淺談無人機在線路運維中的應用

翁志達

摘要：當下輸配電線路巡檢自動化已成為電力系統(tǒng)維護的必然趨勢和發(fā)展方向，無人機巡檢維護方式的普及，將減輕線路工人在線路日常巡檢、緊急搶修、狀態(tài)監(jiān)測等方面的工作壓力，在消除人工巡檢盲點的同時，提高了巡檢和維護效率與質量，保障了巡檢維護過程中的人身安全。本文對四旋翼無人機功能和配置行了簡單的介紹，闡述了無人機在線路巡檢維護中的應用，發(fā)表了一些建議看法，希望可以對無人機在線路巡檢維護中的應用起到一定的參考和幫助，提高無人機應用有效性，充分發(fā)揮出無人機的價值和作用，更好的保障人們的用電，為我國社會經(jīng)濟發(fā)展保駕護航。

關鍵詞：輸配電線路;無人機;運維

前言

基于當前無人機在民用領域的應用日益廣泛，相應軟、硬件技術日趨完善，利用無人機輔助人力進行線路巡檢運維，可以到達人力很難到達的地方，具有極其廣闊的應用前景。且當前人們生活水平不斷提高，對供電質量有嚴格要求。將無人機應用在輸配電線路巡檢中，有助于快速找到線路存在的缺陷和隱患，在各類復雜地形和災害條件下，獲取高質量的現(xiàn)場資料信息，降低工作人員的工作強度和危險性，使線路巡檢效率有明顯提高，使得線路的維護更加高效。

所謂的巡檢無人機主要是指用于巡檢架空線路的無人機設備，通過結合電控遙感技術以及遠程監(jiān)控技術，達到控制無人駕駛飛行器的目的，完成架空線路的巡檢任務。一般而言，線路巡檢的無人機主要以固定翼式、直升機式以及小型旋翼式等形式為主。介于三者類別的不同，在作用與應用方面會存在不同程度的差異性。結合實踐經(jīng)驗來看，固定翼無人機在續(xù)航方面呈現(xiàn)出的時間狀態(tài)較長，但不可懸停。直升機式無人機雖可懸停，但飛行速度較低。而小型旋翼式可懸停，但載重能力較差?？梢哉f，每種巡檢無人機在功能方面具備各自的優(yōu)缺點，需要工作人員視情況而定，選擇最為合適的線路巡檢無人機設備。

因多旋翼（多軸）無人機是消費級和部分民用用途的首選平臺，靈活性介于固定翼和直升機中間（起降需要推力），操縱簡單，成本較低，在輸配電線路的巡檢維護工作中，得到廣泛的應用。

線路巡視的應用

因無人機的具有便攜和具有多角度觀測線路設備的能力，相對于人工巡視大多數(shù)情況下只能在地面對設備進行觀測，無人機在線路巡視方面很好地擴大了巡視觀察的范圍，對人工巡視起到了很好地輔助作用，根據(jù)機載觀察設備不同，無人機對于線路觀測分為以下幾個方面：

可見光 用于發(fā)現(xiàn)絕緣子破損，螺母缺失。

激光雷達 檢查金屬材質塔體大范圍變形、異常移位、傾斜。

紅外線和紫外紫外線 發(fā)現(xiàn)線路中的短路點和異常。

多光譜 輸配電線路附近植被生產(chǎn)情況預測，以及銹蝕油漆剝落。

線路架設的應用

在傳統(tǒng)的大跨越放線中主要包括：氣球牽引放線、動力飛艇牽引放線、動力傘牽引放線、

直升機牽引放線，每種方式都有其所適應的施工環(huán)境，但是在使用成本上都不低，且對于施工人員和施工條件的要求也不低。

在線路架設中引入多旋翼無人機，無人機的全地形工作能力，使得可以應付較為復雜的放線環(huán)境，一般情況下可以抵御六級大風，特殊情況下甚至可以實現(xiàn)十級風的放線任務;在植物生長密集的叢林中，可以實現(xiàn)叢林穿越放線、盲飛放線。相對于傳統(tǒng)的放線方式，無人機放線的可控性更加強，可以實現(xiàn)桿塔精準放線，可以直接將牽引線穿越每一基桿塔，實現(xiàn)請引線直接上塔，大大提高工作效率。這些優(yōu)勢使得無人機放線整體費用，小于傳統(tǒng)的放線方式，同時還提高了施工的效率。

