无人机在输电线路巡检中的应用

梁宇恒

（广东电网有限责任公司中山供电局，广东 中山 528400）

0 引 言

输电线路巡检是保障电网安全运行的重要方式，随着电网的不断发展，输电线路所经过区域的不断扩大，如何保证输电线路的安全、稳定运行已经成为一个重要的问题。以往传统人工登塔的巡查方法，不仅工作量大，而且运行的时间比较长，无法提高实际巡查效率，特别是在对一些复杂区域进行巡查的过程中，还会面临生命安全威协。无人机的使用，提高了输电线路巡视工作的效率，保证了巡视人员的安全。

1 输电线路巡检技术概述

1.1 输电线路巡检的重要性

输电线路是电力系统的重要组成部分。因为输电线路的运行环境比较恶劣，建设区域内的地形地貌也比较复杂，线路运行中不但要承受正常的机械载荷和电力负荷的内部压力，还要经受雷击、强风、污秽、滑坡及鸟害等外界侵害，这些情况将会使线路上的各个元件老化。因此，一旦在安全巡查的过程中没有及时发现线路存在的问题，就会对电力系统的供电质量产生影响。通过对输电线路的巡视检查来了解线路的运行状况及周围环境的变化，及时发现设备缺陷和隐患，从而预防事故发生，保证线路的安全稳定运行[1]。

1.2 输电线路巡检发展方式

通过对输电路线的定期巡视检查，随时掌握输电线路的运行情况、线路周围环境和保护区变化的情况，但随着电网的发展，输电线路长度的不断增加，线路巡视已成为一项繁重的日常工作。以笔者班组管辖中山市南部地区电网为例，主要承担三乡镇、坦洲镇、神湾镇、五桂山镇的供电任务，并担负着珠海市、澳门地区电力外送任务。目前，班组管辖线路38条，总长约363.36 km，杆塔1 201座，任务艰巨。同时，班组运维人员数量不变，再加上所管辖其他设备的巡视验收、日常检修、消缺、防外力破坏等工作压力的不断增大，使得人工巡检不仅劳动强度大、工作条件艰苦，而且工作效率也不高。传统的人工巡检方式，一名巡线人员一天一般只能检查5～6座杆塔，如果遇到地形复杂或恶劣天气，巡视杆塔数则会更少，而使用无人机只需10多分钟便可完成一座塔的检查，大大提高了工作效率。

1.3 无人机输电线路巡检

输电线路中采用无人机巡视，有着传统巡线方式无法比拟的优势。第一，不受外界环境因素的影响和制约。由于很多线路都建设在室外环境，一旦遇上大雨和暴雪等天气，工作人员将无法完成安全巡视工作，而使用无人飞行机设备，就可以避免这些不利的因素，减少因安全巡视工作而造成的意外和伤害问题。第二，无人机的灵活性。利用无人机通过多角度不同的位置的观察，就可以发现线路中存在的缺陷、隐患。第三，是无人机具有作业速度快、测量数据量大、自动化程度高等优点。第四，无人机与各种可见光和红外测温设备搭配进行巡检任务，可以全面了解输电线路运行情况。通过无人机对输电线路拍摄出来的影像图片，可以对输电线路存在的缺陷问题进行及时的发现和解决，如图1所示。第五，无人机巡检可以降低巡检成本，最大限度地减少线路故障造成的损失，保障输电线路的正常运行。因此，无人机非常受电力系统的欢迎[2]。

图1 无人机与人工拍照的效果对比图

2 现阶段输电线路巡视检查的主要内容

（1）线路本体的安全巡查。在安全巡查时，主要的工作内容有地面的巡查和基面的巡查等，还包括了杆塔的巡查，要对杆塔的损坏情况进行检查，还要对倒塌等问题进行巡视。在检查接地装置时，要对断裂和锈蚀等问题进行发现，还要观察是否存在螺栓的脱落和接地带的丢失及外漏现象。在进行拉线及基础检查时，要对金具的拆卸、拉线棒的锈蚀或蚀损，以及拉线的松弛、断股等现象进行巡查。在检查绝缘子的过程中，如果存在伞群的破损和污秽等问题，还有放电痕迹和钢帽的破损等现象，也要进行记录。在检查线路时，还要检查导线和地线等，要检查是否存在断裂和烧毁等问题，以及构件的磨损情况。

