王衛(wèi)昌

摘 要：無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展成熟，使其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，更能應(yīng)對我國電力系統(tǒng)涉及區(qū)域廣、地形變化復(fù)雜等特點(diǎn)。文章主要對無人機(jī)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對其在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的前景進(jìn)行探索。

關(guān)鍵詞：無人機(jī) 電力系統(tǒng) 線路巡檢 線路規(guī)劃

一、無人機(jī)應(yīng)用背景

2013年，中國民用航空局（CAAC）下發(fā)《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》，這代表著無人機(jī)規(guī)范管理邁出了第一步。在電力行業(yè)，國家電網(wǎng)發(fā)布Q/GDW 11383-2015《架空輸電線路無人機(jī)巡檢系統(tǒng)配置導(dǎo)則》、南方電網(wǎng)發(fā)布了《架空輸電線路機(jī)巡光電吊艙技術(shù)規(guī)范（試行）》、中電聯(lián)發(fā)布了DL/T 1482-2015《架空輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》，對無人機(jī)巡檢系統(tǒng)及光電吊艙進(jìn)行規(guī)范，為無人機(jī)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，提供了保障。

二、電力系統(tǒng)常用無人機(jī)類別

無人機(jī)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用從無到有，并越來越廣泛，目前可用于電力巡線應(yīng)用的無人機(jī)種類有直升機(jī)、多旋翼、固定翼三種。

1.無人直升機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、保障要求高、旋翼危險(xiǎn)、對操作人員的要求相應(yīng)比較高，危險(xiǎn)性比較大，存在一些安全問題，并且成本稍高，所以，小規(guī)模電力公司已很少使用。

2.多旋翼無人機(jī)通常只需要一塊空曠平整的場地進(jìn)行垂直起降，部分小型多旋翼無人機(jī)在環(huán)境條件不允許時(shí)也可用手托舉進(jìn)行起降，可以懸停和低速飛行，因此近距離、低速運(yùn)動(dòng)或者長時(shí)間保持同一視角的觀測任務(wù)可使用多旋翼無人機(jī)完成。

3.固定翼無人機(jī)由于結(jié)構(gòu)及飛行原理上的優(yōu)勢，引擎不需要克服機(jī)身重力。理論上電機(jī)的推力只要在機(jī)身重力的1/10量級上就可以飛起來。因此在相同規(guī)格參數(shù)下，固定翼無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)相比較，固定翼可以裝載更大的電池或更多的設(shè)備，同樣容量的電池也可以飛行更長時(shí)間，所以續(xù)航時(shí)間完全超越了多旋翼。

三、無人機(jī)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.輸電線路規(guī)劃。在各種類型電站輸電線路走廊規(guī)劃中，利用無人機(jī)測繪系統(tǒng)對規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的測繪，并高效地獲得相應(yīng)參考數(shù)據(jù)，可有效減小地面現(xiàn)場不利環(huán)境對勘測的不利影響通過分析數(shù)據(jù)，考慮相關(guān)因素，各工程項(xiàng)目關(guān)系協(xié)調(diào)，充分利用有限的通道資源，使線路走向和區(qū)域規(guī)劃更加合理。

2.地形圖測量。無人機(jī)測繪適用于大比例尺的地形圖測量，成圖比例尺一般為1：2000，但電網(wǎng)工程的可研設(shè)計(jì)階段，可增加野外控制車的方法并利用野外測量數(shù)據(jù)優(yōu)化航測高程信息等，從而獲得1：1000比例尺的地形圖，為站址布置及優(yōu)化提供影像高程等詳細(xì)的基礎(chǔ)資料，減少測繪強(qiáng)度，提高規(guī)劃效率。

3.架空線路通道環(huán)境監(jiān)測。無人機(jī)系統(tǒng)可以檢測架空線路安全通道內(nèi)建筑物、樹木與導(dǎo)線的安全距離不足等；線下有危及線路安全的施工作業(yè)等；線路附近有煙火，有易燃、易爆物堆積等；塌陷影響區(qū)，地面出現(xiàn)裂縫、坍塌等情況；線路附近有危及線路安全的漂浮物等。

