無人機在輸電線路巡檢中的應用

梁宇恒

（廣東電網有限責任公司中山供電局，廣東 中山 528400）

0 引 言

輸電線路巡檢是保障電網安全運行的重要方式，隨著電網的不斷發展，輸電線路所經過區域的不斷擴大，如何保證輸電線路的安全、穩定運行已經成為一個重要的問題。以往傳統人工登塔的巡查方法，不僅工作量大，而且運行的時間比較長，無法提高實際巡查效率，特別是在對一些復雜區域進行巡查的過程中，還會面臨生命安全威協。無人機的使用，提高了輸電線路巡視工作的效率，保證了巡視人員的安全。

1 輸電線路巡檢技術概述

1.1 輸電線路巡檢的重要性

輸電線路是電力系統的重要組成部分。因為輸電線路的運行環境比較惡劣，建設區域內的地形地貌也比較復雜，線路運行中不但要承受正常的機械載荷和電力負荷的內部壓力，還要經受雷擊、強風、污穢、滑坡及鳥害等外界侵害，這些情況將會使線路上的各個元件老化。因此，一旦在安全巡查的過程中沒有及時發現線路存在的問題，就會對電力系統的供電質量產生影響。通過對輸電線路的巡視檢查來了解線路的運行狀況及周圍環境的變化，及時發現設備缺陷和隱患，從而預防事故發生，保證線路的安全穩定運行[1]。

1.2 輸電線路巡檢發展方式

通過對輸電路線的定期巡視檢查，隨時掌握輸電線路的運行情況、線路周圍環境和保護區變化的情況，但隨著電網的發展，輸電線路長度的不斷增加，線路巡視已成為一項繁重的日常工作。以筆者班組管轄中山市南部地區電網為例，主要承擔三鄉鎮、坦洲鎮、神灣鎮、五桂山鎮的供電任務，并擔負著珠海市、澳門地區電力外送任務。目前，班組管轄線路38條，總長約363.36 km，桿塔1 201座，任務艱巨。同時，班組運維人員數量不變，再加上所管轄其他設備的巡視驗收、日常檢修、消缺、防外力破壞等工作壓力的不斷增大，使得人工巡檢不僅勞動強度大、工作條件艱苦，而且工作效率也不高。傳統的人工巡檢方式，一名巡線人員一天一般只能檢查5～6座桿塔，如果遇到地形復雜或惡劣天氣，巡視桿塔數則會更少，而使用無人機只需10多分鐘便可完成一座塔的檢查，大大提高了工作效率。

1.3 無人機輸電線路巡檢

輸電線路中采用無人機巡視，有著傳統巡線方式無法比擬的優勢。第一，不受外界環境因素的影響和制約。由于很多線路都建設在室外環境，一旦遇上大雨和暴雪等天氣，工作人員將無法完成安全巡視工作，而使用無人飛行機設備，就可以避免這些不利的因素，減少因安全巡視工作而造成的意外和傷害問題。第二，無人機的靈活性。利用無人機通過多角度不同的位置的觀察，就可以發現線路中存在的缺陷、隱患。第三，是無人機具有作業速度快、測量數據量大、自動化程度高等優點。第四，無人機與各種可見光和紅外測溫設備搭配進行巡檢任務，可以全面了解輸電線路運行情況。通過無人機對輸電線路拍攝出來的影像圖片，可以對輸電線路存在的缺陷問題進行及時的發現和解決，如圖1所示。第五，無人機巡檢可以降低巡檢成本，最大限度地減少線路故障造成的損失，保障輸電線路的正常運行。因此，無人機非常受電力系統的歡迎[2]。

圖1 無人機與人工拍照的效果對比圖

2 現階段輸電線路巡視檢查的主要內容

（1）線路本體的安全巡查。在安全巡查時，主要的工作內容有地面的巡查和基面的巡查等，還包括了桿塔的巡查，要對桿塔的損壞情況進行檢查，還要對倒塌等問題進行巡視。在檢查接地裝置時，要對斷裂和銹蝕等問題進行發現，還要觀察是否存在螺栓的脫落和接地帶的丟失及外漏現象。在進行拉線及基礎檢查時，要對金具的拆卸、拉線棒的銹蝕或蝕損，以及拉線的松弛、斷股等現象進行巡查。在檢查絕緣子的過程中，如果存在傘群的破損和污穢等問題，還有放電痕跡和鋼帽的破損等現象，也要進行記錄。在檢查線路時，還要檢查導線和地線等，要檢查是否存在斷裂和燒毀等問題，以及構件的磨損情況。