（2）在巡查附属设施时，要观察防雷装置是否存在避雷器的动作异常，以及计数器的破损和变形等问题，还要对防鸟装置的破损和螺栓的脱落等问题进行观察。对于各种类型的监测装置，如果存在装置缺失和功能失效的情况，也会影响线路的正常运行。此外，还要对线路的标识进行检查，确保标识的清晰。

（3）在进行线路环境通道安全巡查时，要对线路和其他建筑物以及树木的距离进行监测，还要观察线路附近的作业情况，如果附近存在易燃易爆物，也会降低线路的运行安全性。要对地面的裂缝情况进行勘察，确保线路周边的环境，符合运行的要求。

3 无人机巡检作业的“战绩”

自无人机引用班组使用后，无人机常常为班组立下汗马功劳。在班组最近开展的一次人工日常巡视中，突然发现了一起110 kV线路耐张塔绝缘子掉串事件。该线路于2009年运行，90%的杆塔都位于高山上，常年有大雾笼绕。事件发生后，通过利用无人机对该杆塔进行全面评价，如图2所示。经检查发现，该事故的直接原因是其直角挂板严重锈蚀受力拉断，导致掉串，其他金具也锈蚀得非常严重。随后又对该线路其余杆塔进行全面评价，发现位于高山上14基杆塔的直角挂板也存在严重锈蚀。如果按照以往的人工登检方式，往往需要4天才能完成，但这次通过利用无人机查找问题，时间缩短了2天，给抢修消缺工作带来了先机。在这种高山峻岭、人烟稀少等人工难以巡视的区域，更能显出无人机的优越性[3]。

图2 通过无人机拍照图片快速评估现场状况

4 无人机在输电线路巡检应用、技术发展的趋势

4.1 无人机巡检应用的趋势

网、省公司越来越注重对无人机设备的应用，这种巡视方法的技术含量比较高，已经在各个地市供电局的输电线路中得到成熟的应用。无人机设备的加入，将会使状态巡视这一制度内容更加的合理。如图3所示，无人机设备在应用时，可以作用于故障发生率较低的线路中。由于无人机设备在应用的过程中，建设成本低，在对一些故障问题比较少的线路进行巡查时，可以安排少量的人员控制设备进行巡视。随着科学技术的发展，当设备的运行成本足够低时，为了保障输电性能的可靠性，甚至可以安排无人机设备进行全部线路的周期巡查。

图3 无人机精细化巡视已纳入部门生产工作计划

4.2 无人机巡检技术发展的趋势

随着各种新型技术的不断问世，无人机技术在应用时将会具备更多的优势。在输电线路安全巡查工作中，无人机技术将会发挥更大的作用。这项技术的发展前景，主要是向着智能化的方向发展。对于无人机设备的飞行模式，在改造时应该加大对无人机的电动固定翼、导航方式等方面的研究和开发。在改进设备的航摄功能的过程中，需要进一步对全自控系统以及缺陷识别等功能进行开发，从而提高设备的技术应用含量和工作效率。此外，需发挥多功能设备之间的互补应用。

5 结 论

输电线路巡查工作在开展的过程中，会耗费大量人力及物力资源，并且对工作的要求比较高。如果在开展工作的过程中，工作人员出现操作失误的情况，就会降低巡查工作质量。应该制定科学合理的巡视制度，对各项行为进行约束，提高工作质量和效率。在进行输电线路安全巡视中，采用无人机技术，不仅可以降低工作成本，节省工作的时间，而且能保证巡视人员的安全。因此，在未来的线路巡视工作开展中，需加大无人机技术的应用。