無人機在架空輸電線路巡檢中的應(yīng)用研究

任曉龍 陳亞文

國網(wǎng)陜西省電力公司寶雞供電公司 陜西寶雞 721000

1 無人機巡檢的缺陷與優(yōu)勢

將無人機設(shè)備應(yīng)用在電網(wǎng)輸電線路巡檢中，可以有效地改變以往人力巡檢效率低下、大量人員資源浪費的問題?，F(xiàn)價段，無人機巡檢處于初步發(fā)展階段，在實際應(yīng)用中，還存在很多的不足。一方面，無人機設(shè)備的體積小，電容量較低，導致巡檢時間較短，難以使用在長距離的輸電線路巡檢中。另一方面，無人機設(shè)備的遙控范圍較小，存在距離限制，并且系統(tǒng)較為低端，未能實現(xiàn)對拍攝線路缺陷的自動識別。但使用無人機進行輸電線路巡檢，與傳統(tǒng)的人工巡檢方式相比而言，具有一定的優(yōu)勢。首先，無人機設(shè)備的基礎(chǔ)是自主懸停技術(shù)和自定導航技術(shù)，可以起到防止碰撞輸電線路的效果，提高了巡檢的安全性。其次，在惡劣的天氣中，可以有效的對輸電線路發(fā)生的問題進行分析，并找出發(fā)生問題的位置，便于快速解決問題，恢復(fù)電路系統(tǒng)。最后，無人機設(shè)備分為手動和自駕兩種，在使用中可以根據(jù)自身的需求選用適合的類型，在兩種操作方式在具體應(yīng)用中，都可以降低以往巡檢中對大量人力的使用，并且還提高了巡檢的速度和電力企業(yè)的經(jīng)濟效益[1]。

2 輸電線路巡檢方式

目前，常見的輸電線路巡檢方式有借助信息化設(shè)備的人工巡檢、借助檢測儀器（紅外成像儀和紫外成像儀）的巡檢、借助新設(shè)備（直升飛機、機器人、無人飛行器）的巡檢。我國電力行業(yè)主要采用傳統(tǒng)的人工輸電線路巡線方式，該方式下巡檢人員常面臨惡劣的巡檢環(huán)境，存在巡線難度大、工作量大、記錄數(shù)據(jù)多且不易存儲等缺點。借助檢測儀器的巡檢方式，存在和人工巡檢相同的巡線難度大、單一使用效果不好的缺點，但對巡檢地理位置的依賴性小，提高了巡檢的精確度和效率，減少了對巡檢工人的經(jīng)驗要求，降低了作業(yè)強度，保證了人員的安全，且數(shù)據(jù)便于記錄和整理，巡線結(jié)果形象易懂。借助新設(shè)備的巡檢方式主要是在直升飛機、機器人和無人飛行器上搭載紅外成像儀、紫外成像儀、攝像機等設(shè)備。該方式有著設(shè)備投入和人員培訓費用大、技術(shù)不夠成熟、巡檢路徑不完善、供能問題和自主越障能力的限制，具有覆蓋面積廣、全面、多角度、高效、快捷等特點，但也帶來了巨大的挑戰(zhàn)和困難，如巡線機器人的自主越障能力、自主行走能力，無人飛行器如何自主導航和智能線路如何進行巡檢。

3 在輸電線路巡檢中無人機的應(yīng)用

3.1 無人機操作注意事項

無人機設(shè)備在飛行時，也會受到高大建筑物、桿塔和樹木的影響。因此，必須注意控制其起飛的高度。這就要求在起飛前，先對巡檢區(qū)域較高障礙物的高度進行調(diào)查，并將無人機設(shè)備的高度控制在障礙物上方2.5至5m。為了保證無人機設(shè)備操作的合理性，巡檢操作人員在操作前必須熟讀設(shè)備操作手冊，牢記相關(guān)參數(shù)，并掌握操作技巧，為無人機巡檢工作的合理開展奠定基礎(chǔ)。在無人機巡檢前，還應(yīng)先進行設(shè)備校準工作，而主要需要關(guān)注和控制的參數(shù)項，是無人機設(shè)備飛行高度、返航點和電量警報。其中，飛行高度一般設(shè)置在120m，如果使用智能飛行系統(tǒng)，控制在50m 即可[2]。

3.2 無人機巡檢內(nèi)容

（1）正常巡檢。正常巡檢是指根據(jù)架空輸電線路實際巡檢需要按周期制定巡檢計劃，并選擇性地搭載相應(yīng)的巡檢設(shè)備對架空輸電線路開展可見光和紅外測溫等項目的巡檢作業(yè)。其中可見光巡檢作業(yè)主要用于發(fā)現(xiàn)導線、地線、絕緣子串、金具、固定螺栓、線路通道環(huán)境及其他附屬設(shè)施等外部可見的異常情況和缺陷，紅外測溫巡檢作業(yè)主要用于發(fā)現(xiàn)導線壓接管、導線線夾、耐張管及絕緣子等相關(guān)連接或焊接部位發(fā)熱異常等缺陷情況。

（2）故障巡檢。故障巡檢是指在架空輸電線路發(fā)生故障后，為快速有效地排查出故障原因、故障點，根據(jù)保護動作信息初步確定架空輸電線路故障點的可疑區(qū)段和部位，利用無人機搭載的故障巡檢設(shè)備對可疑區(qū)段線路和部位進行全方位故障巡查。另外，也可根據(jù)架空輸電線路實際運行狀況向兩側(cè)擴大故障巡查范圍，以便進一步分析架空輸電線路是否還有其他異樣。

4 無人機線路巡檢展望

無人機線路巡檢與人工線路巡檢、直升機線路巡檢相比有很多的優(yōu)點，但是我國高壓輸電線布設(shè)的特殊性，造成了巡檢地形復(fù)雜、變化多樣，高山、樹林、建筑等障礙物較多，給無人機線路巡檢帶來了很多的挑戰(zhàn)，因此無人機線路巡檢路徑規(guī)劃對于節(jié)約能源、提高巡檢效率有直接的影響。同時，由于無人機自身條件限制（如飛行高度、可控范圍、電量、飛行距離等）無法完成線路巡檢的所有巡檢任務(wù)，因此制定合理、完善的巡檢任務(wù)對于無人機巡檢有著重要作用。隨著控制技術(shù)、導航技術(shù)、通信技術(shù)的進步，為無人機全自主線路巡檢提供了可能，各種無人機的出現(xiàn)也讓無人機的發(fā)展變得更加專業(yè)化和智能化，加上檢測儀器的小型化、微型化，使得無人機上可攜帶更多的檢測儀器。這些對于提高線路巡檢效率、精確度具有重要作用。無人機線路巡檢在我國的起步較晚，要完全自主地進行線路巡檢還有待技術(shù)上的突破[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，將無人機設(shè)備應(yīng)用在輸電線路巡檢中，不僅可以滿足新時期對電網(wǎng)巡檢的需求，降低對人力資源的使用，而且還可以在一定程度上提升對電力系統(tǒng)的管理水平，保證電網(wǎng)的高效、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。因此。電力企業(yè)在進行輸電線路巡檢時，應(yīng)重視對無人機設(shè)備的應(yīng)用，從而促進電力企業(yè)經(jīng)濟效益提升。