提升輸電線路無人機作業效率及安全的措施

繩亞棟

摘要：輸電線路穿越復雜、偏遠的地區，在長期運行過程中極易遭受自然災害和人為破壞，進而引發嚴重的電力事故，影響電網安全與穩定運行。隨著無人機巡檢技術的逐漸成熟，其在電力系統、地質勘探、環境監測等各個領域得到了廣泛應用。本文主要針對輸電線路無人機作業效率及安全的措施進行簡要分析。

關鍵詞：輸電線路;無人機;作業效率;安全;措施

1當前輸電線路巡視現狀

1.1愈發復雜的巡視環境

我國的電力事業正在可持續穩定發展之中，已經覆蓋了我國大部分的地區，但是很多輸電線路交叉分布在野外，這些地方氣候不穩定且比較惡劣，地理環境也復雜多變。例如，我國西北地區多為山地和丘陵，人煙稀少，很多的輸電線路都架設在山地和丘陵的頂部，大多數的桿塔還被建設在了無人區，這樣不僅會增加巡線工作人員的查找和檢查難度，還要面臨復雜的環境和惡劣的氣候。

1.2較多的巡線內容

在實際輸電線路巡線工作的時候，巡線工作人員的工作內容比較多，涉及的巡線范圍也比較廣，在很大程度上增加了巡線工作人員的工作量，而且巡線工作對工作人員的要求比較高，需要其具備較高的綜合能力。巡線工作的主要內容有查看線路的受損情況、回填土的下沉幅度、桿塔基礎情況以及保護裝置的老化程度等等;檢查附屬設備工作的主要內容有每一個防護裝置的運行情況、緊固件的腐蝕情況、警示標志是否安在或者有無殘缺、檢測設備的運行情況等等;巡查架空線路工作的主要內容有地表實際的活動情況、架空線路和樹木，以及建筑的距離情況、架空線路周邊的地面沉降情況以及施工環境等等。

1.3人工查找故障點存在的難度

首先，大多數的輸電線路分布在野外，每個架線桿的距離非常遠，那么在這種情況下，就需要巡線的工作人員根據輸電線路的走向進行故障點的查找，這種方式的工作效率非常低，無法有效保證巡線工作人員的生命安全。其次，在以前巡線工作人員查找輸電線路故障點的時候，通常情況是依托于望遠鏡、經緯儀，甚至是依靠肉眼來查找故障點及其故障范圍，只有當輸電線路有明顯的故障點時，這種方式的查找效果還是很好的，但是一旦出現視距太遠或者故障點并不明顯、比較模糊的情況，這種方式就很難發現和找到故障點，降低了巡線工作人員查找的精準性，增加了及時查找和解決故障的難度。

2無人機智能巡檢技術要點

2.1自主巡檢技術

在提升巡檢效率以及加強質量方面，與無人機自主巡檢技術能夠在無人前提下，完成自動飛行、自動指向、精準射擊等目標，在合理減少人工的同時，有效地節約了成本。

（1）示范路線學習。在巡檢時，無人機能夠精準地記錄清楚操作的航點位置信息以及對應姿態，并將這些內容存儲在自帶的任務列表中。不僅如此，若下次需執行相似任務時，無人機可自動根據已有信息來自動完成巡檢任務。

（2）建模定位技術。該技術以RTK技術（載波相位差分技術）為基礎，即通過“三維點云軌跡”來進行規劃，從而完成自主巡檢。另外，在點采集時候，一般會利用激光雷達掃描或傾斜攝影技術。其中，具備精度高、全天候、速度快等優勢的激光雷達掃描技術，能夠幫助無人機獲得高精度激光點云，并依據此來構建出三維地圖模型，從而提取出關鍵特征的空間參數。

2.2影像智能識別技術

使用無人機巡察時，往往都會使用在設施密集、以尺度立體結構為主的線路中，該部分區域普遍存在設施相互遮擋、背景干擾強、缺陷難以區分等巡察難點。這意味著，無人機的人工智能系統需要進行的處理算法會具備深度神經網絡架構更復雜、技術路線分支更多等難題。鑒于該部分工序缺陷識別和標注難度較大，所以技術人員在改進相應技術前，必須要為無人機積累大量樣本積累訓練和驗證數據。其主要內容為檢測圖像。

3無人機巡檢保障作業安全的措施

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提高無人機的避障能力

在無人機巡檢過程中，一般都需要經過障礙物（如建筑物、樹等）。而由于無人機在導航和定位時都是依靠衛星來判斷的，這導致若衛星發生偏差，則無人機就會在執行任務過程中與預定航線出現偏離情況，從而造成無人機碰撞輸電線或其他障礙物的現象。針對上述問題，目前很多無人機通過視覺定位、紅外傳感器、雷達等傳感器實現較大物體臂障，在作業選擇機型時優先使用有避障的無人機，遇到緊急情況時一定程度可避免因失控導致撞塔、撞絕緣子等較大部件。

3.3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。

3.4合理的航線規劃

無論是手控飛行還是自動飛行都應合理規劃飛行航線，避免因飛行不合理導致撞線。規劃航線時，飛行高度應高于最高塔的高度，飛行方向應面對下一個目標塔位，沿著導地線斜上方前進，并與相應的線路保持絕對遠的距離。當線路走廊密集時，無人機下降開展精細化作業，應盡量貼近巡視的設備飛行，同時保持相對合理的安全距離，此操作可避免無人機后退而撞上鄰側線路。無人機失控返航高度設置應高于最高物體或者桿塔的高度，避免失控返航撞塔。

4結束語

綜上所述，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。

參考文獻

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