无人机在线路巡检中的运用

金綦庆(西南油气田分公司天然气净化总厂，重庆 400021)

0 引言

近些年来，随着社会经济的不断发展，社会众多领域与行业的发展速度与发展水平也在不断提升。在电力和石油行业发展过程中，为了能够对电力架空线路和油气管道的稳定性与安全性进行更好的维护与保障，加大对电力架空线路和油气生产管道的巡检力度是非常迫切的。在我国电网建设水平不断提高的背景下，很多高海拔、长距离、大跨越的输电线路给人们的生活提供了更多的便利条件，提升了生活质量。但是与此同时，很多运维巡检人员的工作难度在大幅度增加，油气管道亦是如此。因此，为了能够更好地克服或者解决这一难题，使得电力架空线路巡检和油气生产管道巡检人员的工作压力得以更好地缓解或者降低，无人机发挥着不可估量的作用和价值，解放了部分劳动力，缓解了架空电线线路和油气管道巡检人员的工作压力。

1 无人机巡检技术的概述

1.1 无人机巡检技术的概念及内涵

所谓的无人机巡检技术，主要指的是巡检人员通过远程操作无人机，利用无人机的传感设备来高质、高效地完成架空输电线路的巡检工作。无人机巡检技术和传统的巡检方式比较，其效率更高，成本更低，效果更好，灵活性更强，操作简单、安全高效，具有良好的视野。当前，在我国的架空输电线路巡检工作中，无人机巡检与人工巡检的比重各占一半，油气管道巡检的比例也在增加，且随着信息科技的快速发展，无人机巡检技术的应用水平也在不断得到优化与创新，其应用的程度与占比也会越来越高，逐渐会成为各类线路巡检工作中的主要技术与方法[1]。

1.2 无人机巡检体系的构成分析

无人机巡检体系主要由无人机平台、数据获取系统、地面测控站、数据通信链条以及数据处理系统构成。其中无人机平台主要指的是无人机载体，也就是无人机设备，无人机和直升机的结构较为相似，但是不同之处在于工作人员可以远程操控无人机。在实际的应用中，无人机可分为多旋翼无人机与固定翼无人机，多旋翼无人机在精细巡查架空线路的工作中比较常用，固定翼的无人机在高航程、大范围的架空输电线路的巡查作业中应用比较广泛，油气管道多用固定翼无人机。而数据获取系统主要是通过搭载传感器，如光学相机、激光扫描、红外成像以及之外成像等，来获取巡检作业的实际数据或者信息。地面测控站主要对无人机的飞行状态进行操作与监控，并对数据信息的获取方式进行控制，为无人机进行领航。数据通信连主要通过信号发射与接收设备的应用，来对无人机设备和地面测控站之间的数据通信可靠性进行保障。最后数据处理系统是无人机巡检体系中不可分割的一部分，其通过对遥感数据处理技术的应用，或者应用摄影测量的方法来对数据的采集与处理，通过坐标、点云、数据以及视频等信息来高效处理数据，从而更加精准地掌握输电线路的运行状况[2]。

2 线路巡检中无人机巡检技术的应用方略探究

为了能够提升电力电控线路巡检工作效率与工作质量，工作人员必须要摒除传统、落后的工作理念与思维，重视无人机等现代巡检技术的实践与应用，结合当前电力架空线路巡检的实际工作状态与困难，优化无人机巡检作业的流程，针对不同巡检的类型来选择不同的无人机巡检技术或者方法，全面提升无人机巡检的实际品质与水平，维护电力架空输电线路和油气生产运行的可靠性与安全性。下面对电力架空线路巡检工作中无人机技术应用的具体策略与方法展开有效探究与分析。

2.1 掌握无人机巡检技术的工作流程

在应用无人机进行线路的巡检时，重视对无人机巡检技术应用的流程进行认知与掌握是必不可少的环节。当前，在线路巡检工作中，无人机设备的作业流程逐渐趋于统一化，其工作流程主要是先进行空域申报，然后计划编制和做好巡检准备工作，最后执行巡检工作和出具巡检报告。在空域申报时，工作人员要提前一周做好线路巡检的准备工作，要对巡检空域的使用进行提前申报，包括无人机飞行的空域和计划等等。申报的飞行空域和其他空域之间的水平距离要保证在20 km以内，垂直间距要保证在2 000 m以内。在实施计划编制工作时，工作人员要按照运行单位以及安质部门对电力架空输电线路巡检以及油气管道巡检的要求和建议来设定巡检定线、定点以及全线等线路和内容。然后做好巡检相关准备工作，如检查无人机设备、通信传输设备的回路、校验机载巡检设备、检验控制模块和启动动力装置等。在执行巡检工作时，无人机技术可以按照其《技术规程》与《技术导则》的相关标准与规范来进行巡检，最后工作人员再结合无人机巡检过程中收集的数据进行整理与分析，为电力架空输电线路的运维和油气生产和管道运行提供更加可靠的数据参考。通过对无人机巡检技术应用流程的分析与掌握，对于优化无人机巡检技术应用效果非常有利[3]。

