無人機(jī)技術(shù)在電力線路精準(zhǔn)管理中的應(yīng)用和探討

卞建勃 李莉 王碩偉

摘 要：近年來，無人機(jī)作為一種新型的裝備，靈活機(jī)動(dòng)、操作簡單，方便推廣和培訓(xùn)，特別是在電力行業(yè)中應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)，能夠大大提高現(xiàn)場(chǎng)勘查、線路巡視等工作效率和質(zhì)量。隨著無人機(jī)和“大云物移”等技術(shù)的飛速發(fā)展，輸電線路無人機(jī)巡檢越來越讓大家接受和應(yīng)用，當(dāng)下，迎來了無人機(jī)和人工協(xié)同的輸電線路立體巡檢新模式。在傳統(tǒng)人工線路巡視中，人在地面對(duì)線路桿塔的巡視只能夠?qū)⒌孛娌糠盅惨暻宄珜?duì)高處部位的檢查，存在視覺盲區(qū)，不能全方位進(jìn)行檢查;同時(shí)，尤其是高電壓等級(jí)線路桿塔，高度都在25米以上，由于員工與被觀察部位距離太遠(yuǎn)，人站在地面看不清楚上部的詳細(xì)狀況，并且，大量線路區(qū)段所處地形復(fù)雜，尤其是涉水區(qū)域，巡視難度大。因此，無人機(jī)在通道巡檢、設(shè)備巡檢、特種作業(yè)等方面的應(yīng)用前景非常廣泛。

一、無人機(jī)技術(shù)在電力線路精準(zhǔn)管理中的應(yīng)用的產(chǎn)生背景

在當(dāng)前傳統(tǒng)人工線路巡視中，人在地面對(duì)線路桿塔的巡視只能夠?qū)⒌孛娌糠盅惨暻宄?，但?duì)高處部位的檢查，存在視覺盲區(qū)，不能全方位進(jìn)行檢查;同時(shí)，尤其是高電壓等級(jí)線路桿塔，高度都在25米以上，由于員工與被觀察部位距離太遠(yuǎn)，人站在地面看不清楚上部的詳細(xì)狀況，并且，大量線路區(qū)段所處地形復(fù)雜，尤其是涉水區(qū)域，巡視難度大。

同時(shí)，傳統(tǒng)的運(yùn)檢管控模式無法滿足對(duì)電網(wǎng)的精準(zhǔn)管理的需求，人工線路巡視所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)未充分利用，數(shù)據(jù)不能夠互聯(lián)共享，可視化程度低，管控力度不足，亟需采用新模式緩解運(yùn)維壓力，提升設(shè)備狀態(tài)管控能力。

二、無人機(jī)技術(shù)在電力線路精準(zhǔn)管理中的應(yīng)用的內(nèi)涵

小型多旋翼無人機(jī)應(yīng)用于220kV及以下輸電線路巡檢具有很大優(yōu)勢(shì)，可深入班組規(guī)模應(yīng)用，隨著續(xù)航能力的不斷提升，具有廣闊應(yīng)用前景。

（1）飛行智能化

研發(fā)了無人機(jī)智能操控軟件，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)按照規(guī)劃航線對(duì)線路通道和桿塔進(jìn)行自主飛行;在飛行過程中按照設(shè)定的高程、拍攝角度、拍攝頻率對(duì)通道和桿塔持續(xù)自動(dòng)拍攝。

定位精度高（厘米級(jí)），抗電磁干擾能力強(qiáng)、可精確記錄并重現(xiàn)飛行軌跡和拍攝角度。

（2）數(shù)據(jù)處理智能化

開發(fā)了數(shù)據(jù)處理軟件，開發(fā)并使用缺陷隱患分析軟件、樹障安全分析軟件，實(shí)現(xiàn)海量巡檢數(shù)據(jù)智能化處理和缺陷報(bào)告自動(dòng)生成。

通過圖像點(diǎn)云分析和三維建模，實(shí)現(xiàn)交跨距離精確測(cè)量。

（3）通過對(duì)線路線路的通道巡視、樹障巡視、桿塔精細(xì)化巡視、特殊巡視，加強(qiáng)對(duì)電力線路精準(zhǔn)管理。

三、無人機(jī)技術(shù)在電力線路精準(zhǔn)管理中的應(yīng)用的主要內(nèi)容和做法

1、無人機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，公司現(xiàn)有已取證無人機(jī)駕駛員3人，無人機(jī)1臺(tái)，型號(hào)為大疆經(jīng)緯MATRICE 210。已執(zhí)行上百次飛行巡查任務(wù)。

公司在引進(jìn)無人機(jī)應(yīng)用中，總結(jié)了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)無人機(jī)操作規(guī)程、運(yùn)行機(jī)制，建立了多個(gè)相關(guān)的規(guī)章制度，對(duì)無人機(jī)在工作中的應(yīng)用起重要指導(dǎo)和規(guī)范作用。

