无人机在输电线路巡视方面的应用

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　　【摘 要】如今，电网规模变得越来越大，输电线路的数量在持续增加，即使地势较为复杂的地区也设置了输送线路，这大增加了电力巡检的难度，因此过去采用的人工巡检很难适应当前的发展需求。笔者首先分析了无人机对电力巡检的重要性，以及相关工作原理，阐述了电力巡检之所以采用无人机的原因，并列举了电力巡检应用无人机的实际案例。
　　【關键词】无人机；输电线路巡视；应用
　　1引言
　　我国电力行业的不断发展促使无人机在输电线路巡视工作中也得到了广泛的应用，并且使巡视的全面性跟准确性得到进一步的提升。因此各电力企业还需要加强无人机技术在输电线路巡视工作中的利用效率，借此来提高输电线路的运行稳定性，来给人们提供更加优质的电力服务，并促进我国的电力行业得到更进一步的发展。
　　2传统人工巡视的缺点
　　传统的电路巡视方法主要采用人工形式，沿线步行或者借助自行车、电动车、汽车等交通工具，在路程中，使用望远镜和红外线热像仪检测输电线路和供电辅助设施。受当地自然环境和交通状况的限制，很多地区电路巡视难度很高，基本不能借助车辆，全靠人工运维，同时人均运维长度还在随着电力事业的发展不断增加，巡检效率较低。在山区、雨林、沼泽区域，自然环境较为恶劣，巡检的效果很难保证，难以发现供电塔上设备缺陷及线路存在的隐患，同时恶劣的环境对巡检人员的安全具有较大的隐患。（1）巡线距离长、工作量大、步行巡线效率非常缓慢，无法提高巡线效率。（2）遇到冰雪水灾、地震、滑坡等自然灾害天气时，巡线工作将无法开展。（3）山区巡线具有高风险性，时刻威胁巡线人员生命安全。在山区林区有毒生物越来越多，特别是夏季的“蜱虫“一旦被咬将危及性命，威胁最大的是那些看不见的陷阱和捕兽夹。
　　3无人机在输电线路巡视方面的应用
　　无人机巡检主要从以下三个方面来应用输电线路技术：其一是常规应用。通过实际巡检部分线路，结合相关制度对其进行定期巡检，实时监控线路走廊，认真勘察现场地形并收集相关数据；其二是故障应用。利用各种技术参数及时巡检线路是否存在故障，从多个角度来解构参数，准备好相应的参考数据，对故障进行准确定位，以期达到最佳的处理效果；其三是特殊应用，当遇到一些情况或区域比较特殊时，必须借助技术参数来开展巡检工作，同时做好辅助工作，比如放线操作、处理区域周边的异物等。具体应用体现在以下几点：
　　3.1无人机控制技术
　　在输电巡视过程中还需要做好无人机的灵活控制，这样才能够保障线路巡视工作的有序开展。一般情况下无人机控制模式分为智能控制跟人工控制两种类型，其中人工控制需要操作人员利用遥控手感来进行无人机的操作，而智能控制则能够通过预先编制好的程序来进行无人机的控制工作，借此来实现无人机的自主巡视。为了获得良好的输电线路巡视效果，电力企业还可以通过联用这两种控制方式的办法，并在条件允许基础上提高无人机智能化控制水平，这样也就能够促使无人机的巡视工作效率得到进一步的提升，并且能够有效避免人为操作因素对于无人机造成的影响。当外界条件不允许的情况下，可以通过手工控制模式来进行无人机的有效操控。通过这两种操控方式的合理选择跟转变，还能够让无人机的功能跟作用得到最大限度的发挥，也能够及时发现与处理输电线路在运行过程中存在的故障跟安全隐患，借此来进一步提升输电线路的运行可靠性。此外在无人机巡视工作中，还需要在结合输电线路实际情况的基础上进行无人机巡视点的合理设置，来让无人机的功能得到充分的发挥。
　　3.2无人机的图像传输技术
　　无人机没有很大的机身，在传输图像过程中，与以往的无线设备、手机相比，有很大的不同。无人机通过采用图像传输技术，可针对不同的状态且具有较强的抗干扰性，其质量也不错。我国虽一直在研究无人机，但更多侧重的是在减少使用带宽的基础上，传输更多的数字信号，通过压缩图像并进行编码，或减少图像数据等方式，当强大的电磁对其造成干扰，或是遇到高压飞行、恶劣天气的情况，航拍必须提供优质的图形质量，然而这一问题一直得不到有效解决。
