無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用與分析

藍(lán)淑財(cái)LAN Shu-cai

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司潮州供電局，潮州521000）

0 引言

時(shí)代變遷迅猛，發(fā)展飛速。滿足現(xiàn)代人們的生活生產(chǎn)需要，離不開(kāi)電網(wǎng)的支撐。電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大，對(duì)應(yīng)設(shè)備的數(shù)量和類(lèi)別也越來(lái)越多。所以輸電線路運(yùn)行工作以及后期的巡檢工作開(kāi)展起來(lái)承受的難度較大，同時(shí)有一些輸電線路所處環(huán)境復(fù)雜，很多時(shí)候憑借人工完成巡檢任務(wù)幾乎不可能。但是巡檢工作還必須保質(zhì)保量的展開(kāi)，所以有必要借助無(wú)人機(jī)巡檢，完成輸電線路檢查，排查存在的問(wèn)題，保障檢修工作效率，從根本上將電力工作的實(shí)際難度以及工作負(fù)擔(dān)降低，保障工作效率高效提升。

1 無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)分析

現(xiàn)如今無(wú)人機(jī)在輸電線路巡檢過(guò)程中的應(yīng)用非常廣，其中遙控直升機(jī)、四旋翼無(wú)人機(jī)更受青睞。選擇該設(shè)備完成目標(biāo)線路的高效巡查，提升故障明確速度，巡檢工作效率自然得到提升。無(wú)人機(jī)得益于現(xiàn)代科技迅猛發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)分析如下：

1.1 技術(shù)方面

遙控直升機(jī)借助普通直升機(jī)氣動(dòng)布局，將圖像采集及實(shí)時(shí)傳輸設(shè)備全部攜帶，飛行環(huán)節(jié)將看到的各類(lèi)信息借助傳輸設(shè)備實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控體系，如此一來(lái)輸電設(shè)備巡視檢修的工作效率大大提升。四旋翼無(wú)人機(jī)氣動(dòng)布局結(jié)構(gòu)由四個(gè)旋翼相互對(duì)稱(chēng)式分布，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置使得起降能力得到保障。巡檢輸電線路的時(shí)候借助微型高分辨率圖像采集設(shè)備，獲取到高清信息，將其高效傳遞給監(jiān)控體系。X 型四旋翼無(wú)人機(jī)作業(yè)系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)如表1 所示。

表1 X 型四旋翼無(wú)人機(jī)作業(yè)系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)

1.2 自身系統(tǒng)構(gòu)成方面

四旋翼無(wú)人機(jī)正常運(yùn)行離不開(kāi)基本體系及監(jiān)控體系的支持。遙控式無(wú)人機(jī)本身就屬于遙控直升機(jī)范疇，正常運(yùn)行需要信息采集系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等的鼎力支持。

1.3 功能方面

遙控式無(wú)人機(jī)的正常運(yùn)行需要人為操控，當(dāng)然還可以直接在目標(biāo)輸電線路上側(cè)停留。運(yùn)用信息采集裝備保障線路圖像信息得到高效率傳輸。四旋翼無(wú)人機(jī)的具體工作過(guò)程，首先負(fù)責(zé)引導(dǎo)的為地面站，體系將線路的布置情況綜合考慮在內(nèi)，信息傳輸采集工作順利完成。在既定空間點(diǎn)自主停留，確定之后即可進(jìn)行圖像的收集工作。

1.4 技術(shù)要點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

四旋翼無(wú)人機(jī)的技術(shù)要點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)相當(dāng)明確，飛行過(guò)程支持自主導(dǎo)航，同時(shí)可以靈活懸停。一旦故障發(fā)生位置明確之后，立足于這一層面完成輸電線路整體巡檢體系的構(gòu)建。四旋翼無(wú)人機(jī)防碰保護(hù)作用使得輸電線路受到很好的保護(hù)。

