提升输电线路无人机作业效率及安全的措施

邓伟 周承清

摘要：近些年来，伴随着我国城市化建设的步伐逐步加快，促进了各个领域的发展得到了突飞猛进的提高，尤其是在电力系统中，输电线路多架设在较为恶劣的环境中，仅靠人工去完成所有的巡视工作，需要耗费大量的人力、物力和财力，而且难以满足输电线路正常运行的标准。现阶段投入的无人机技术能够很好地解决类似问题，大幅提高巡视效率，保证测量数据的精确性以及巡视面积的广泛性。文章主要对输电线路无人机巡视技术、输电线路无人机作业效率方法、提升输电线路无人机安全措施等展开探讨，具有一定的现实意义。

关键词：提升;输电线路;无人机作业效率;安全的措施

引言

要想实现电网安全运行，需将输电线路巡视工作放在首要位置上，在电网发展速度不断加快的同时，输电线路经过的区域随之变大，如何采取措施提升和保证输电线路的稳定性和安全运行已经成为了急需解决的问题。过去的主要巡视方式为人工登塔巡查，其运行时间较长、工作量大，其最终的巡视结果差强人意，尤其是在巡查复杂地质情况时有时会给工作人员的生命安全造成巨大威胁。在无人机投入到工作中以后，大大提升了输电线路巡视工作的效率，巡视人员的人身安全也得到了保障。然而，在无人机巡视作业的过程中，若未按照作业指导书或未做足相应的准备工作，必定会影响机巡作业的效率以及安全。

1输电线路无人机巡视技术

盡管线路所在的地形地貌、风速风向等现场环境和作业时的起始地点、天气有所不同，无人机巡视路径规划都需要遵循面向大号侧先左后右、从下至上（对侧从上至下）、先小号侧后大号侧的基本原则。依据这个基本原则，不同飞手因对业务的熟练程度不同所拍摄的巡检图像大相径庭，经常出现虚焦、部件主体不突出等问题，图片拍摄效果不好将直接影响后续根据图像识别诊断部件缺陷的准确率。同时，面对输电线路巡视复杂的应用环境，无人机受其自身软硬件条件的限制，如自身的续航能力、重量和尺寸，无法形成持续有力的作业能力。无人机巡检采集的大量影像，需由人工逐一筛选、识别线路设备缺陷，并分类归档存储，工作量大，效率低。针对上述问题，提出了一种输电线路无人机自主巡视的实现方案，分析了无人机巡视作业全流程体系架构，研制了输电线路无人机巡视系统，通过固化作业点，建立标准化航线库，用户可在无人机运维管控系统一键触发巡视任务，无人机将执行巡检任务并实时回传巡视视频，自动下载巡视图像，运维管控系统自动分类、分析巡视图像、生成巡视报告，并将自主巡视技术应用于电力输电线路巡视。巡视结果验证了无人机巡视技术的有效性，无人机巡视规模化应用将大大降低运维人员的工作难度，降低其对操控无人机技能的掌握，摆脱繁琐的数据整理，集中精力到输电专业核心技术的学习研究和电力通道隐患的治理检查。

2输电线路无人机作业效率方法

2.1前期准备工作

在巡检作业之前认真检查无人机的整体情况，硬件包括无人机本体是否正常、电池是否正常等，软件方面包括无人机固件与遥控、吊舱固件是否匹配、飞行数据库是否最新、实名登记信息是否有效等，测试遥控信号与无人机是否有效连接，并准备足够的电池。资料准备：在巡检作业之前认真勘察作业现场，可通过GIS、卫星图、三维系统、线路建造设计图、地形图事先调查所要巡视的线路的以下环境要素：地形条件状况、有无允许起降的场地、飞行空域是否视野广阔、有无遮挡物等，从而避免正式巡视时飞出遥控范围，导致失联、坠毁等事故。全面了解和掌控整个巡查区域，制定有效的巡检方案，必要时将无人机巡检工作向航空管制部门备案。无人机准备：根据不同的作业任务及线路环境特点采用不同的机型进行作业才可胜任巡检任务。优先选用性能满足要求且更轻便的无人机，单人可携带。必须检查所用的无人机的外观，如是否有外观损伤、电机转动是否正常、桨叶有无损坏、受力部件有无裂痕等。电池准备：在前期设备的准备与检查中，充分考虑携带的电池是否满足本次巡检的需求。在数量方面，电池数量与作业量要足够匹配;在电池状态方面，注意检查电池的外观是否有损坏、变形等现象;电池接口的金属片是否存在破损、烧蚀等现象;电池电量是否为满电等。运输准备：由于架空线路的地理因素，驱车前往作业现场，通常会行驶在泥泞破损的道路，所以无人机通常需要装箱保护。但是，无人机的装载与卸载一定程度上也影响了作业效率。因此可利用快装快拆的底座固定于车上，实现免装箱、快速拿放无人机，同时保护无人机各部件不受运输的影响。图传接收、遥控、监视器一体化设计，同样可以提高运输的效率。

2.2处理图像

在处理无人机拍摄的图像信息时，最先采取人工预览的方式检查故障点的存在情况，发现故障点后做好标记。仔细分析那些可能存在故障的图片，并采取措施处理。仔细核查故障点信息，有些无法正确识别的故障点需要二次实地勘察。现有的巡检图像处理方式大都基于人工判读的方式来完成目标部件缺陷的定义，人工判读方式劳动强度大、工作效率低，存在漏判误判的可能。人工处理机巡数据的工作模式可转变为机器+人工的作业模式，可用计算机将数据自动分类，然后在利用人工智能技术对缺陷进行识别，最后再开展人工复核的工作，将缩短处理可见光数据处理的时长，提升数据处理效率。

3提升输电线路无人机作业安全措施

3.1提高远距离无人机的通信能力

当前，无线通信技术仍有一定限制性，即无人机巡线作业都要操作人员在现场配合共同操作，且所巡检范围无法超出所设置的最大遥控距离，否则飞行数据、控制链路将受到影响。另外，尽管现阶段市面上流通的分新型无人机可以接入4G、5G移动通信和无线网络模块，然而因为其所巡检路线通常都没有移动信号，所以这一技术依旧受到较大限制。

3.2提高无人机的操控能力

由于巡检输电线路一般较长，部分线路或路段穿越山区、丛林或无人区。因此，在一些极端情况下可能受微气象影响，此时能否保证无人机平稳飞行、无振动抖动、能否有效捕捉线路故障点非常重要，这就需要无人机操作人员具备较高的飞行控制能力。常用的能力培训方式包括绕8飞行、原地360自旋飞行、第一视角飞行等训练。

3.3加强无人机转场运输的保护

从过往的作业经验发现，部分作业人员为了转场快捷方便，作业结束回收后的无人机直接放在车座椅或者尾箱，未作任何保护，可能由于路途的颠簸导致无人机某些部件受损，特别是云台等软连接部件。因此需要加强无人机转场运输的保护，除了利用运输箱外，为了提高效率，可用专用车载运输固定架，即实现无人机转场时的快拆快装，又可以很好地保护无人机及其云台。

结语

在巡视输电线路的过程中，使用无人机可以取得最佳的效果，将工作人员的工作失误降到最低，显著提升巡视人员的工作质量和工作效率，发现输电线路的潜在隐患，使输电线路的安全满足运行标准。随着应用的广泛化，机巡的作业效率及安全变得尤为重要。本文所述的内容为长期现场巡视作业工作经验所得，形成规范的管理模式，一定程度上可提升机巡的运维水平。

参考文献

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