淺析無人機對架空電力線路巡檢技術與綜合應用

作者簡介：羅任剛（1990.02-），男，貴州興仁人，本科，助理工程師，主要從事工作：輸電線路運行維護與檢修。

摘 要： 電力企業是我國經濟重要的支柱型企業，可以為人們提供日常所需的電能。隨著我國經濟的不斷發展，電網的建設規模不斷擴大，電力線路增多，而部分電力線路所處區域的環境復雜，致使電力建設與巡檢難度明顯增加，本文從無人機在輸配電線路巡檢與架線施工中的優勢分析入手，論述了無人機技術在輸配電線路巡檢與建設中的具體綜合應用。

關鍵詞： 架空電力線路;無人機;線路巡檢;施工帶電跨越

【中圖分類號】TM755 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.172

1 無人機在輸配電線路施工與巡檢中的優勢

無人機是近年來新興的一項技術，在諸多領域中得到廣泛應用，對于輸配電線路精細化巡視、電力線路故障排查、現場施工安全管控、架線跨越帶電施工來說，無人機的優勢主要體現在如下幾個方面：

1.1 可有效降低巡檢成本

我國有很多輸配電線路架設在山區，傳統的人工巡檢方式存在較高的風險，且桿塔上端精細化的巡查工作具有一定的難度，為滿足工作需要，常常會增加投資。而無人機并不會受到地形的限制，在有效的飛行距離內，作業人員只要操控無人機便可從不同的角度對輸電線路上的設備進行巡視檢查，減輕了人員的工作量，相關費用也隨之降低。此外，由于巡檢人員無需親臨現場，從而使得作業安全性得到可靠保障，避免了安全事故的發生。

1.2 提高線路故障排查效率

電力是當今市場賴以生存的基礎，必須是經濟發展的先行者，在國民經濟中占有極其重要的地位。輸配電線路的正常運行是極其重要的，架空線路常見的停電故障性質有接地故障、斷線故障和短路故障，然而部分故障是易通過地面人員肉眼檢查發現的，可用無人機搭載故障查找設備，替代人工檢測，更高效完成任務。優勢在能有效對比分析，能全面掌握整段線路現場情況，減少現場工作工作時間，提高工作效率，降低作業風險。

1.3 架空電力線路帶電異物消除

暴露于野外架空線路，常常遭受外部的影響，如風箏、廣告布等物體落掛在導線上，使線路存在安全隱患。為減少停電時間或者不停電，減少高空作業風險，使用無人機搭載噴火裝置處理該類缺陷，降低作業安全風險。

1.4 施工現場安全管控更全方位

近年來，隨著經濟的發展，電力投資也逐漸增加，施工現場現場安全管控尤為重要，落實現場作業前停電、驗電、掛接地線等安全措施。在復雜的作業中，無人機輔助檢查安全措施落實，同時可快速了解作業現場施工、監護等情況。

1.5 降低帶電跨越架線施工成本

無人機可用于牽引繩索和提升物體，如在新架設架空線路施工及檢修更換導地線跨越帶電線路施工過程中，在帶電封網時，使用無人機牽引小號絕緣繩，通過小號絕緣繩牽引絕緣中號絕緣繩，最終完成絕緣網布置。避開封網設備牽引時與導地線直接接觸，避免了被跨越帶電線路損傷，提高了供電可靠率。

1.6 電力線路巡檢更為高效快捷

無人機基本不會受自然環境和氣候條件等因素的影響，在可能發生自然災害的地區利無人機對輸配電線路進行巡檢，可以在較短的時間內順利完成任務。無人機具備快速巡檢的能力，通過在指定位置進行懸停，可檢查線路上的設備，確定缺陷，并對巡檢結果進行實時回傳，整個過程耗時較少。此外，無人機巡檢前基本不需要進行較長時間的準備，大部分無人機在80s以內便可起飛，當一個區域內的線路巡檢完成后，可以快速轉移至下個區域，有效縮短了輸電線路的巡視檢查時間。

在線路故障檢查時，無人機能夠快速檢查桿塔頂部設備缺陷情況，減少登桿檢查流程，能夠補充人員地面檢查的盲區，減少作業人員登桿流程，降低作業風險，提高工作效率。

1.7 巡檢與施工技術更上新臺階

隨著無人機技術的不斷發展和完善，其功能日漸強大，通過搭載不同的平臺和系統，可以使無人機具有更多的功能，如繩索的牽引、設備缺陷快速查找、故障定位、實時監測等等。由此使得無人機的巡檢更加全面，線路的跳閘次數和停電時長隨之減少，確保了整個電網的運行安全性和穩定性，給供電可靠性提供了有效保障。