線路消缺的應用

無人機在線路消缺中，主要適用于清除架空線路飄掛物，根據(jù)無人機上搭載的相關設備的不同主要分為以下幾種方式：

無人機噴火

普通無人機只要一接觸或者靠近高壓線，就會被直接吸過去;經(jīng)過多方面的論證和實踐，首先令無人機噴灑出霧化水珠狀的汽油作為燃料，待線路懸掛異物充分浸染后，在使無人機點火，然后立即熄滅，避免電場力作用，并適時再度噴灑助燃劑。該方式可使原來數(shù)小時的清障時間縮短到數(shù)分鐘，但是對于無人機操控手的要求較高。

無人機電熱絲除障

在無人機上加裝材料輕、硬度強的碳纖維管作為主體支架，一端通過連接板固定到無人機機架上，另一端連接有碳纖維板制作成的引導槽，在引導槽內部裝有電熱絲;電熱絲連接電子調壓器，通過遙控接收機提供的信號，調節(jié)調壓系統(tǒng)控制的電壓，改變通過電熱絲的電流，從而實現(xiàn)電熱絲溫度調節(jié)。當線路上有類似于風箏線之類的細線飄掛物，可利用無人機上的電熱絲燒斷，達到清理飄掛物的目的。

無人機機械手清障

在無人機上轉載帶有折疊機構和魚線傳動機構，刀具使用陶瓷材料，有效防止產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象和減輕整體重量，保障無人機和操控系統(tǒng)的正常工作，但是機械手的制作要求嚴格的無人機配平調試。

無人機使用的不足

無人機在電網(wǎng)工作中的引入時間不長，以至于其的使用需要花時間跟我們現(xiàn)有工作進行整合和兼容，其擁有許多便利性的同時，也有需要進行優(yōu)化改進的地方：

因我們現(xiàn)有無人機多為消費級的無人機，并沒有對應我們現(xiàn)有的工作要求進行優(yōu)化，在使用過程中發(fā)現(xiàn)，巡視中獲取的圖片資料，比較混亂，篩選比較困難，使得在巡視后的圖片整理中花的時間較多，且易出錯，效率不高;

無人機每次飛行的續(xù)航時間不夠長，不能進行長時間或者過長距離的作業(yè)，外出進行作業(yè)需要攜帶大量的專用電池;

因無人機的相關證件培訓考試價格貴，電網(wǎng)企業(yè)沒能對所有運維人員進行技能的普及，在工作任務繁重缺少人手時，會出現(xiàn)黑飛的現(xiàn)象，導致會出現(xiàn)炸機，這影響了工作的進度，也增加了企業(yè)的運行成本;

建議

增加對于無人機培訓的投入，在公司引進模擬飛行系統(tǒng)，并取得相關的培訓資格，在系統(tǒng)內部進行培訓，可以起到降低培訓成本，并加強對于一線員工無人機操作技能的目的;

對于使用無人機運維作業(yè)的標準進一步進行規(guī)范化，提高作業(yè)效率;

建立完善無人機的使用反饋機制，對于使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題和痛點進行收集，及時反饋供應商，協(xié)助和推進無人機飛控系統(tǒng)對于電網(wǎng)工作的便利性，智能化。

參考文獻

黎凱旻.四旋翼無人機在輸電線路巡檢中的應用[J].科技經(jīng)濟導刊，2018.

商超，鄭建華，蘇文楠.無人機在電力架空線路巡檢中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2019.

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

王剛，孟瑩梅.多旋翼無人機在輸電線路巡線中的應用[J].山東工業(yè)技術，2019.

侯飛.電力專用無人機的巡檢技術應用分析[D].華北電力大學（北京） 碩士論文，2017.

李力.無人機輸電線路巡線技術及其應用研究[D].長沙理工大學，2012.