無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢工作中的應(yīng)用及展望

萬(wàn)卷益，李寧，楊毅東，王校鵬

（國(guó)網(wǎng)平?jīng)龉╇姽荆拭C平?jīng)?44000）

1 引言

近年來(lái)，甘肅電網(wǎng)輸電線路規(guī)模大幅增加，高質(zhì)量供電對(duì)輸電線路巡檢質(zhì)量的要求越來(lái)越高。甘肅平?jīng)龅靥幜P山、關(guān)山余脈，地形起伏高差較大，導(dǎo)致輸電線路翻山越溝，大跨越大檔距情況較多；山區(qū)樹(shù)木叢生，道路艱難甚至沒(méi)有通向輸電桿塔的道路，這對(duì)巡檢人員及巡檢效率提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

平?jīng)龉╇姽静捎脽o(wú)人機(jī)巡視多條輸電線路，清除輸電線路上風(fēng)箏、反光膜20余處。通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載高清相機(jī)近距離觀察設(shè)備本體或搭載紅外熱像儀高空對(duì)輸電線路重要部件測(cè)溫及無(wú)人機(jī)掛載噴火設(shè)備消除線路上的異物等實(shí)踐，在效率、效益方面取得顯著成果。

2 無(wú)人機(jī)巡檢

無(wú)人機(jī)巡檢更為安全、速度更快、檢測(cè)沒(méi)有角度限制實(shí)戰(zhàn)效果。從巡視類型來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)巡視與人工巡視一樣，可進(jìn)行正常巡視、故障巡視和特殊巡視。

1）正常巡視。與傳統(tǒng)人工巡視相比，無(wú)人機(jī)搭載的高清攝像頭可在幾分鐘內(nèi)對(duì)某段導(dǎo)線或某一基桿塔全方位巡視，并在關(guān)鍵位置拍攝照片，如圖1、圖2照片比對(duì)，可以清晰查看輸電導(dǎo)線、地線、桿塔、附屬設(shè)施及通道情況。

圖1 無(wú)人機(jī)拍攝的線路缺陷圖

圖2 人工高倍望 遠(yuǎn)鏡巡檢圖

2）故障巡視。根據(jù)故障信息確定重點(diǎn)巡檢區(qū)段和部位后，無(wú)人機(jī)可以較為精細(xì)地查找故障點(diǎn)及異常情況；也可輔助完成鳥害、樹(shù)竹、山火、外破等特殊巡視。人工故障巡視時(shí)，地面巡視人員主要借助望遠(yuǎn)鏡對(duì)輸電線路下表面的情況進(jìn)行觀察，而設(shè)備上表面就需要登桿塔巡視。登桿塔巡視不但效率低，而且對(duì)巡視人員的人身安全有一定的威脅。相對(duì)而言，使用無(wú)人機(jī)故障巡視可以在故障范圍內(nèi)近距離從各個(gè)角度清楚地發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷及異常區(qū)域，免除人工登桿塔巡視的一系列繁雜過(guò)程。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，故障巡視時(shí)采用無(wú)人機(jī)，至少可以縮短30%的巡視時(shí)間，還能有效發(fā)現(xiàn)輸電設(shè)備放電點(diǎn)（放電點(diǎn)處設(shè)備上會(huì)存在灰白色小點(diǎn)）。

3）特殊巡視。突變氣候下（氣溫驟變、暴風(fēng)雨、大雪和覆冰等）或自然災(zāi)害（地震、泥石流等）及線路負(fù)荷有較大變化等特殊情況下，利用無(wú)人機(jī)對(duì)線路區(qū)段和部件巡視精準(zhǔn)化。以紅外測(cè)溫為例，采用四旋翼無(wú)人機(jī)掛載專用紅外測(cè)溫儀避免人工紅外測(cè)溫登塔，人手輕微抖動(dòng)造成測(cè)溫取點(diǎn)有偏差（見(jiàn)圖3）。

圖3 掛接紅外測(cè)溫儀的無(wú)人機(jī)

3 無(wú)人機(jī)消缺

輸電線路檢修是電力線路運(yùn)檢工作必不可少的環(huán)節(jié)。用無(wú)人機(jī)巡檢，縮短工作時(shí)間由1h縮減至15min。應(yīng)用無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)，應(yīng)注意：（1）清除電力輸電線路上纏繞的塑料、遮陽(yáng)網(wǎng)、編織帶、廣告布、風(fēng)箏及風(fēng)箏拉繩等異物時(shí)，攜帶噴火裝置精準(zhǔn)方便燒除異物（見(jiàn)圖4）；（2）避免人工檢修時(shí)作業(yè)人員費(fèi)事費(fèi)力地登桿塔工作和作業(yè)人員在輸電導(dǎo)線上坐飛車移動(dòng)取異物的危險(xiǎn)；（3）避免傳統(tǒng)輸電線路異物清除時(shí)線路停電的要求。

4 無(wú)人機(jī)智能驗(yàn)電

無(wú)人機(jī)智能驗(yàn)電是由無(wú)人機(jī)攜帶自由伸縮、旋轉(zhuǎn)的驗(yàn)電裝置，在操控手的遠(yuǎn)程控制下，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)驗(yàn)電，驗(yàn)電可靠性達(dá)100%，同時(shí)，也避免了人工登桿塔作業(yè)，縮短2/3的驗(yàn)電時(shí)間。

5 無(wú)人機(jī)巡檢發(fā)展

目前，無(wú)人機(jī)巡檢正在研發(fā)的缺陷自動(dòng)識(shí)別和研判系統(tǒng)將為無(wú)人機(jī)巡檢開(kāi)拓新的發(fā)展空間，續(xù)航能力、飛控距離有限、整理無(wú)人機(jī)巡查輸電線生成的海量視頻數(shù)據(jù)、圖像信息難題、缺陷的研判等一些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題在輸電線路巡視、檢修有著廣闊的應(yīng)用前景。

圖4 噴火無(wú)人機(jī)清除導(dǎo)線異物

1）中繼無(wú)人機(jī)、任務(wù)無(wú)人機(jī)協(xié)同巡檢作業(yè)，為穿越山區(qū)架空電力線路巡檢提供便捷，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)航時(shí)，超視距輸電線路巡檢[1]。

2）基于視覺(jué)的自動(dòng)智能無(wú)人機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)展。借助無(wú)人機(jī)和遙感技術(shù)，J2EE技術(shù)，采用多傳感器集成方式，提高線路巡檢整體質(zhì)量和安全水平[2]。可視化輔助系統(tǒng)——輸電線路無(wú)人機(jī)超視距巡視智能操控系統(tǒng)，內(nèi)置多種智能業(yè)務(wù)化作業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)航線自動(dòng)規(guī)劃、一鍵起飛、自主作業(yè)、自動(dòng)返航、斷點(diǎn)續(xù)飛、智能避障等特點(diǎn)[3]，實(shí)現(xiàn)輸電線路的超視距智能巡視。輸電線路智能運(yùn)檢管控平臺(tái)提升精細(xì)化巡檢的管理水平。

6 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行電力線路巡檢成為我國(guó)當(dāng)前輸電線路巡檢的一種重要的方式，無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了電力巡檢現(xiàn)代化發(fā)展。