（2）在巡查附屬設施時，要觀察防雷裝置是否存在避雷器的動作異常，以及計數器的破損和變形等問題，還要對防鳥裝置的破損和螺栓的脫落等問題進行觀察。對于各種類型的監測裝置，如果存在裝置缺失和功能失效的情況，也會影響線路的正常運行。此外，還要對線路的標識進行檢查，確保標識的清晰。

（3）在進行線路環境通道安全巡查時，要對線路和其他建筑物以及樹木的距離進行監測，還要觀察線路附近的作業情況，如果附近存在易燃易爆物，也會降低線路的運行安全性。要對地面的裂縫情況進行勘察，確保線路周邊的環境，符合運行的要求。

3 無人機巡檢作業的“戰績”

自無人機引用班組使用后，無人機常常為班組立下汗馬功勞。在班組最近開展的一次人工日常巡視中，突然發現了一起110 kV線路耐張塔絕緣子掉串事件。該線路于2009年運行，90%的桿塔都位于高山上，常年有大霧籠繞。事件發生后，通過利用無人機對該桿塔進行全面評價，如圖2所示。經檢查發現，該事故的直接原因是其直角掛板嚴重銹蝕受力拉斷，導致掉串，其他金具也銹蝕得非常嚴重。隨后又對該線路其余桿塔進行全面評價，發現位于高山上14基桿塔的直角掛板也存在嚴重銹蝕。如果按照以往的人工登檢方式，往往需要4天才能完成，但這次通過利用無人機查找問題，時間縮短了2天，給搶修消缺工作帶來了先機。在這種高山峻嶺、人煙稀少等人工難以巡視的區域，更能顯出無人機的優越性[3]。

圖2 通過無人機拍照圖片快速評估現場狀況

4 無人機在輸電線路巡檢應用、技術發展的趨勢

4.1 無人機巡檢應用的趨勢

網、省公司越來越注重對無人機設備的應用，這種巡視方法的技術含量比較高，已經在各個地市供電局的輸電線路中得到成熟的應用。無人機設備的加入，將會使狀態巡視這一制度內容更加的合理。如圖3所示，無人機設備在應用時，可以作用于故障發生率較低的線路中。由于無人機設備在應用的過程中，建設成本低，在對一些故障問題比較少的線路進行巡查時，可以安排少量的人員控制設備進行巡視。隨著科學技術的發展，當設備的運行成本足夠低時，為了保障輸電性能的可靠性，甚至可以安排無人機設備進行全部線路的周期巡查。

圖3 無人機精細化巡視已納入部門生產工作計劃

4.2 無人機巡檢技術發展的趨勢

隨著各種新型技術的不斷問世，無人機技術在應用時將會具備更多的優勢。在輸電線路安全巡查工作中，無人機技術將會發揮更大的作用。這項技術的發展前景，主要是向著智能化的方向發展。對于無人機設備的飛行模式，在改造時應該加大對無人機的電動固定翼、導航方式等方面的研究和開發。在改進設備的航攝功能的過程中，需要進一步對全自控系統以及缺陷識別等功能進行開發，從而提高設備的技術應用含量和工作效率。此外，需發揮多功能設備之間的互補應用。

5 結 論

輸電線路巡查工作在開展的過程中，會耗費大量人力及物力資源，并且對工作的要求比較高。如果在開展工作的過程中，工作人員出現操作失誤的情況，就會降低巡查工作質量。應該制定科學合理的巡視制度，對各項行為進行約束，提高工作質量和效率。在進行輸電線路安全巡視中，采用無人機技術，不僅可以降低工作成本，節省工作的時間，而且能保證巡視人員的安全。因此，在未來的線路巡視工作開展中，需加大無人機技術的應用。