2 新時(shí)期巡檢輸電線路技術(shù)概述

隨著電力體系復(fù)雜程度的提升，電力設(shè)備的數(shù)量不斷增加，對(duì)應(yīng)的巡檢工作任務(wù)日漸繁重，保障項(xiàng)目運(yùn)行的安全可靠，就需要結(jié)合具體問(wèn)題明確對(duì)應(yīng)的處理機(jī)制，保障巡檢工作符合基本要求，工作環(huán)節(jié)，結(jié)合巡檢電線本體和電力設(shè)備實(shí)際情況，針對(duì)性地展開(kāi)巡視和檢查，完成附屬設(shè)備及線路的集中優(yōu)化，保障運(yùn)行狀態(tài)滿足既定要求。負(fù)責(zé)巡檢的工作人員必須有及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，結(jié)合具體的問(wèn)題所在，采取有效的改善意見(jiàn)。使線路整體運(yùn)行的既可靠又安全，巡檢工作開(kāi)展的時(shí)候，工作者掌握全面的巡檢策略，例如故障巡檢、針對(duì)性巡檢、常規(guī)巡檢等。在全面掌握每一類(lèi)巡檢策略的基礎(chǔ)上靈活判斷巡檢方法，以滿足具體巡查需要，降低資源消耗，爭(zhēng)取最大效益。

3 無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和不足

3.1 無(wú)人機(jī)巡檢輸電技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

輸電線路巡檢工作在無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的參與下，開(kāi)展的更加高效、順利。無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路在具體運(yùn)行階段，有廣泛技術(shù)作為根本保障，最主要的技術(shù)手段是自主懸停技術(shù)，同時(shí)自主導(dǎo)航飛行技術(shù)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。這些技術(shù)的參與下，整體巡檢工作效率翻倍提升，整個(gè)體系運(yùn)行的高效性也有了切實(shí)的保障。輸電線路防碰撞保護(hù)水平提升，巡視和檢測(cè)任務(wù)也得到了高效完成，以最快的速度確定線路故障點(diǎn)，特別是遇到惡劣天氣以上技術(shù)的應(yīng)用，可以有效的保障數(shù)據(jù)的可靠性。此外，無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，管理人員在監(jiān)控錄像系統(tǒng)的支持下，使水電線路檢查工作保質(zhì)保量的高效率完成，所需要的數(shù)據(jù)也自然被收集起來(lái)，數(shù)據(jù)處理效率大大提升。手動(dòng)操作無(wú)人機(jī)的時(shí)候，無(wú)人機(jī)按照操作者設(shè)定的線路優(yōu)化檢查，保障其對(duì)既定線路進(jìn)行集中處理和巡檢。對(duì)比傳統(tǒng)技術(shù)手段，無(wú)人機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于促進(jìn)自控結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，同時(shí)將成本和風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率降至最低，將GPS 定位導(dǎo)航條和航線動(dòng)態(tài)規(guī)劃體系有機(jī)整合起來(lái)，從而減輕工作者的負(fù)擔(dān)，保障模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和實(shí)際需要系統(tǒng)整合起來(lái)，將運(yùn)維操作的難度系數(shù)大大降低。

3.2 無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)應(yīng)用不足

任何項(xiàng)目在演進(jìn)的過(guò)程中，不僅體現(xiàn)自身計(jì)算優(yōu)勢(shì)，還會(huì)遇到各種問(wèn)題，存在一些不足之處、特別是時(shí)間節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，借助無(wú)人機(jī)巡航操作，效率高，工作運(yùn)行并不會(huì)受到無(wú)人機(jī)體積的直接影響。但是電池容量不大，為此會(huì)對(duì)巡航任務(wù)產(chǎn)生影響。實(shí)際任務(wù)推進(jìn)環(huán)節(jié)，遇到突發(fā)問(wèn)題則會(huì)影響項(xiàng)目進(jìn)度。無(wú)人機(jī)實(shí)際控制范圍受限，控制在1000 米左右為宜，一旦超出范圍，那么巡檢所得數(shù)據(jù)的精確度得不到保障。無(wú)人機(jī)項(xiàng)目無(wú)法對(duì)收集到的圖像存在的不足全面分析，也就是圖像在傳遞環(huán)節(jié)得不到及時(shí)糾正。

