航空电力作业模式分析研究

国网江苏省电力有限公司 颜休嘉

国网电子商务有限公司 鲁静

航空电力作业能有效地提高电网运维效率和安全可靠性，已成为世界电力作业领域的潮流，其作业模式主要分为直升机电力作业和无人机电力作业。直升机电力作业模式包括直升机电力巡检作业、直升机带电水冲洗作业、直升机带电检修作业、直升机基建施工作业、直升机激光扫描作业。无人机电力作业模式包括无人机巡检作业、无人机清障作业、无人机施工作业。随着技术的发展，航空电力作业模式将会成为未来的发展趋势。

电力系统安全稳定运行关系到社会稳定和经济发展，各国政府及电力企业都高度关注电网运维检修业务。提高电网的运检质量，可最大化降低潜在风险，保证电网安全稳定运行。随着社会经济的发展，人力成本不断攀高，电网的运维检修模式已由传统的人工巡检向航空电力作业转变，如今航空电力作业己经成为世界电力作业的潮流。

航空电力作业方式经历了直升机巡检、直升机电力作业和无人机电力作业三个阶段。回顾航空电力作业的发展历程，航空器性能和电网作业技术是航空电力作业方式转变的重要推手。随着信息处理技术及无人机应用技术的逐渐成熟，以直升机为主、无人机为辅的协同巡检模式将会成为未来的发展趋势。

直升机电力作业模式

直升机电力巡检作业

直升机电力巡检是指利用直升机的机动性强的优势，配以先进的光电检测设备，由专业技术人员开展对输电线路本体和走廊环境巡视检查工作。直升机巡线发现隐蔽性缺陷能力强，发现危害性缺陷优势强，且在对铁塔瓶口以上缺陷巡视时优势明显。

直升机带电水冲洗作业

直升机带电水冲洗是指以直升机为平台搭载高压水枪对输电线路严重污秽区与绝缘子进行清洗，能够有效降低绝缘子污秽程度，降低闪络跳闸的事故几率。

直升机带电检修作业

直升机带电检修是指作业人员利用直升机直接进入等电位完成检修作业的方法。具有高效快捷、作业灵活的特点，并且克服了传统人工作业受地形因素制约的缺点，可有效提高线路运维效率。

直升机基建施工作业

直升机基建施工是指利用直升机开展吊装组塔、吊运物资、展放导引绳等作业。我国开展直升机基建施工作业较晚，但随着国内超、特高压电网的建设，直升机基建施工发展需求较大，在物料运输、导引绳展放、杆塔组立等方面取得较大进步。

直升机激光扫描作业

直升机激光扫描是指以直升机为平台搭载激光扫描系统，获取被测区域的三维激光点云数据，通过数据处理和分析生成相关数据和分析报告，实现通道运维的智能化、可视化。激光扫描技术测量精度高，能规避高差较大地形和植被茂密区域对数据采集的影响，能够显著提升电网勘测设计的整体水平及能力。

无人机电力作业模式

无人机巡检作业

无人机巡检主要是指多旋翼无人机杆塔精确巡视和固定翼无人机通道巡视。多旋翼无人机以超低空飞行为主，悬停在杆塔每一层级，对该层级绝缘子、金具、导线、附属设施等进行360度精确拍照；固定翼无人机对线路通道环境进行巡视，对通道保护区内外部进行隐患信息采集工作，掌握保护区内树木、建筑物、交叉跨越等相关数据。

目前无人机巡检技术在输电线路上的应用主要是对各设备本体的精细化巡检。一是输电线路故障的巡视。输电线路故障往往伴随着恶劣的天气和复杂的现场状况，无人机可有效、快速地展开故障查找工作，准确地找到故障点。二是输电线路工程验收。利用无人机机动灵活、近距离检测线路设备等特点，将无人机应用于输电线路验收工作可以提高验收效率，降低人工工作量和事故发生概率。三是输电线路检修作业。无人机运用其独特的视觉和高空优势，完成线路设备检查，通道内的树木、房屋、河流等重要跨越的巡视，为检修作业提供可靠的影像资料。

无人机巡检技术在弥补人工巡检不足的同时，大幅提高线路运维效率。伴随着机载设备向精确、高效、多元化方向的革新，以及远期输电线路三维建模、巡检影像资料自主分析，无人机巡检给输电线路运行维护带来了本质变化。

无人机清障作业

直升机巡线。 资料图

近年来，输电线路外飘异物引起跳闸的事故不断增多，影响电网安全经济运行。防范外飘隐患引起的线路事故，除了加大巡视、宣传力度外，在已发现隐患的情况下，按照传统的清障方法需要紧急申请线路停电以及人工高空作业登塔走线摘除，消耗大量的时间以及人力、物力、财力，同时也存在较大的人身安全风险与电网安全风险。而利用无人机消除外飘异物引起的安全隐患，效率更高，安全性更好。

目前电力公司内部，应用无人机拆除异物的方式一般有三种方法。一是无人机喷火。利用无人机搭载喷火设备，近距离接触外飘物，使原来数小时的清障时间缩短到数分钟，不仅提高了工作效率，还降低了安全风险。二是无人机电热丝除障。在无人机上安装电热丝，通过调节电压改变电流控制电热丝温度。利用高温的电热丝烧断围绕在电力线路上的飘带、风筝线等异物。三是无人机机械手清障。机械手使用折叠机构和鱼丝线传动机构，刀具使用陶瓷材料，有效防止产生拉弧现象和减轻整体重量，保障无人机和操控系统的正常工作。

无人机施工作业

直升机在“三跨”等空域较为复杂的输电线路进行施工存在着一定的安全风险，利用无人机施放导引绳可以有效解决此类难题，不但能大幅降低人工劳动强度，同时也能最大程度降低对环境的破坏。

由于无人机体量有限，在电力施工中主要应用为施放导引绳和施工过程管控。一是施放导引绳。使用无人机牵引放线可以应付各种跨越、穿越等较为复杂的放线环境，直接将牵引线送上杆塔，大大提高工作了效率。二是施工过程管控。利用固定翼无人机续航时间长、反应速度快、航线精准等特点，对施工过程中各部分进行巡视拍摄，得到海量的施工数据，实现在输电线路施工建设工程中的全过程管控。

结语

我国航空电力作业起步较晚，与国外先进水平具有一定的差距。近年来国内电力企业通过引进和自主研发积极开展航空电力作业技术研究，但受限于航空基础薄弱、航空管制和航空人员储备不足等因素，国内航空电力作业还只停留在电力巡检阶段，带电作业、基建施工等技术还未推广应用。随着国内无人机与“大云物智移”等新兴技术的发展，国内电力企业应积极探索推广使用航空电力作业模式。■