无人机在输变电线路巡视和应急抢险中的应用

朱振洪，张岳，陈彦

（国网浙江余姚市供电公司，浙江宁波，315400）

无人机在输变电线路巡视和应急抢险中的应用

朱振洪，张岳，陈彦

（国网浙江余姚市供电公司，浙江宁波，315400）

随着现代社会经济技术水平的发展，电网用电负荷增长不断创出历史新高。此外，各种极端天气现象，也对电网的安全运行带来了更严峻的挑战。为了切实保障电网的安全稳定运行，余姚供电公司通过研究无人机在电网巡视和应急抢险方面的应用，探索通过信息化的手段提高电网运行的安全性和可靠性。

电力检修；无人机；电力抢险

0 引言

中国长期依赖人工进行电力线路的巡检作业，落后的巡检技术使得电力巡检工作效率低下，另外在一些环境比较恶劣的地区，输电线路架设在深山老林之中，给巡检人员的巡检工作带来了较大的安全隐患。因此有必要对输变电线路的巡视以及应急抢险工作进行分析，融合目前无人机技术，将其应用于电路巡检中。

1 无人机应用于电路巡检抢修的可行性分析

无人机的优势是部署比较方便，应用比较灵活。虽然自身成本比较高，但是能够有效的降低人员投入，减少人员成本，利用无人机可以减少人员下站次数。并且对于一些地势较差的地方，人员巡检可能需要较长的时间才能完成巡检工作，但是利用无人机能够快速的解决，相对传统的监控系统建设时间周期，无人机有时间周期上的优势。

另外，相对传统的人力巡检来说，这种远程在线监控，它们的实时性也比较好。传统的人员巡检，一旦变电站发生异常，调度人员必须先通知分局变电的运行班，赶到现场了解真实的情况，再由变电运行班人员汇报调度员、分局领导，再组织分局维护班进行抢修，工作人员不到变电站就无法准确地了解或者掌握现场的详细情况，这一过程会浪费大量的时间，所以相对传统的人力巡检，无人机能节约大量的时间，效率更高，同时也能避免巡检人员发生人身事故。因此基于无人机技术的电路巡检抢修模式具有非常好的前景，可以大面积推广应用。

2 当前现状

传统电力的巡检主要以人工巡视为主，但是随着电力线路的普及，某些地区需要在一些比较恶劣的环境中架设线路，因此对巡检人员的巡视工作造成了较大的影响。对某些山区来说，巡检人员需要徒步开展巡视工作，其安全隐患比较大，容易出现落石、摔伤等事故；并且巡视的速度比较慢，只能开展普通的巡视。工作人员对电线杆、刀闸、铁塔、高压导线、变压器、绝缘子等进行设备巡检时，主要是是以纸质形式记录巡检结果；巡检人员只能借助辅助工具通过肉眼进行观测，不便于巡检资料的可视化备份及内部交流学习，也对巡检人员的技能水平提出很高的要求，这导致准确性难以保证。另外就是当出现洪水台风情况的时候，巡检工作难以开展，无法及时发现电力系统中的不稳定因素。

随着电网建设的逐步推进，现有的输配电线路总量进一步增加，对一线巡视人员带来了较大压力。由于输配电线路分布较分散，特别是很多线路架设在山林中，给巡视工作带来了较大的难处。而且天气越恶劣，电网越容易出现问题，巡视工作也要比往常更细致，工作量更大。此外，极端气象也造成了灾害频发，常规电力应急抢险在物资投放、人员调配等方面仍存在不足，需要通过科技化的手段进行辅助，提高应急抢险能力和水平[1]。

3 存在的问题

3.1 电力线路巡视

（1）电网分布范围越来越广，地形较为复杂，巡检人员徒步巡视作业效率较低，且具有一定的安全隐患。

（2）巡视内容主要以纸质形式记录，不易进行统计和归档，也难以电子化共享和留存。

（3）巡检人员在巡视过程中发现问题时，难以共享复制现场进行会诊，对现场巡检人员的专业技能水平提出了较高的要求，也难以保证问题判断的准确性。

3.2 电力应急抢修

近年来，由于强对流气象的影响，强降雨时有发生，对电力系统造成了严重的损害，受灾区域长时间停电。为此，维修人员常采取连续作战、轮换休息、不间断抢修以确保线路恢复送电。由于抢险人员问题、交通环境情况、及各种安全风险因素，依靠现有设备往往无法做到第一时间到达和掌握。因此，电力供应保障在灾难面前仍很脆弱，在发生灾害时，电力检修过程也异常艰难[2]。

4 解决方法

（1）通过规划无人机航迹，将线路的GPS坐标提前输入巡视管理系统中，无人机将可以按预设路径进行自动巡视，提高巡检效率。

（2）电力应急抢险时，通过地面控制人员操控无人机进入受灾现场进行拍摄，并在第一时间内把现场的情况反馈给指挥控制中心，有利于指挥控制中心了解一线现场情况，便于开展针对性的电力抢险工作部署。

4.1 按轨迹巡航

无人机根据GIS系统中铁塔的GPS坐标点进行巡航轨迹设定，预设飞行巡视线路，并支持在巡视点停留时间设定以便于详细拍摄。巡航完成后，无人机自动飞回巡航起点。

巡检内容包括引流线（有无断股）、杆塔（有无鸟窝、损坏、变形、紧固金具松脱金具被盗）、绝缘子（有无闪落迹象、破损、污秽、异物悬挂）、防震锤（有无变形、存在异物）、线夹（有无松脱）、导线（有无断股、异物悬挂）、地面环境（有无在规定范围建筑房屋和超范围生长的植物）等内容。

无人机在巡航过程中，当出现任何异常或需要人工干预时，地面控制人员可以通过飞控平台夺取控制权，决定继续或取消自动巡航拍摄。

4.2 白光、红外等多种拍摄形式

为解决铁塔上相关部件的温度监控，公司在无人机设备上挂载红外热成像设备对巡检线路进行巡检，通过温度异常变化对比值，发现隐蔽性较强故障点，结合传统可见光巡线，热成像巡线将大大提高故障点检测的准确性。

4.3 远距离数据传输

为了提高无人机的数据共享，公司对无人机的远程数据传输进行研制，通过在地面工作站上使用4G网络，可将无人机的图像视频等资料实时远距离传输至后台指挥控制中心，便于管理人员实时对巡视内容以及应急抢险现场的情况进行了解并作出及时、准确的判断。

5 结语

本文就目前无人机在电力检修应用系统中的问题进行了总结，同时分析了改善方法，以期能够为完善电力检修系统做出贡献。

[1]赵毅胜.电力检修项目成本管理研究[D].华北电力大学,2013.

[2]李德仁,李明.无人机遥感系统的研究进展与应用前景[J].武汉大学学报(信息科学版),2014,05:505-513+540.

Application of unmanned aerial vehicle (UAV) in power transmission line inspection and emergency rescue

Zhu Zhenhong,Zhang Yue,Chen Yan
(State Grid Zhejiang Yuyao power supply company,Ningbo Zhejing,315400)

With the development of technology of modern society and economy, power grid electricity load growth continue to hit record highs. In addition, all kinds of extreme weather phenomena, also brings more challenges for the safe operation of power grid. In order to ensure the safe and stable operation of power grid, Yu Yaogong electric company through research in the power grid and emergency rescue on patrol the exploration of UAV, improve the safety and reliability of power grid operation by means of information.

power maintenance; unmanned aerial vehicle; power emergency