　　3.3应用要点
　　3.3.1无人机巡视作业的地点
　　对于作业无人机设备，无人机巡视作业的地点可分为宏观和微观两个方面。宏观上讲，无人机巡视作业的地点即为项目所运行维护的输电线路走廊，从这个方面考虑，作业地点是固定的。微观上讲，无人机巡视作业的地点可以解释为无人机巡视的起降点及巡视路线。从这个方面考虑，对于起降点及巡视路线的选择是否适宜，对项目的作业成本具有非常大的影响。首先在无人机起降点的选择上，要保证交通运输方便。良好的交通条件一是便于无人机飞手携带无人机直接抵达，节省体力，降低车辆运输的成本；二是无人机属于精良的飞行器，电力行业使用的无人机搭载高精度的摄像设备与红外设备，良好的交通条件可以保证无人机及无人机搭载的设备在运输过程中的安全，直接降低设备损耗风险，间接降低了成本。其次对无人机巡视路线的选择上，并非单纯地按照输电线路走向飞行就可以完成工作。为了实现对输电线路设备的高精度巡视，尽可能地提高巡视质量，并且规避无人机碰撞线路设备的风险，需要设计合理的飞行路线。同时，无人机的飞行路线还要受航空局管制，所以要更加严格把控好无人机的飞行路线。
　　3.3.2无人机的配置
　　对于输电线路无人机巡视项目来说，在无人机配置方案的选择上既要确保经济效益目标的达成，也要考虑科技技术持续发展的可行性。在经济的效益性和合理性方面，由于输电线路设备所处的环境不尽相同，所以对线路设备的运维管控要求的不同。输电设备一般分四个重要度等级进行管控，选择相应的科学的无人机配置方案，可以保证运维工作取得良好的收益，并且保证成本的最优化。在科技技术持续改进的可行性方面，由于输电设备运维工作具有复杂性，因此需要根据不同的时期，改进无人机搭载的吊舱的功能。这就要求在进行无人机配置方案的选择的过程中，要保证无人机功能先进性与适用性的相互独立，亦要保证两者的相互统一，以降低无人机配置的浪费，降低项目成本。
　　4无人机巡线经济效益分析
　　以某电网无人机应用为例。该电网辖区内输电线路里程共7万千米，全省年度巡视里程为109万千米。2017年“机巡+人巡”输配电线路巡视工作在不考虑设备成本的情况下，多旋翼无人机巡视单价为197.30元/km，小于人工巡视单价307.12元/km，平均每千米可节约巡视成本109.82元；由于2017年“机巡+人巡”方式的巡视工作处于开展初期，机巡占比较小，在考虑设备成本的情况下，运用新的运行策略时，“机巡+人巡”方式总投资与传统人工巡视总投资基本相当，综合成本单价高于传统人工巡视成本单价。随着技术、设备和人才的租金的日益成熟，至2020年，“机巡+人巡”输配电线路巡视总投资为20526.60万元，相较于2017年初期总投资28007.78万元下降了26.71%，而综合成本单价则下降了38%，且各方面条件发展成熟后的综合成本单价为326.86元/km，小于传统人工综合成本单价356.54元/km。
　　5结束语
　　综上，无人机的应用能替代人力来完成各种线路巡视工作，并能够促使线路巡视效率跟巡视质量得到进一步的提升。因此说各电力企业还需要加强对巡视方法以及巡视技术的改善跟优化力度，还需要不断加强对无人机巡视技术的应用力度，这样才能够及时发现输电线路在运行过程中存在的安全隐患跟故障并加以解决，借此来保障整个电力系统的运行安全性以及可靠性。
　　参考文献：
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　　（作者单位：国网太原供电公司）
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