输电线路巡检的专利技术分析

毛超 刘华

摘 要：输电线路的巡检工作属于电网作业中一项极为重要的工作，是电网安全、高效、可靠运行的重要保障。本文主要针对输电线路巡检技术的发展路线，通过检索、统计、分析了输电线路巡检领域的专利申请，重点梳理了重要申请人、技术分布等状况等信息，同时阐述了重点专利的技术发展脉络。

关键词：输电线路；巡检；专利分析

一、前言

输电线路使电力系统的重要组成部分，它的安全可靠运行直接关系到一个国家经济的稳定发展。输电线路由于长期暴露在自然环境中，不仅要承受正常机械荷载和电力负荷的内部压力，还要经受污秽、雷击、强风、滑坡、沉陷及鸟害等外界侵害，这些因素会促使线路上各元件的老化，如不及时发现和清除，就可能发展成为各种故障，对于电力系统的安全稳定构成严重的威胁。因此，输电线路的巡检是有效保证输电线路及其设备安全的一项基础工作，通过对输电线路的巡视检查来掌握线路运行情况及周围环境的变化，及时发现设备缺陷和危及线路安全的隐患，提出具体检修意见，以便及时消除缺陷，预防事故发生，从而保证输电线路安全和电力系统稳定。

针对输电线路的巡检，目前主要有人工巡检、有人直升机巡检和机器人巡检三种巡检模式，根据地理环境和杆塔的类型选择不同的巡检方式，或使用协同巡检模式来实现各种巡检模式间协同工作，配合完成输电线路的巡检工作。

二、输电线路巡检发展情况及分析

1、专利历年申请量分析

中国对于输电线路巡检的研究起步比较晚，2000年以前对于输电线路巡检方面的专利申请较少，从2000年后开始渐渐增加，到了2010年左右，由于人民生活水平的提高以及工业的快速发展，人民的用电范围以及用电量急剧增加，电网的规模也逐渐增加，人们对输电线路的巡检工作也更加重视，从该年开始，关于输电线路巡检的专利申请也就开始了爆发式的增长。而国外一些工业发达国家，由于对电力需求较大，对输电线路的巡检研究也起步较早，对于该方面的申请时间较早，但国外对该方面每年的申请数量比较平稳。

2、主要专利申请国家

中国国内的相关专利申请量稳居世界首位，申请量远超日本、美国、德国等发达国家。之所以出现这样的格局，一方面是由于国内电力网络建设的需求增大，国家的政策鼓励研发，同时，也是因为电网的规模越来越大，人们和政府对电网的运行安全也越来越重视，对输电线路的巡检工作的研究也越来越深入。而外国的专利申请也主要集中在一些用电量较大的发达国家。

3、主要专利申请人分析

在中国专利的统计过程中，发现申请人为国家电网公司的专利申请数量远远大于其他申请人的申请数量，约占中国专利的三分之二，而国家电网公司多作为挂名申请人，因此在申请人的统计结果中排出国家电网公司。国内的申请人遍布多种单位主体，既有研究院等研发机构，还有企业和高校，可见国内该领域的研究主体广泛，对该领域的研发有极大的动力。其中，山东鲁能智能技术有限公司这类企业单位的经营范围包括巡线机器人的生产和销售，因此其申请几乎全部涉及巡线机器人领域，而华北电力大学、武汉大学多以算法、信息技术等的应用和改进为主，注重理论研究，电网和电力研究院等的申请则涉及各个方面。外国的申请人主要为日本企业，可见日本对该方面也作了较多研究。

4、巡检的类型分析

目前的专利申请文件中，其中涉及无人机和巡线机器人改进的申请最多，主要是由于载人直升机的发展较为完善，且无人机使用较为广泛，在大多数情况下都可以对载人直升机进行替代，因此人们的关注点多集中在无人机巡检领域。涉及人工巡检的申请主要集中在20世纪末，近些年来涉及人工巡检的申请较少。同时，由于无人机的巡检管理系统和巡线机器人的越障装置可改进的内容较多，因此涉及无人机和巡线机器人的申请占了很大的比重。

三、输电线路巡检技术的专利发展趋势

目前关于机器人方面的申请数量占很大比重，而机器人中的巡线机器人多涉及结构方面，改进点较小，因此，大多做出贡献的发明集中在无人机巡检领域。此外，随着技术的成熟，无人机将成为输电网巡线的有效工具，无人机合理配置资源、提高输电线路巡检的优点将不断显现，人力巡检和载人直升机巡检对无人机巡检的替代作用将变得越来越小。

不论是无人机巡检方面，还是其他巡检方面，由于技术原理已相对较完善，改进空间较小。但是随着信息技术和人工智能的不断发展，将相应随之产生的新产品和新算法等应用到巡检领域将成为一个主流方向。例如，利用更优化的算法使无人机或巡线机器人更快、更准确的寻径或避障等。此外，巡线机器人越障结构的类型还比较单调，机器人结构还有一定的改进空间。人工巡检的辅助工具方面，可以适应性的整合多种功能，使不增加携带运输难度的同时，提高巡检作业的安全性、便利性和巡检效率。

如今，输电线路巡检领域和图像识别领域、人工智能领域、导航领域等的配合十分紧密，我们要时刻关注其他相关领域的发展動态，将新的、好的技术应用到输电线路领域中来，使输电线路的巡检工作更加安全、准确和高效。

参考文献：

[1]江苏省电力公司电力科学研究院组编.电力新技术概览[M].北京：中国电力出版社.2013.

[2]张祥全，苏建军主编.架空输电线路无人机巡检技术[M].北京：中国电力出版社.2016.

[3]毕雪昱主编.特高压输电线路施工与运输检修[M].北京：中国水利水电出版社.2015.