（有無發熱）等。

4）無人機在輸電帶電檢修中的應用

無人機在輸電線路帶電檢修工作中的應用主要有：水沖洗無人機進行絕緣子清掃，無人機絕緣子測零、噴火無人機清除桿塔異物等 [2]。無人機在輸電線路帶電作業中的應用，提高了輸電帶電作業效率，減輕了帶電檢修人員工作強度，更重要的是可以減少帶電作業中高墜與觸電兩大風險，保證了檢修人員的安全，對輸電線路檢修工作具有十分重要的意義。

5）無人機在線樹距離管控中的應用

輸電運維中一項重要工作為線樹（線竹）距離的管控，線路距離控制不好，很容易引起線路放電、跳閘，造成巨大經濟損失。傳統線樹距離一般靠輸電運維人員的工作經驗進行判斷，由于人的視覺誤差，誤判幾率大。有時為了把控好線樹距離，造成大面積樹木砍伐，破壞了當地環境，與林業部門、當地群眾矛盾不斷。

隨著激光雷達與無人機技術的發展，利用無人機搭載激光雷達設備對輸電線路通道進行三維掃描建模，可以快速發現線路走廊下方及周圍是否存在超高樹木[3]。根據樹木的生長特點，將樹高信息導入采集數據中，可以預判線樹距離，制定合理的修枝砍伐計劃。無人機激光雷達巡檢系統的應用提高了輸電運維工作的效率與精度，大大提升了輸電運維工作的可靠性。

4 無人機在電力巡檢中面臨的挑戰

無人機在電力巡檢中優勢在于減輕運維人員室外工作強度，提高工作效率與運維人員安全性，但實際應用中也發現存在一些不足。

a、單次采集數據量有限，采集有效性低，在巡檢過程中對巡檢目標需要多次拍攝才能彌補由于任務載荷對焦失敗的不足，無法準確對準目標等問題，前端拍攝大量信息多為無效性信息。

b、大批量采集一致性差，不具備重復對比的能力，相同故障點數據每次采集信息都不具備歸一性，存在重復拍照或者漏拍問題，無法通過GIS信息進行統一處理。

c、數據采集受限制，提高數據采集的有效性是整個數據采集流程的核心。

5 小結

將無人機應用到輸電線路巡檢工作中，開辟了輸電線路運維新形式，具有十分重要意義。

第一：在巡檢周期內提高重點區段、大負荷線路巡檢次數，保證電網安全運行。

第二：快速準確掌握電力線路故障情況，制定有針對性的搶修方案，減少停電時間。

第三：利用無人機對線路走廊進行三維掃描，準確把控線樹距離，解決了輸電運維工作中的一大難題。

第四：利用無人機開展帶電運檢，減輕了輸電運檢人員工作強度同時提高運維工作的安全性。

參考文獻

[1] 莫文華. ?研究輸電線路巡檢中無人機的運用及發展[J]. 通訊世界. 2016，09：77-81.

[2] 萬宏偉. ?電力線路巡檢技術的優化和發展[J]. 廣東輸電與變電技術. 2008，04：88-93.

[3] 徐展. ?一種激光雷達導航的全自主智能無人機巡線系統[J]. 浙江電力. 2017，06：70-75.

姓名：成廣生（1987.05.06），性別：男，籍貫：福建新羅，民族：漢，學歷：研究生，職稱：工程師，職務：高壓線路帶電檢修工，研究方向：輸電線路運檢。