4 無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)應(yīng)用路徑

4.1 常規(guī)應(yīng)用

圍繞輸電線路開(kāi)展相關(guān)工作，巡檢工作是其中之一。技術(shù)部門(mén)結(jié)合輸電系統(tǒng)，制定詳盡的巡檢規(guī)劃，使得常規(guī)巡檢工作高效開(kāi)展。例如獲取數(shù)據(jù)，地形優(yōu)化、線路監(jiān)控等等都是常規(guī)巡檢范疇。無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)開(kāi)展起來(lái)優(yōu)勢(shì)頗多，例如使得航線動(dòng)態(tài)化規(guī)劃系統(tǒng)和GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，考慮具體實(shí)際以及模塊本身構(gòu)成，將自控體系進(jìn)一步優(yōu)化，電網(wǎng)故障巡檢可靠性提升，巡檢成本在原有的基礎(chǔ)上降低許多。從而減輕工作人員的工作壓力。將電力企業(yè)運(yùn)行成本及難度系數(shù)大大降低，實(shí)現(xiàn)整體項(xiàng)目效益的最大限度的優(yōu)化。

4.2 對(duì)雷擊事故所造成的故障進(jìn)行一系列檢查

在一般情況下，對(duì)于輸電線路的整個(gè)技術(shù)故障巡檢流程中，利用無(wú)人機(jī)巡檢手段展開(kāi)，遇到雷擊故障點(diǎn)，可以以較快的速度找尋到。根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究表明，雷電問(wèn)題是導(dǎo)致輸電線路及其相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障的核心因素。輸電線路故障中雷擊跳閘引發(fā)的故障占據(jù)的比重較大。其中絕緣子閃絡(luò)放點(diǎn)最容易發(fā)生，絕緣子若發(fā)生了閃絡(luò)放點(diǎn)的現(xiàn)象，最嚴(yán)重的情況則是絕緣子導(dǎo)線掛點(diǎn)鐵構(gòu)件融化，絕緣子和表面的釉層直接分離開(kāi)來(lái)，或者將絕緣子直接燒毀。

4.3 特殊、細(xì)微缺陷巡檢

無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)在特殊、細(xì)微缺陷巡檢中的應(yīng)用也十分廣泛，利用電力技術(shù)參數(shù)對(duì)電路特殊區(qū)域和情況展開(kāi)巡檢，或者將區(qū)域內(nèi)的雜物及時(shí)清理。除此之外，無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路并不是單純的應(yīng)用于普通線路巡檢中，在一些特殊線路中的應(yīng)用也很廣，遇到特殊情況的時(shí)候，往往需要放電工程放線的配合。將紅外成像設(shè)備以及監(jiān)控體系組裝在無(wú)人機(jī)設(shè)備中，那么對(duì)輸電線完成監(jiān)測(cè)和錄像的目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。

5 無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用前景

很顯然，今后的發(fā)展中，輸電線路巡檢工作開(kāi)展的越來(lái)越頻繁，復(fù)雜程度逐步提升，無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)手段的應(yīng)用情況也會(huì)更加樂(lè)觀。在該技術(shù)的配合下，以最快的速度明確故障發(fā)生位置，爭(zhēng)取更多的故障解決時(shí)間。此外保障高空檢查作業(yè)高效率實(shí)現(xiàn)，工作人員，借助地面航模機(jī)操控?zé)o人機(jī)，使無(wú)人機(jī)可以從更多角度，更全方位地完成高清照片的拍攝，幫助工作人員技術(shù)準(zhǔn)確地完成輸電線路運(yùn)行狀態(tài)的判斷。局部設(shè)備和區(qū)段故障巡檢中的應(yīng)用效果也十分理想。同時(shí)維護(hù)成本也不高，安全性有保障，應(yīng)用前景十分可觀。特別是在輸電線路處于非常復(fù)雜的環(huán)境中的時(shí)候，人工難以將故障診斷和巡檢工作高效率完成，但是借助無(wú)人機(jī)則可以高效替代人工巡檢工作，保質(zhì)保量地完成巡檢工作。

6 結(jié)語(yǔ)

整個(gè)電力系統(tǒng)以及各輸電線路的可靠性運(yùn)行是保障電力正常輸送的關(guān)鍵部分，在新時(shí)期發(fā)展背景下，充分利用無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。工作實(shí)踐研究表明無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢工作中的應(yīng)用，使得輸電線路穩(wěn)定可靠程度大大提升，為此電力企業(yè)工作者在實(shí)際工作過(guò)程中，需要進(jìn)一步深入了解。