航空電力作業模式分析研究

國網江蘇省電力有限公司 顏休嘉

國網電子商務有限公司 魯靜

航空電力作業能有效地提高電網運維效率和安全可靠性，已成為世界電力作業領域的潮流，其作業模式主要分為直升機電力作業和無人機電力作業。直升機電力作業模式包括直升機電力巡檢作業、直升機帶電水沖洗作業、直升機帶電檢修作業、直升機基建施工作業、直升機激光掃描作業。無人機電力作業模式包括無人機巡檢作業、無人機清障作業、無人機施工作業。隨著技術的發展，航空電力作業模式將會成為未來的發展趨勢。

電力系統安全穩定運行關系到社會穩定和經濟發展，各國政府及電力企業都高度關注電網運維檢修業務。提高電網的運檢質量，可最大化降低潛在風險，保證電網安全穩定運行。隨著社會經濟的發展，人力成本不斷攀高，電網的運維檢修模式已由傳統的人工巡檢向航空電力作業轉變，如今航空電力作業己經成為世界電力作業的潮流。

航空電力作業方式經歷了直升機巡檢、直升機電力作業和無人機電力作業三個階段。回顧航空電力作業的發展歷程，航空器性能和電網作業技術是航空電力作業方式轉變的重要推手。隨著信息處理技術及無人機應用技術的逐漸成熟，以直升機為主、無人機為輔的協同巡檢模式將會成為未來的發展趨勢。

直升機電力作業模式

直升機電力巡檢作業

直升機電力巡檢是指利用直升機的機動性強的優勢，配以先進的光電檢測設備，由專業技術人員開展對輸電線路本體和走廊環境巡視檢查工作。直升機巡線發現隱蔽性缺陷能力強，發現危害性缺陷優勢強，且在對鐵塔瓶口以上缺陷巡視時優勢明顯。

直升機帶電水沖洗作業

直升機帶電水沖洗是指以直升機為平臺搭載高壓水槍對輸電線路嚴重污穢區與絕緣子進行清洗，能夠有效降低絕緣子污穢程度，降低閃絡跳閘的事故幾率。

直升機帶電檢修作業

直升機帶電檢修是指作業人員利用直升機直接進入等電位完成檢修作業的方法。具有高效快捷、作業靈活的特點，并且克服了傳統人工作業受地形因素制約的缺點，可有效提高線路運維效率。

直升機基建施工作業

直升機基建施工是指利用直升機開展吊裝組塔、吊運物資、展放導引繩等作業。我國開展直升機基建施工作業較晚，但隨著國內超、特高壓電網的建設，直升機基建施工發展需求較大，在物料運輸、導引繩展放、桿塔組立等方面取得較大進步。

直升機激光掃描作業

直升機激光掃描是指以直升機為平臺搭載激光掃描系統，獲取被測區域的三維激光點云數據，通過數據處理和分析生成相關數據和分析報告，實現通道運維的智能化、可視化。激光掃描技術測量精度高，能規避高差較大地形和植被茂密區域對數據采集的影響，能夠顯著提升電網勘測設計的整體水平及能力。

無人機電力作業模式

無人機巡檢作業

無人機巡檢主要是指多旋翼無人機桿塔精確巡視和固定翼無人機通道巡視。多旋翼無人機以超低空飛行為主，懸停在桿塔每一層級，對該層級絕緣子、金具、導線、附屬設施等進行360度精確拍照；固定翼無人機對線路通道環境進行巡視，對通道保護區內外部進行隱患信息采集工作，掌握保護區內樹木、建筑物、交叉跨越等相關數據。

目前無人機巡檢技術在輸電線路上的應用主要是對各設備本體的精細化巡檢。一是輸電線路故障的巡視。輸電線路故障往往伴隨著惡劣的天氣和復雜的現場狀況，無人機可有效、快速地展開故障查找工作，準確地找到故障點。二是輸電線路工程驗收。利用無人機機動靈活、近距離檢測線路設備等特點，將無人機應用于輸電線路驗收工作可以提高驗收效率，降低人工工作量和事故發生概率。三是輸電線路檢修作業。無人機運用其獨特的視覺和高空優勢，完成線路設備檢查，通道內的樹木、房屋、河流等重要跨越的巡視，為檢修作業提供可靠的影像資料。

無人機巡檢技術在彌補人工巡檢不足的同時，大幅提高線路運維效率。伴隨著機載設備向精確、高效、多元化方向的革新，以及遠期輸電線路三維建模、巡檢影像資料自主分析，無人機巡檢給輸電線路運行維護帶來了本質變化。

無人機清障作業

直升機巡線。 資料圖

近年來，輸電線路外飄異物引起跳閘的事故不斷增多，影響電網安全經濟運行。防范外飄隱患引起的線路事故，除了加大巡視、宣傳力度外，在已發現隱患的情況下，按照傳統的清障方法需要緊急申請線路停電以及人工高空作業登塔走線摘除，消耗大量的時間以及人力、物力、財力，同時也存在較大的人身安全風險與電網安全風險。而利用無人機消除外飄異物引起的安全隱患，效率更高，安全性更好。

目前電力公司內部，應用無人機拆除異物的方式一般有三種方法。一是無人機噴火。利用無人機搭載噴火設備，近距離接觸外飄物，使原來數小時的清障時間縮短到數分鐘，不僅提高了工作效率，還降低了安全風險。二是無人機電熱絲除障。在無人機上安裝電熱絲，通過調節電壓改變電流控制電熱絲溫度。利用高溫的電熱絲燒斷圍繞在電力線路上的飄帶、風箏線等異物。三是無人機機械手清障。機械手使用折疊機構和魚絲線傳動機構，刀具使用陶瓷材料，有效防止產生拉弧現象和減輕整體重量，保障無人機和操控系統的正常工作。

無人機施工作業

直升機在“三跨”等空域較為復雜的輸電線路進行施工存在著一定的安全風險，利用無人機施放導引繩可以有效解決此類難題，不但能大幅降低人工勞動強度，同時也能最大程度降低對環境的破壞。

由于無人機體量有限，在電力施工中主要應用為施放導引繩和施工過程管控。一是施放導引繩。使用無人機牽引放線可以應付各種跨越、穿越等較為復雜的放線環境，直接將牽引線送上桿塔，大大提高工作了效率。二是施工過程管控。利用固定翼無人機續航時間長、反應速度快、航線精準等特點，對施工過程中各部分進行巡視拍攝，得到海量的施工數據，實現在輸電線路施工建設工程中的全過程管控。

結語

我國航空電力作業起步較晚，與國外先進水平具有一定的差距。近年來國內電力企業通過引進和自主研發積極開展航空電力作業技術研究，但受限于航空基礎薄弱、航空管制和航空人員儲備不足等因素，國內航空電力作業還只停留在電力巡檢階段，帶電作業、基建施工等技術還未推廣應用。隨著國內無人機與“大云物智移”等新興技術的發展，國內電力企業應積極探索推廣使用航空電力作業模式。■