旋翼無人機在10kV配電線路中的運用

黃朝增

摘 要：10 kV架空線路對于電力正常供應有著十分重要的影響意義，但是在實際中，由于線路所處的環境較為復雜，使用過程中經常出現各種各樣的故障和問題，對于線路正常功能的發揮產生了非常消極的影響。傳統的線路檢修方式不僅成本很高，而且效率較為低下，無法滿足目前我國的線路檢修和巡視要求，因此，使用無人機進行線路巡視查找缺陷的方法逐漸開始興起。文章對于旋翼無人機在10 kV配電線路中的運用進行了深入的分析和探討。

關鍵詞：10 kV配電線路；旋翼無人機；巡視；操作標準

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）09-0065-01

由于10 kV配電線路所處的環境通常比較復雜，傳統的人工巡視方法，不僅效率低下，還存在很大的安全風險。并且，由于線路較長，巡視工作任務量大，人工巡視不僅準確率低，還需要花費大量的時間和精力，無法滿足新時期下線路巡視的要求。因此，采用無人機進行線路巡視得到了越來越多人的認可和關注。無人駕駛飛機簡稱“無人機”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。從技術角度定義可以分為：無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機等。本文對于多旋翼無人機在10 kV配電線路中的運用做了深入分析。

1 旋翼無人機概述

旋翼無人機具有價格低廉、起降、懸停更加平穩的優勢，主要包括無人機以及地面站等兩部分。在使用的過程中，旋翼無人機的地面站發揮著重要的引導功能，是確保無人機正常開展線路巡視的重要保障。

除此之外，地面站還具有以下功能：能夠實現與旋翼無人機的遙測通信等；確保無人機能夠順利飛行至需要檢測的位置；接收檢測結果；控制無人機飛行等。

旋翼無人機的功能包括以下幾個方面：其具有在指定位置自主懸停的功能，可以為獲取圖像提供最佳角度；能夠通過調節無人機的減震云臺以及航向，實現對于圖像采集角度的合理控制；可以實時收集和傳輸設備圖像；依據巡視要求，可以實現人工控制，使其沿著配電線路飛行，以便進行巡視、缺陷查找工作。

為了滿足線路巡視的要求，無人機必須配備相應的設備，確保能夠滿足巡視工作對于圖像清晰度和準確性的要求。測試數據顯示，要想滿足線路巡視的清晰度要求，數碼相機的必須具有良好的防抖性和光學變焦功能。有條件的還可以加載紅外熱成相儀進行拍攝。

2 旋翼無人機在線路巡視中的應用分析

①通常來講，旋翼無人機適用于時間在0.5 h以內、距離在 3 km左右的飛行巡視。此種類型的短距離巡視、查找缺陷，可以取代人力進行一些難度較大的工作，比如地勢險峻或者出現洪水災害的時候，可以保障工作人員的安全，降低巡視工作的難度。另外，無人機巡視最大的優勢在于其可以進行360 °全景拍攝。近年來，為提高供電可靠率，一條10 kV架空線路在2個月內只可以停電1次。而隨著架空線路逐漸使用爬距高、絕緣性能良好的棒式絕緣子，停電登桿檢查工作已經成為了過去式。所以，在帶電車無法到達的區域、同時不滿足停電條件的時候，采用旋翼無人機查找缺陷不失為一種辦法。

②旋翼無人機具有較好的靈活性，并且其飛行和懸停更加穩定，適用于高空設備的巡視，比如桿塔以及構件等的實際狀態等。通過在線路巡視中利用無人機巡視查找缺陷，可以取得較為清晰的圖像資料或者視頻，不但大大提高了線路巡視工作的效率，還可以顯著降低線路巡視的危險性，保障了工作人員的人身安全。

并且在實際的應用過程中，無人機還能夠實現對于設備缺陷的定點檢查，以實現精確的判別和確認；降低了故障點排查的工作量，同時可以代替人工進行桿塔上部等位置的巡視工作；其勘測結果可以為檢修方案的制定和優化提供真實依據和科學參照。

③旋翼無人機也存在一些較為明顯的局限性：由于其飛行需要電池的支持，因此，巡航時間受到電量的限制，飛行時間比較短；另外，無人機只適用于故障檢測，目前無法實現自動的缺陷分析，功能還有待于進一步完善。

3 10 kV架空線路無人機巡視操作標準

①禁止操控飛行器使之進入法律規定的禁飛區。禁飛區包括：機場、邊境線以及主要城市。禁止在超過限定高度的空域飛行。

②機體必須經過專業機構的嚴格高壓電磁環境測試，并通過專業機構的EMC電磁環境兼容認證（注：EMC（電磁兼容性）的全稱Electro Magnetic Compatibility， 其定義為“設備和系統在其電磁環境中能正常工作且不對環境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力” 。該定義包含兩個方面的意思，首先，該設備應能在一定的電磁環境下正常工作， 即該設備應具備一定的電磁抗擾度（EMS）； 其次，該設備自身產生的電磁騷擾不能對其他電子產品產生過大的影響，即電磁騷擾（EMI）。確保電磁場不對無人機的磁羅盤產生干擾從而使飛行器失去控制。

③準備好飛行計劃，制定合理的操作方案。提前做好巡視環境、標的物的勘察。

④惡劣天氣下請勿飛行，如大風（風速四級及以上）、下雪、下雨、有霧天氣等。飛行時，請保持在視線范圍內控制，使飛行器時刻與障礙物、人群、水面等物體保持至少10 m以上的距離。

⑤配置相應的工作人員：負責人和操作人員、輔助人員各一位。在進行線路巡視工作中，負責人主要任務是確保飛行安全，負責具體的飛行路線，并在過程中負責監督執行。

⑥起飛前確保GPS搜星在8顆以上，避免失去GPS信號導致飛行器失去控制。

⑦飛行過程中，工作人員必須注意無人機的電量使用狀況以及飛行時間，確保剩余電量能夠支撐到無人機著陸。

⑧對桿塔設備進行巡視拍照時要注意防止機體與導線、金具、設備進行碰撞，保持3 m以上安全距離。

⑨定期維護保養：飛行完畢后，器材需進行檢查，維修，保養，以確保下一個工作日順利飛行。

4 結 語

配電架空線路對于正常的供電具有不可忽視的影響，因此，為了保障線路的正常使用，就必須重視線路巡視工作，以便及時的發現、排除線路故障和設備的安全隱患，但是傳統的人工巡檢模式不僅效率比較低，而且很難進行全面、準確的故障檢測，為了適應我國目前的電力事業發展狀況，就必須進行巡檢方式的更新。

旋翼無人機具有顯著的功能優勢，應用在我國的線路巡視中能夠取得良好的效果，有助于促進線路管理水平的提高，為線路巡視安全提供了技術保障。

參考文獻：

[1] 岳靈平，章旭泳，韋舒天，等.輸電線路無人機和人工協同巡檢模式研究 [J].電氣時代，2014，（9）.

[2] 王銳，王柯，徐曉剛，等.輸電線路無人機巡檢地面測控站及運輸保障系 統設計[J].廣東電力，2014，（2）.

[3] 李力，徐勛建，李波，等.架空線路無人機巡線技術探討[J].湖南電力.2012，（1）.

[4] MD-TM-2009-002，民用無人機空中交通管理法[S].