蔣磊 國(guó)網(wǎng)湖北送變電工程有限公司

近年，伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電負(fù)荷不斷提升，電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。但目前輸電線路仍然以人工巡檢為主，效率低、局限性大、人員安全存在隱患，難以滿足輸電線路持續(xù)快速增長(zhǎng)的需求，因此，智能巡檢是未來(lái)電網(wǎng)檢修工作的開(kāi)展方向和趨勢(shì)。無(wú)人機(jī)是智能巡檢的重要方式之一，電力行業(yè)各單位正在大力推廣和應(yīng)用。

一、當(dāng)前無(wú)人機(jī)巡檢存在的問(wèn)題

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的成熟，其被廣泛應(yīng)用于電力、交通、安防等領(lǐng)域。作為電力行業(yè)的主要應(yīng)用場(chǎng)景，輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢在全國(guó)各地進(jìn)行了試點(diǎn)，并取得了較好成績(jī)，但也突顯出一些問(wèn)題，使無(wú)人機(jī)巡檢無(wú)法實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。無(wú)人機(jī)巡檢需要運(yùn)維人員同時(shí)具備電力巡檢和無(wú)人機(jī)操控的雙重能力，在缺少運(yùn)維人員的情況下較難實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的廣泛應(yīng)用，同時(shí)運(yùn)維人員綜合素質(zhì)參差不齊，給無(wú)人機(jī)巡檢的質(zhì)量帶來(lái)較大不確定性；由于通信技術(shù)的限制，當(dāng)前無(wú)人機(jī)使用4G、Wi-Fi或藍(lán)牙等通信方式，帶來(lái)空域定位精度低、帶寬小、高延時(shí)和操控范圍小等問(wèn)題，導(dǎo)致傳輸圖像不清晰、無(wú)人機(jī)誤碰高壓線和墜機(jī)等現(xiàn)象。Wi-Fi點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的形式，通信距離一般不超過(guò)500m，圖傳能力可達(dá)到1080P，每秒30幀左右；4G網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下，不受操控距離的限制，圖傳能力以720P為主；藍(lán)牙傳輸則在傳輸距離和圖傳能力方面均處于最低水平。因此現(xiàn)階段無(wú)人機(jī)無(wú)法完全滿足輸電線路巡檢的需求。

二、無(wú)人機(jī)在特高壓輸電線路巡檢中的具體應(yīng)用

（一）智慧巡檢技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

（1）從架空輸電線路的全方位遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建立開(kāi)始，建立系統(tǒng)的無(wú)人值守機(jī)巢，配合中央控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。（2）基于云端層面部署監(jiān)控平臺(tái)實(shí)施后臺(tái)監(jiān)管，預(yù)留空域管理接口建立監(jiān)管綜合體系?；谏鲜鰞牲c(diǎn)技術(shù)采用到續(xù)航能力在50min以上的無(wú)人機(jī)，且確保其單向巡航里程應(yīng)該在35km以上。整個(gè)巡檢過(guò)程采用到中央控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)巢實(shí)施遠(yuǎn)程管理，而無(wú)人機(jī)則配合氣象站輔助設(shè)備遠(yuǎn)程發(fā)送各項(xiàng)指令內(nèi)容，以便于控制無(wú)人機(jī)在必要時(shí)自主開(kāi)機(jī)、起飛、按照提前規(guī)劃好的航線完成自主飛行巡檢工作，最后精準(zhǔn)降落。（3）在機(jī)巢控制系統(tǒng)中還加入了自動(dòng)充電模塊、自動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸模塊以及云端數(shù)據(jù)自動(dòng)智能處理模塊等，所有巡檢數(shù)據(jù)都會(huì)自動(dòng)上傳到后臺(tái)管控中心，完成整個(gè)巡檢工作流程。

（二）精細(xì)化巡檢

利用多旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)輸電線路桿塔、通道及其附屬設(shè)施進(jìn)行全方位、高效率的巡視，可以發(fā)現(xiàn)螺栓、銷釘?shù)冗@些無(wú)法通過(guò)人工地面巡視發(fā)現(xiàn)的缺陷的巡視作業(yè)。巡檢主要對(duì)輸電線路桿塔、導(dǎo)地線、絕緣子串、金具、通道環(huán)境、基礎(chǔ)、接地裝置、附屬設(shè)施等8大單元進(jìn)行檢查。巡檢時(shí)根據(jù)線路運(yùn)行和檢查要求，有選擇地配備相應(yīng)的檢查設(shè)備，進(jìn)行可見(jiàn)光檢查和紅外檢查項(xiàng)目?？梢?jiàn)光巡檢主要檢查內(nèi)容：導(dǎo)、地線（光纜）、絕緣子、金具、桿塔、基礎(chǔ)、附屬設(shè)施、通道走廊等外部可見(jiàn)異常情況和缺陷。紅外巡檢主要檢查內(nèi)容：導(dǎo)線接續(xù)管、耐張管、跳線線夾及絕緣子等相關(guān)發(fā)熱異常情況。