2、典型應(yīng)用案例

（1）案例1：

在2019年1月份，通過無人機(jī)對(duì)110kV九廣線、辛東線、廣東線進(jìn)行無人機(jī)飛行巡視，發(fā)現(xiàn)的缺陷中，缺失M、R銷共102處，避雷線船形線夾U形螺栓、螺帽丟失16處，螺栓松動(dòng)9處。這些在人工線路巡視過程中，在地面是無法發(fā)現(xiàn)的，通過利用無人機(jī)及早發(fā)現(xiàn)線路缺陷，在2019年2月份，通過積極協(xié)調(diào)，及時(shí)進(jìn)行了3條110kV線路的消缺消除，避免線路故障的發(fā)生。

（2）案例2：

在110kV九墾線發(fā)生線路故障時(shí)，線路工作站立即展開線路登塔檢查工作，由于部分區(qū)段地形復(fù)雜，有的桿基在水中，有的在需要繞路才能靠近桿塔，如果人工進(jìn)入，非常的費(fèi)時(shí)費(fèi)力。東區(qū)供電公司采用無人機(jī)巡線的方法，完成了這些地形復(fù)雜區(qū)段的線路巡視任務(wù)，給工作人員節(jié)省了大量的時(shí)間和體力，保證了后續(xù)搶修工作的開展。

（3）案例3：

近期，孫家濕地公園正在施工，東區(qū)所管轄的220kV萬九I線、220kV萬九II線的部分區(qū)段在施工區(qū)域，由于施工面特別大，20多臺(tái)挖掘機(jī)同時(shí)施工，巡視人員無法進(jìn)行全局巡視掌握現(xiàn)場(chǎng)，通過無人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡查，能夠同大局進(jìn)行掌握，同時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)距離線路很近的施工，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)施工區(qū)域的施工進(jìn)行重點(diǎn)看護(hù)。

除以上典型無人機(jī)應(yīng)用案例外，還利用無人機(jī)技術(shù)完成多個(gè)變電站內(nèi)避雷針、龍門架、樓頂、地形復(fù)雜線路區(qū)段巡視等工作任務(wù)。日常缺陷管理中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的每一處缺陷立即拍照，通過微信將缺陷照片配合文字描述上傳，通過共同“會(huì)診”，制定安全可行的整改措施，并將缺陷按線路建立檔案，整條線路缺陷狀況通過照片一目了然，便于管理。

三、無人機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題

1、無人機(jī)駕駛員數(shù)量、無人機(jī)數(shù)量在實(shí)際應(yīng)用中不足

目前東區(qū)供電公司擁有3名無人機(jī)駕駛員，1臺(tái)無人機(jī)，如果同時(shí)有多個(gè)工作任務(wù)時(shí)，由于人員、無人機(jī)數(shù)量的限制，不能夠及時(shí)的去執(zhí)行飛行任務(wù)。

2、無人機(jī)電池組數(shù)量不足

目前，僅擁有2組無人機(jī)電池。無人機(jī)在飛行時(shí)需要安裝1組電池，每組電池能夠支持無人機(jī)飛行15分鐘，除去飛往和飛回降落所需時(shí)間外，真正有效工作時(shí)間僅有10分鐘。如果無人機(jī)電池?cái)?shù)量少，就大大降低無人機(jī)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)間和無人機(jī)利用率。

3、無人機(jī)駕駛員的訓(xùn)練培訓(xùn)設(shè)施需補(bǔ)充完善

無人機(jī)駕駛員的訓(xùn)練培訓(xùn)設(shè)施包括高配置的電腦、模擬飛行操作手柄附件以及相關(guān)模擬飛行軟件系統(tǒng)，目前，東區(qū)供電公司都沒有相關(guān)設(shè)置，在日常，無法對(duì)無人機(jī)駕駛員進(jìn)行模擬練習(xí)和培訓(xùn)工作，這就導(dǎo)致無人機(jī)推廣應(yīng)用進(jìn)行緩慢，無人機(jī)駕駛員的相關(guān)操作技能得不到練習(xí)，無人機(jī)操作技術(shù)得不到提高。

4、無人機(jī)、電池組等管理設(shè)施需要補(bǔ)充

目前，沒有專門存放無人機(jī)、電池組的房間，對(duì)無人機(jī)、電池組的管理不夠規(guī)范。以后隨著無人機(jī)數(shù)量、電池組樹的增減，更需要專門存放的房間和一套高效的管理流程和制度。

5、增加紅外成像測(cè)溫鏡頭

目前擁有的無人機(jī)僅擁有可視光鏡頭，無法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的導(dǎo)線接頭進(jìn)行測(cè)溫，不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常。