李彥鋒，高梓瑞，梁江濤，楊延斌

（云南電網(wǎng)有限責任公司大理供電局，云南 大理 671000）

0 前言

架空輸電線路會因大風氣候帶來許多漂浮物懸掛或纏繞于架空輸電線路導地線上，大部分漂浮物纏繞或懸掛位置多在絕緣子串與導線的連接金具處、導線的間隔棒和防震錘也多是異物懸掛的主要位置。由于部分漂浮異物的尾帶較長，容易在導線間纏繞，經(jīng)下雨或在潮濕環(huán)境中長時間以后，絕緣性能變差，易造成輸電線路跳閘，影響供電可靠性，危急電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。須盡快進行清除，以保證輸電線路的穩(wěn)定運行。

1 異物消缺噴火無人機

應用于架空輸電線路導地線異物消缺的噴火無人機多以M600 為基礎改裝完成的攜帶噴火器的無人機。主要由無人機、噴火器、地面操作站（遙控器）三部分構成。

1）M600 無人機是一款六旋翼飛行器，其飛行載荷為6 kg，1 組電池（6 塊）在高海拔山區(qū)的平均飛行時間為25 分鐘，結(jié)合在進行噴火消缺作業(yè)時懸停消耗電能增加的情況，1 組電池的平均飛行時間大約在18 分鐘左右。

2）噴火器由儲油罐、噴槍、抽油裝置、電子打火裝置等部位構成，裝設于無人機底部，通過接入無人機供電系統(tǒng)進行取電。

3）地面操作站主要由無人機遙控、噴火器遙控構成，其中噴火器遙控單獨控制噴火器的出油及打火工作。

4）由以上三個部分組成的無人機噴火系統(tǒng)，在實際應用中根據(jù)風向、地形不同，可噴出的火焰長度約在3-6 米的區(qū)間，若在極度逆風的環(huán)境中，會出現(xiàn)無法點火或火焰無法有效噴射的情況。

同時，由于搭載噴火器的原因，使得大疆M600 無人機在無人機機身上難以安裝可見光攝像頭，部分噴火無人機僅搭載一個小型FPV 攝像頭，該攝像頭存在像素模糊，難以觀測作業(yè)區(qū)域周圍信息的劣勢。在這一難題的解決處理上，后文中將作講解。

2 使用情況分析

2.1 實例一

2.1.1 使用過程中發(fā)現(xiàn)問題

1）噴火器在噴火時，機載FPV 攝像頭所傳回圖像數(shù)據(jù)較為模糊，同時對周圍地貌情況回傳的圖像數(shù)據(jù)也不清晰，導致無法準確定位無人機與纏繞異物間的等高平面；

2）工作過程中環(huán)境風速較大，風向較亂，噴火器點火耗費時間較長，嘗試打火5 次才點火成功。

2.1.2 應對措施

由于風向不定，工作組采用離導線約1 米的距離處嘗試噴火消缺。

無人機使用過程中的標高以及位置校準工作由2 名地面工作人員（1 人使用望遠鏡觀測無人機高度位置，進行定高信息報送；1 人在地面與異物纏繞處成1 條直線處觀測無人機水平位置，進行水平位置信息報送）分別進行口頭報送信息，由無人機駕駛員進行相應校準。噴火器操作人員根據(jù)地面工作人員報送抵達預定位置信息進行噴火器出油點火工作。

2.1.3 使用成效及經(jīng)驗總結(jié)

無人機空中位置難以校準，需研究定高定位方法；風向較亂，結(jié)合季節(jié)與時間特性，應選擇風較小的時段開展消缺工作；地面工作人員使用望遠鏡對無人機位置信息進行觀測所得的信息不準確，易造成操作手對位置判斷錯誤的情況。

2.2 實例二

2.2.1 使用過程中發(fā)現(xiàn)問題

1）風速較大，風向較亂，火焰雖是在順風側(cè)噴射，但由于風速較大，嚴重影響無人機穩(wěn)定，導致火焰長時間無法有效灼燒到異物上；

2）該線路導線排列方式為三角形排列，中相導線在上方，噴火無人機需進入電場進行作業(yè)，無人機作業(yè)下方2 米區(qū)域即是下相導線，受電場干擾極大，無人機定位系統(tǒng)狀態(tài)提示為“姿態(tài)模式”（該模式不同于無人機平常使用時的“GPS 模式”，“GPS 模式”下無人機會根據(jù)GPS 信息進行自我校準及增穩(wěn)，在“姿態(tài)模式”下，無人機無法完成坐標自我校準，機身位置會受風向影響出現(xiàn)較大偏離，需操作人員進行手動位置修正）。在強風作用下，無人機擺動較大，加大作業(yè)難度。