（三）巡檢數(shù)據(jù)分析

巡檢數(shù)據(jù)分析的目的是利用無(wú)人機(jī)采集的圖像和視頻數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備缺陷。（1）線路設(shè)備本體缺陷：組成線路本體的構(gòu)件、附件、零部件，包括基礎(chǔ)、桿塔、導(dǎo)地線、絕緣子、金具、接地裝置等本身的缺陷。（2）附屬設(shè)施缺陷：指附加在線路本體上的各類標(biāo)志牌、警告牌及各種技術(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備、避雷器等出現(xiàn)的缺陷。（3）外部缺陷（隱患）：指外部環(huán)境變化對(duì)線路安全運(yùn)行已構(gòu)成某種潛在性威脅的情況（如在保護(hù)區(qū)內(nèi)新建房屋、植樹(shù)竹、堆物、取土、線下施工車輛作業(yè)等對(duì)線路造成的影響）。（4）線路通道內(nèi)導(dǎo)線對(duì)建筑物、樹(shù)竹等交叉跨越距離不滿足。線路保護(hù)區(qū)內(nèi)有礦區(qū)，修建交通設(shè)施、建筑物等有高大施工機(jī)具和焚燒現(xiàn)象。（5）固定翼無(wú)人機(jī)具有航速高、覆蓋范圍大、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，適合應(yīng)用于災(zāi)后線路走廊的大范圍普查。通過(guò)利用固定翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行災(zāi)后勘查，可在短時(shí)間內(nèi)整體掌握線路的整體損失情況，為應(yīng)急決策提供初步依據(jù)。

（四）無(wú)人機(jī)智能聯(lián)動(dòng)

無(wú)人機(jī)智能聯(lián)動(dòng)是指無(wú)人機(jī)與桿塔上圖像監(jiān)測(cè)裝置結(jié)合，當(dāng)圖像監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到有問(wèn)題時(shí)，通過(guò)平臺(tái)間數(shù)據(jù)共享觸發(fā)智能聯(lián)動(dòng)機(jī)制，控制無(wú)人機(jī)自動(dòng)進(jìn)行清障、喊話等操作，保障輸電線路運(yùn)行安全。當(dāng)無(wú)人機(jī)巡檢平臺(tái)接到可視化平臺(tái)推送的通道異物告警后，巡檢平臺(tái)將異物位置信息發(fā)送到無(wú)人機(jī)，同時(shí)給無(wú)人機(jī)發(fā)送清障指令，無(wú)人機(jī)接到指令后自動(dòng)更換搭載設(shè)備，搭載激光清障器和高清攝像頭，利用5G通信高帶寬、低延時(shí)、高精度的特點(diǎn)，準(zhǔn)確到達(dá)異物位置，并鎖定異物，高能激光束射到目標(biāo)異物，通過(guò)光熱作用將架空線路上的漂浮型異物部位吸收激光導(dǎo)致局部溫度急劇升高后熔化或氣化，從而掉落。同理，當(dāng)輸電線路下方出現(xiàn)未經(jīng)批準(zhǔn)的非法施工或經(jīng)過(guò)超高車輛后，無(wú)人機(jī)接到指令后自動(dòng)更換搭載設(shè)備，搭載喊話裝置和高清攝像頭，快速到達(dá)指定位置，對(duì)下方施工人員或車輛司機(jī)進(jìn)行喊話，勒令其停止施工或駛離，并進(jìn)行錄像保存證據(jù)，并將視頻實(shí)時(shí)回傳至無(wú)人機(jī)巡檢平臺(tái)，運(yùn)維人員可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)視頻進(jìn)行備案和責(zé)任追尋。

三、結(jié)語(yǔ)

該方案實(shí)現(xiàn)的超特高壓輸電線路無(wú)人機(jī)全程自主巡檢云臺(tái)系統(tǒng)，擬用以代替當(dāng)前人工巡線的方式。相比于當(dāng)前人工巡線高成本、周期長(zhǎng)、安全性低等特點(diǎn)，無(wú)人機(jī)巡線可以大大降低巡線的工作成本，縮短巡線周期，并且可以降低工人巡線的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，該方案降低了巡線所需的人力資源，對(duì)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)化具有重要意義。