2 無人機技術在輸配電線路巡檢與施工中的具體應用

2.1 無人機巡檢系統與管控平臺

利用無人機對輸配電線路進行巡視檢查，需要一套無人機巡檢系統，根據系統對無人機的巡檢路線進行規劃，利用平臺對線路上的設備進行拍照和攝像，并對相關數據進行采集，然后回傳給地面控制站。

無人機巡檢系統特點有：第一，可以垂直起降，不需要任何的輔助裝置以及專門的機場與跑道，對環境沒有較高要求，能夠在野外任意地方起降;第二，具備較高的飛行精度，能夠進行長時間的懸停與飛行;第三，無人機的速度有著較大的可控范圍，同時有著較高的智能化水平，可以實現程控自主飛行、返航等多種功能;第四，光電吊艙能夠對十分豐富的設備進行搭載，不僅有可見光，還包括紅外熱像儀、紫外成像儀，可在夜間進行使用，兩者之間互補，同時與可見光巡視進行結合，可以顯著提升檢測工作的準確性，為故障搶修爭取時間。

2.2 確定巡檢項目

利用無人機對輸電線路進行巡檢時，應當對具體的巡視檢查內容進行確定，常規的巡檢包括線路通道、線路本體及附屬設備，可以細分為輸電線路范圍、點位和精細巡檢三個部分。通過無人機搭載的云臺對輸電線路本體及附屬設備的異常損壞進行檢測，或是借助紅外成像儀對設備的異常發熱進行檢測。具體的巡檢項目有線路走廊內的高桿植物、地質災害、施工作業、構筑物等情況;桿塔、導線、金具、基礎;防雷裝置、標志牌以及各種監測裝置等。

2.3 巡檢流程

2.3.1 勘察作業區域

利用無人機系統對輸配電線路進行巡視檢查前，相關人員應當先對線路周邊進行細致勘察，核實桿塔名稱、地標物等數據，無人機在單次巡檢作業路徑應選擇易觀察，能夠節約電池等能量的地段，隨后對無人機的起落降場地進行選取，應當確保場地周圍無高聳的建筑和樹木，面積應當在4平方米以上，同時要盡可能遠離信號干擾源。

2.3.2 準備起飛

無人機起飛前，檢查無人機安裝，電池電量等情況，檢查無人機各部件連接，圖傳及信號穩定情況，相關人員應當對周邊的環境及天氣進行觀察，看是否滿足起飛條件，同時應對本次的巡檢任務進行確定，依據現場情況，編制無人機飛行方案，若是在自助模式下飛行，必須提前進行路線規劃，隨后對無人機進行調試，由兩名工作人員對無人機進行檢查確認，設置警示線，準備起飛。

2.3.3 無人機升空與巡檢

當現場指揮人員確認無人機可以起飛之后，便可發出相關指令，并對無人機的升空時間進行準確記錄。此時，操作人員可借助遙控器，對無人機進行操控，使其進入到預先規劃好的航線內，若是遇到特殊情況，導致無人機不能在規劃的路線中航行時，必須終止飛行，對方案進行優化調整?？蓪o人機的飛行速度設定在7-8m/s，當需要對輸電線路進行精細巡檢時，可降低飛行速度，控制在3-4m/s。監護人員實時提醒無人機狀態、與交叉跨越物情況，作業現場操作人可按照無人機實時畫面，對云臺的角度進行調整，并完成錄像和拍照等操作，從而獲取相關數據。

2.3.4 無人機回航

無人機進行巡檢時，現場負責人可以按照一定能夠的時間間隔，向操作人員提供狀態信息，若是達到預警值，則可通知操作人員對無人機進行回航操控。在回航前，操作人員應對風向及風速進行判斷，據此對回航速度進行調整，無人機回航的過程中，必須保持飛行平穩，緩慢地減速并下降，同時確認場地滿足降落條件后，讓無人機安全降落，關閉電源，填寫本次巡檢飛行記錄，形成報告。

3 結論

綜上所述，輸配電線路在架線施工與巡視檢查的綜合應用是一項較為重要的工作，為了減少線路故障停電時間，提高線路巡檢效率，減少線路配合停電時間，提高現場安全管控水平，可對先進的無人機技術進行合理應用。通過牽引絕緣繩帶電跨越封網、搭建無人機巡檢系統，對巡檢項目進行確定，明確巡檢作業流程，從而確保無人機巡檢順利進行。

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