提升輸電線路無人機作業效率及安全的措施

鄧偉 周承清

摘要：近些年來，伴隨著我國城市化建設的步伐逐步加快，促進了各個領域的發展得到了突飛猛進的提高，尤其是在電力系統中，輸電線路多架設在較為惡劣的環境中，僅靠人工去完成所有的巡視工作，需要耗費大量的人力、物力和財力，而且難以滿足輸電線路正常運行的標準。現階段投入的無人機技術能夠很好地解決類似問題，大幅提高巡視效率，保證測量數據的精確性以及巡視面積的廣泛性。文章主要對輸電線路無人機巡視技術、輸電線路無人機作業效率方法、提升輸電線路無人機安全措施等展開探討，具有一定的現實意義。

關鍵詞：提升;輸電線路;無人機作業效率;安全的措施

引言

要想實現電網安全運行，需將輸電線路巡視工作放在首要位置上，在電網發展速度不斷加快的同時，輸電線路經過的區域隨之變大，如何采取措施提升和保證輸電線路的穩定性和安全運行已經成為了急需解決的問題。過去的主要巡視方式為人工登塔巡查，其運行時間較長、工作量大，其最終的巡視結果差強人意，尤其是在巡查復雜地質情況時有時會給工作人員的生命安全造成巨大威脅。在無人機投入到工作中以后，大大提升了輸電線路巡視工作的效率，巡視人員的人身安全也得到了保障。然而，在無人機巡視作業的過程中，若未按照作業指導書或未做足相應的準備工作，必定會影響機巡作業的效率以及安全。

1輸電線路無人機巡視技術

盡管線路所在的地形地貌、風速風向等現場環境和作業時的起始地點、天氣有所不同，無人機巡視路徑規劃都需要遵循面向大號側先左后右、從下至上（對側從上至下）、先小號側后大號側的基本原則。依據這個基本原則，不同飛手因對業務的熟練程度不同所拍攝的巡檢圖像大相徑庭，經常出現虛焦、部件主體不突出等問題，圖片拍攝效果不好將直接影響后續根據圖像識別診斷部件缺陷的準確率。同時，面對輸電線路巡視復雜的應用環境，無人機受其自身軟硬件條件的限制，如自身的續航能力、重量和尺寸，無法形成持續有力的作業能力。無人機巡檢采集的大量影像，需由人工逐一篩選、識別線路設備缺陷，并分類歸檔存儲，工作量大，效率低。針對上述問題，提出了一種輸電線路無人機自主巡視的實現方案，分析了無人機巡視作業全流程體系架構，研制了輸電線路無人機巡視系統，通過固化作業點，建立標準化航線庫，用戶可在無人機運維管控系統一鍵觸發巡視任務，無人機將執行巡檢任務并實時回傳巡視視頻，自動下載巡視圖像，運維管控系統自動分類、分析巡視圖像、生成巡視報告，并將自主巡視技術應用于電力輸電線路巡視。巡視結果驗證了無人機巡視技術的有效性，無人機巡視規模化應用將大大降低運維人員的工作難度，降低其對操控無人機技能的掌握，擺脫繁瑣的數據整理，集中精力到輸電專業核心技術的學習研究和電力通道隱患的治理檢查。