2.2.2 應對措施

工作首次使用小型無人機在空中定位的方式為噴火無人機進行標高工作，基于不影響信號的因素，與噴火無人機作業(yè)區(qū)域距離拉大至10 米，僅為噴火無人機進行標高工作。由于作業(yè)點下方周圍空曠，地面水平位置標定仍由地面工作人員進行。

2.2.3 使用建議

1）若工作地段風向較亂，風力較大時，選擇風較小的時段開展消缺工作；

2）姿態(tài)模式下，無人機失去部分自主校準能力，操作難度加大，對無人機的操控上，需要有豐富姿態(tài)模式駕駛經(jīng)驗的操作手才能勝任；

3）通過小型無人機的圖傳信息，可以更清晰、直觀反映噴火無人機在空中的位置、姿態(tài)信息，方便噴火無人機及時對無人機姿態(tài)進行修正。

2.3 實例三

2.3.1 使用過程中發(fā)現(xiàn)問題

1）該桿段垂直高差較大，與路邊無人機起飛點的相對高差約為50 余米，異物纏繞于架空地線上，為氣象局所使用的氣象監(jiān)測裝置，由于氣象球破裂，導致尾繩隨風飄蕩，纏繞于架空地線上；

2）架空地線較細，纏繞物尾繩較細，相對高差較大，無人機到達作業(yè)區(qū)域存在困難。

2.3.2 現(xiàn)場應對措施

仍使用小型無人機完成標高工作，此次工作由小型無人機規(guī)劃噴火無人機航線，小型無人機與中型無人機在同一起降點起飛，通過小型無人機測算飛行高度，水平距離等為噴火無人機規(guī)劃航線，航線規(guī)劃完成后仍停于作業(yè)區(qū)域10 米遠處，為噴火無人機進行標高定水平位置的工作。地面工作人員在作業(yè)點下方區(qū)域使用望遠鏡觀測無人機與地線之間的間距，為無人機操作人員提供距離信息。

2.3.3 使用成效及經(jīng)驗總結(jié)

1）由于現(xiàn)場高差大、水平距離遠，操控噴火無人機基本處于超視距操作，需地面配合人員，標高無人機操作人員與噴火無人機操作手密切配合，及時提供實時位置信息及飛機姿態(tài)信息；

2）超視距情況下，為有效保證噴火無人機飛行安全，需小型標高無人機遠離噴火無人機作業(yè)區(qū)域20 米以上，以應對可能發(fā)生的意外情況；

3）地面配合人員需盡量結(jié)合噴火無人機實時位置，為噴火無人機提供一定距離信息，如噴火無人機噴槍與架空地線或?qū)Ь€的實際距離，若距離低于1.5 米需及時告警提醒，以避免發(fā)生噴槍觸碰架空地線或?qū)Ь€造成墜機。

2.4 實例四

2.4.1 使用過程中發(fā)現(xiàn)問題

1）該桿段為鋼管塔，且為同塔雙回，由于風向為向線路外側(cè)方向，在線路外側(cè)進行噴火消缺難以進行，火焰難以噴出；

2）選定作業(yè)區(qū)域在兩條線路中間，存在作業(yè)區(qū)域較窄，作業(yè)區(qū)域內(nèi)導地線排列對無人機操作要求較高，須注意觸碰上方地線墜機或由于誤操作無人機觸碰導線后墜機的風險。

2.4.2 現(xiàn)場應對措施

仍使用小型無人機完成標高工作，時刻為噴火無人機駕駛員提供高度信息，噴火無人機駕駛員通過該信息，以及在地面觀察得出的無人機水平面位置信息操控無人機。噴火器遙控人員根據(jù)無人機駕駛員給出的信號進行點火工作。由于本次消缺工作中，風向為向?qū)Ь€外側(cè)吹，導致從導線內(nèi)側(cè)開展消缺的方案沒有效果，火焰長度不足。綜合考慮同塔雙回六相導線間距滿足無人機作業(yè)區(qū)域要求，以噴火無人機在同塔雙回六相導線中懸停以順風噴射火焰的方式對異物進行消缺。

2.4.3 經(jīng)驗總結(jié)

