无人机技术在输电线路巡检工作中的应用及展望

2020-03-30万卷益李宁杨毅东王校鹏

工程建设与设计 2020年2期

万卷益，李宁，杨毅东，王校鹏

（国网平凉供电公司，甘肃平凉744000）

1 引言

近年来，甘肃电网输电线路规模大幅增加，高质量供电对输电线路巡检质量的要求越来越高。甘肃平凉地处六盘山、关山余脉，地形起伏高差较大，导致输电线路翻山越沟，大跨越大档距情况较多；山区树木丛生，道路艰难甚至没有通向输电杆塔的道路，这对巡检人员及巡检效率提出了严峻的考验。

平凉供电公司采用无人机巡视多条输电线路，清除输电线路上风筝、反光膜20余处。通过无人机搭载高清相机近距离观察设备本体或搭载红外热像仪高空对输电线路重要部件测温及无人机挂载喷火设备消除线路上的异物等实践，在效率、效益方面取得显著成果。

2 无人机巡检

无人机巡检更为安全、速度更快、检测没有角度限制实战效果。从巡视类型来说，无人机巡视与人工巡视一样，可进行正常巡视、故障巡视和特殊巡视。

1）正常巡视。与传统人工巡视相比，无人机搭载的高清摄像头可在几分钟内对某段导线或某一基杆塔全方位巡视，并在关键位置拍摄照片，如图1、图2照片比对，可以清晰查看输电导线、地线、杆塔、附属设施及通道情况。

图1 无人机拍摄的线路缺陷图

图2 人工高倍望远镜巡检图

2）故障巡视。根据故障信息确定重点巡检区段和部位后，无人机可以较为精细地查找故障点及异常情况；也可辅助完成鸟害、树竹、山火、外破等特殊巡视。人工故障巡视时，地面巡视人员主要借助望远镜对输电线路下表面的情况进行观察，而设备上表面就需要登杆塔巡视。登杆塔巡视不但效率低，而且对巡视人员的人身安全有一定的威胁。相对而言，使用无人机故障巡视可以在故障范围内近距离从各个角度清楚地发现设备缺陷及异常区域，免除人工登杆塔巡视的一系列繁杂过程。从实践经验来看，故障巡视时采用无人机，至少可以缩短30%的巡视时间，还能有效发现输电设备放电点（放电点处设备上会存在灰白色小点）。

3）特殊巡视。突变气候下（气温骤变、暴风雨、大雪和覆冰等）或自然灾害（地震、泥石流等）及线路负荷有较大变化等特殊情况下，利用无人机对线路区段和部件巡视精准化。以红外测温为例，采用四旋翼无人机挂载专用红外测温仪避免人工红外测温登塔，人手轻微抖动造成测温取点有偏差（见图3）。

图3 挂接红外测温仪的无人机

3 无人机消缺

输电线路检修是电力线路运检工作必不可少的环节。用无人机巡检，缩短工作时间由1h缩减至15min。应用无人机巡检时，应注意：（1）清除电力输电线路上缠绕的塑料、遮阳网、编织带、广告布、风筝及风筝拉绳等异物时，携带喷火装置精准方便烧除异物（见图4）；（2）避免人工检修时作业人员费事费力地登杆塔工作和作业人员在输电导线上坐飞车移动取异物的危险；（3）避免传统输电线路异物清除时线路停电的要求。

4 无人机智能验电

无人机智能验电是由无人机携带自由伸缩、旋转的验电装置，在操控手的远程控制下，实现无人机验电，验电可靠性达100%，同时，也避免了人工登杆塔作业，缩短2/3的验电时间。

5 无人机巡检发展

目前，无人机巡检正在研发的缺陷自动识别和研判系统将为无人机巡检开拓新的发展空间，续航能力、飞控距离有限、整理无人机巡查输电线生成的海量视频数据、图像信息难题、缺陷的研判等一些现实问题在输电线路巡视、检修有着广阔的应用前景。

图4 喷火无人机清除导线异物

1）中继无人机、任务无人机协同巡检作业，为穿越山区架空电力线路巡检提供便捷，实现复杂地形远距离、长航时，超视距输电线路巡检[1]。

2）基于视觉的自动智能无人机检测系统发展。借助无人机和遥感技术，J2EE技术，采用多传感器集成方式，提高线路巡检整体质量和安全水平[2]。可视化辅助系统——输电线路无人机超视距巡视智能操控系统，内置多种智能业务化作业模式，实现航线自动规划、一键起飞、自主作业、自动返航、断点续飞、智能避障等特点[3]，实现输电线路的超视距智能巡视。输电线路智能运检管控平台提升精细化巡检的管理水平。