2輸電線路無人機作業效率方法

2.1前期準備工作

在巡檢作業之前認真檢查無人機的整體情況，硬件包括無人機本體是否正常、電池是否正常等，軟件方面包括無人機固件與遙控、吊艙固件是否匹配、飛行數據庫是否最新、實名登記信息是否有效等，測試遙控信號與無人機是否有效連接，并準備足夠的電池。資料準備：在巡檢作業之前認真勘察作業現場，可通過GIS、衛星圖、三維系統、線路建造設計圖、地形圖事先調查所要巡視的線路的以下環境要素：地形條件狀況、有無允許起降的場地、飛行空域是否視野廣闊、有無遮擋物等，從而避免正式巡視時飛出遙控范圍，導致失聯、墜毀等事故。全面了解和掌控整個巡查區域，制定有效的巡檢方案，必要時將無人機巡檢工作向航空管制部門備案。無人機準備：根據不同的作業任務及線路環境特點采用不同的機型進行作業才可勝任巡檢任務。優先選用性能滿足要求且更輕便的無人機，單人可攜帶。必須檢查所用的無人機的外觀，如是否有外觀損傷、電機轉動是否正常、槳葉有無損壞、受力部件有無裂痕等。電池準備：在前期設備的準備與檢查中，充分考慮攜帶的電池是否滿足本次巡檢的需求。在數量方面，電池數量與作業量要足夠匹配;在電池狀態方面，注意檢查電池的外觀是否有損壞、變形等現象;電池接口的金屬片是否存在破損、燒蝕等現象;電池電量是否為滿電等。運輸準備：由于架空線路的地理因素，驅車前往作業現場，通常會行駛在泥濘破損的道路，所以無人機通常需要裝箱保護。但是，無人機的裝載與卸載一定程度上也影響了作業效率。因此可利用快裝快拆的底座固定于車上，實現免裝箱、快速拿放無人機，同時保護無人機各部件不受運輸的影響。圖傳接收、遙控、監視器一體化設計，同樣可以提高運輸的效率。

2.2處理圖像

在處理無人機拍攝的圖像信息時，最先采取人工預覽的方式檢查故障點的存在情況，發現故障點后做好標記。仔細分析那些可能存在故障的圖片，并采取措施處理。仔細核查故障點信息，有些無法正確識別的故障點需要二次實地勘察。現有的巡檢圖像處理方式大都基于人工判讀的方式來完成目標部件缺陷的定義，人工判讀方式勞動強度大、工作效率低，存在漏判誤判的可能。人工處理機巡數據的工作模式可轉變為機器+人工的作業模式，可用計算機將數據自動分類，然后在利用人工智能技術對缺陷進行識別，最后再開展人工復核的工作，將縮短處理可見光數據處理的時長，提升數據處理效率。

3提升輸電線路無人機作業安全措施

3.1提高遠距離無人機的通信能力

當前，無線通信技術仍有一定限制性，即無人機巡線作業都要操作人員在現場配合共同操作，且所巡檢范圍無法超出所設置的最大遙控距離，否則飛行數據、控制鏈路將受到影響。另外，盡管現階段市面上流通的分新型無人機可以接入4G、5G移動通信和無線網絡模塊，然而因為其所巡檢路線通常都沒有移動信號，所以這一技術依舊受到較大限制。

3.2提高無人機的操控能力

由于巡檢輸電線路一般較長，部分線路或路段穿越山區、叢林或無人區。因此，在一些極端情況下可能受微氣象影響，此時能否保證無人機平穩飛行、無振動抖動、能否有效捕捉線路故障點非常重要，這就需要無人機操作人員具備較高的飛行控制能力。常用的能力培訓方式包括繞8飛行、原地360自旋飛行、第一視角飛行等訓練。

3.3加強無人機轉場運輸的保護

從過往的作業經驗發現，部分作業人員為了轉場快捷方便，作業結束回收后的無人機直接放在車座椅或者尾箱，未作任何保護，可能由于路途的顛簸導致無人機某些部件受損，特別是云臺等軟連接部件。因此需要加強無人機轉場運輸的保護，除了利用運輸箱外，為了提高效率，可用專用車載運輸固定架，即實現無人機轉場時的快拆快裝，又可以很好地保護無人機及其云臺。

結語

在巡視輸電線路的過程中，使用無人機可以取得最佳的效果，將工作人員的工作失誤降到最低，顯著提升巡視人員的工作質量和工作效率，發現輸電線路的潛在隱患，使輸電線路的安全滿足運行標準。隨著應用的廣泛化，機巡的作業效率及安全變得尤為重要。本文所述的內容為長期現場巡視作業工作經驗所得，形成規范的管理模式，一定程度上可提升機巡的運維水平。

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