1）面對35 kV 同塔雙回線路使用噴火無人機在導線間開展消缺的，需多方面考慮作業(yè)環(huán)境是否滿足噴火無人機飛行，若間距較小，小于噴火無人機翼展2.5 倍的，作業(yè)中意外墜機風險較高，不建議使用；

2）使用噴火無人機進行消缺，若現(xiàn)場存在一定大風情況，視情況，在保證安全的前提下選擇順風側(cè)懸停噴火效果較好。

3 消缺關鍵點

根據(jù)以上實際使用，結(jié)合不同高海拔地區(qū)各類特殊地形特點，現(xiàn)對噴火無人機應用于架空輸電線路導地線異物消缺的使用條件進行以下建議：

3.1 作業(yè)方法及環(huán)境

1）使用小型無人機標高輔以地面觀察人員報位配合噴火無人機操作手的方式是目前適用于使用噴火無人機開展導地線異物消缺的最優(yōu)方法，該方法能保證噴火無人機懸停位置準確，以達到快速消缺的目的。但在實際作業(yè)過程中由于需要小型無人機標高手、噴火無人機操作手、地面觀察手密切配合，有條不紊，故需要在作業(yè)開展前提前溝通完善作業(yè)中的報送信息的口號、方式等，以保證作業(yè)安全；

2）部分作業(yè)場景可能導致噴火無人機處于姿態(tài)模式，姿態(tài)模式下，無人機失去部分自主校準能力，操作難度加大，對無人機的操控上，需要有豐富姿態(tài)模式駕駛經(jīng)驗的操作手才能勝任；在該模式下開展作業(yè)需結(jié)合現(xiàn)場實際，在保證設備安全的前提下開展作業(yè)，若風力超過安全作業(yè)風力等級，不建議開展作業(yè)；

3）大風是影響噴火無人機有效作業(yè)的因素，建議根據(jù)地域風力特性選取合適的時段開展噴火無人機消缺作業(yè)，若現(xiàn)場存在一定大風情況，視情況，在保證安全的前提下選擇順風側(cè)懸停噴火效果較好；

4）建議將無人機作業(yè)人員與噴火器操作人員分別指定，無人機作業(yè)人員須時刻關注無人機狀態(tài)并作出相應調(diào)整。（部分噴火無人機將噴火器打火出油裝置與無人機遙控器關聯(lián)在了一起，這樣不利于無人機操作人員應對突發(fā)情況）；

5）對于35 kV 同塔雙回線路使用噴火無人機在導線間開展消缺的，需多方面考慮作業(yè)環(huán)境是否滿足噴火無人機飛行，若間距較小，小于噴火無人機翼展2.5 倍的，作業(yè)中意外墜機風險較高，不建議使用。

3.2 作業(yè)關鍵點

1）無人機作業(yè)點（噴火點）與異物之間的直線距離在3 米以上為宜；

2）噴火無人機作業(yè)點附近需準備滅火器，安排不少于2 人管理滅火器以應對應急火災情況；

3）噴火無人機作業(yè)完成后，降落前選取合適高度、合適區(qū)域進行泄油工作（環(huán)境允許可進行噴火泄油）；

4）嚴格按照相關作業(yè)規(guī)定作業(yè)。

3.3 不建議使用噴火無人機的環(huán)境

1）消缺作業(yè)點處于無人機禁飛區(qū)處；

2）消缺作業(yè)點周圍林木繁茂處；

3）復雜交叉跨越不利于無人機起降飛行的區(qū)域（如：作業(yè)區(qū)域下方有交叉跨越的絕緣導線，城市綠化帶、商鋪等）；

4）特定環(huán)境下有更好、更安全、風險更低的消缺方式時（如帶電作業(yè)消缺、激光清障儀消缺等）。

4 結(jié)束語

噴火無人機現(xiàn)已有效應用于大部分架空輸電線路導地線異物消缺的工作中，但受限于燃料為汽油，作業(yè)過程中會帶來一定作業(yè)風險。同時，由于各消缺現(xiàn)場情況復雜不一，在使用時，須充分分析作業(yè)點周圍環(huán)境，辨識可能存在的風險，并提出落實風險防范措施后，在保證人身、設備、電網(wǎng)安全的前提下開展相關作業(yè)。在作業(yè)方式上，建議使用文中所述，使用小型無人機標高輔以地面觀察人員報位配合噴火無人機操作手的方式開展噴火消缺。