2.2 无人机巡检在不同巡检类型工作中的应用

无人机巡检工作类型可分为正常巡检、故障巡检、鸟害巡检、外破巡检、灾后巡检、树竹巡检以及红外巡检等等。在不同的巡检类型与模式中，无人机的巡检作用也不尽相同。在正常巡检工作中，主要是对电力架空输电线路实施周期制的巡检工作，开展可见光或者红外成像的巡检项目与内容。故障巡检主要是电力架空输电线路产生故障时，无人机设备可对故障区域进行全方位的巡检，能够将故障范围和具体情况传输和反馈给工作人员，工作人员及时作出故障解除措施，最大化降低输电线路出现故障所造成的危害与经济损失。在鸟害巡检工作中，由于很多电力架空输电线路多被设置在高山或者丘陵等地带，且多以高塔架设的形式，这便于鸟儿筑巢，很多架空输电线路出现故障都是由于鸟类的影响。鉴于此，为了能够对鸟害问题进行更好、更有效地解决，工作人员可以结合鸟类迁徙的习性与筑巢的条件，运用无人机设备来进行驱赶，并对鸟儿筑巢的情况进行巡检和监控，了解电力架空输电线路不同区域的鸟害状况，进而实施更有针对性的驱赶工作措施，对该区域的架空输电线路的运行安全性进行更好的保障。

在外破巡检工作中，很多输电线路容易被挖土方、修路、工程建设以及车辆的吊装等施工作业所破坏，使得输电线路不能够正常运行。工作人员可以运用无人机设备来对电力架空输电线路的沿线区域进行定期外破巡检，对施工作业过程中对输电线路的破坏情况进行更好的掌握。如果发现有外破问题存在，工作人员可与企业进行全面沟通，解决问题，从而更好地预防与解决外破隐患。山火巡检也是输电线路常规巡检工作内容与类型之一。很多输电线路架设在高山与丛林之中，在防火方面存在很大的压力。在干燥且炎热的季节，山林容易发生火灾，利用无人机巡检设备来对森林、山区等区域内的输电线路进行全面的巡检，能够降低山火对输电线路的损害。

无人机巡检还适用于油气田生产和集输企业。许多油气田的生产井井距分散，跨度大；所处环境恶劣，沙尘暴天气，随时吞噬井场道路，巡井、巡线难度较大。为降低员工劳动强度，降低安全生产风险，油气田企业秉承“技能操作+专业服务”的理念，强化科技技术手段，采取中控大厅电子巡检和无人机室外巡查相结合，积极做好油井管理和维护保养。不仅如此，油气田许多石油和天然气集输管道都具有输送距离长、需24 h不间断监测巡查和穿越环境恶劣易泄露的特点，利用人工巡检，不仅增加了员工的工作量，并且对于一些特殊的环境，人员很难近距离巡查。这时无人机巡检就可以做到从时间和空间上，全天24 h、360°无死角巡查，极大地降低了管道泄露无人察觉的隐患，加快井、站、库管理现代化进程，做到精细化、智能化，实现了巡检巡查、应急抢险各环节的可存、可传、可视。

2.3 明确无人机巡检的安全要求

在输电线路的巡检工作中，应用无人机进行巡检需要注意一些安全使用规范与要求，因为无人机并不是万能的，其也需要在适宜的环境及条件下才能够发挥出更好的作用与价值。因此，在利用无人机来巡检输电线路时，必须要明确无人机巡检的安全要求，这样才能够促进输电线路或者油气生产管道巡检作业的可靠性与安全性进行更好的保障。无人机巡检作业一般要选择天气比较良好的情况，如遇恶劣天气，可以制定一些相对较为安全的巡检线路，并制定出紧急预案，在获得相关部门批准以后再进行巡检任务工作。同时无人机的巡检要尽量选择安全的空域来执行巡检，尽可能地避免烟雾、爆破、无线电、火焰、炸石等空域，合理设定无人机巡检的安全距离，既要保障无人机运行的安全性，又要对无人机巡检作业工作要求进行满足，从而提升无人机巡检的效率与水平。

3 结语

综上所述，现如今，电力和石油已经成为人们生活中不可获缺的重要内容与组成部分，它们运行的稳定性与安全性也是提升人们生活品质的一个重要方面。我国很多输电线路都架设在地址较高的山区，如果架空的输电线路出现故障，无法进行巡检，那么容易带来很多麻烦和隐患。随着科技水平的不断提升，无人机巡检技术逐渐被应用到输电线路和石油生产集输的巡检工作中，其应用的范围较为广泛，方式比较灵活，成本相对较为低廉，应用的效果也比较显著，在一定程度上大大地解放了人力，增强线路巡检工作的便捷性与安全性，对于维护线路的安全与稳定发挥着更好的作用与价值。