4.在線路巡查上的應(yīng)用。從無人機(jī)影像中，可以清楚地觀察輸電設(shè)備的外觀情況，并可以判斷檢測目標(biāo)是否存在物理缺陷，導(dǎo)線是否出現(xiàn)斷股緊固件是否出現(xiàn)松脫絕緣子是否有破損或污穢防震錘是否異常等設(shè)備缺陷。從紅外光照片中，可以觀察設(shè)備是否存在熱缺陷，線路接頭線夾耐張管接線管絕緣子等部位是否存在由缺陷所導(dǎo)致的發(fā)熱點(diǎn)。

5.線路異物清理。輸電線路分布點(diǎn)多線長，尤其是遇到惡劣天氣（比如颶風(fēng)），很容易把塑料布、篷布、氣球、橫幅、孔明燈、標(biāo)語、風(fēng)箏、漁網(wǎng)等隨風(fēng)吹起，一旦這些漂浮的異物纏繞在裸露的電力高壓線路上，容易引起安全隱患，造成供電短路、跳閘停電，經(jīng)濟(jì)損失無法估算，同時(shí)鳥窩對線路安全運(yùn)行的影響亦不容忽視，因此，利用無人機(jī)及時(shí)清除輸電線路異物，保證輸電線路安全運(yùn)行具有重要意義。

6.線路架設(shè)。在輸電線路建設(shè)及故障恢復(fù)過程中，線路走廊長、地形情況復(fù)雜，線路所經(jīng)地區(qū)山谷河流茂密森林，給線路架設(shè)帶來極大不便，工程實(shí)施困難重重。無人機(jī)展放導(dǎo)引繩進(jìn)行線路架設(shè)施工輕松解決了各種難題，為有效快速恢復(fù)故障線路供電提供了保證。

7.災(zāi)難應(yīng)急響應(yīng)。極端大風(fēng)天氣造成了交通癱瘓，巡線人員無法及時(shí)找到故障點(diǎn)，延長了搶修及恢復(fù)送電時(shí)間。但無人機(jī)是一種能夠自動(dòng)飛行系統(tǒng)，適用于桿塔等定點(diǎn)目標(biāo)的低空近距離觀察和拍攝，能在高寒大霧等惡劣天氣中進(jìn)行飛行，完成線路線路故障觀測任務(wù)。飛行高度達(dá)600米，一次飛行滯空時(shí)間一個(gè)小時(shí)以上，具有非常好的飛行穩(wěn)定性和靈活性。

四、無人機(jī)發(fā)展探索

在電力系統(tǒng)的建設(shè)過程中，有效的利用好無人機(jī)的特性與優(yōu)勢，可以更好的實(shí)現(xiàn)對高海拔、大風(fēng)速的條件進(jìn)行航空拍攝的目的。運(yùn)用無人機(jī)的高分辨率相機(jī)對目標(biāo)進(jìn)行拍攝，對信息進(jìn)行特殊的加密處理，在無人機(jī)測得的數(shù)據(jù)中歸納總結(jié)出相關(guān)地形圖像信息，結(jié)合有關(guān)方面的測繪手段，對所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充完善，提供更加高精度的測量手段，可以更好的完成對地形的勘測。

在線路的巡檢與監(jiān)查方面運(yùn)用好無人機(jī)的優(yōu)勢，可以有效的避免因地形復(fù)雜帶來的安全隱患和技術(shù)難題，有效的降低檢測的周期與時(shí)間，提高檢測的工作效率，實(shí)現(xiàn)對電路的安全高效檢測目的，有效的保障國家的財(cái)產(chǎn)安全。

無人機(jī)在未來發(fā)展中將會(huì)對以上方面不斷地完善，同時(shí)以此為基礎(chǔ)研發(fā)出更加先進(jìn)的勘測手段，克服因地形天氣等因素造成的困難，總之可以看出，無人機(jī)在未來電力工程建設(shè)中將會(huì)發(fā)揮出更加強(qiáng)勁的優(yōu)勢。

五、結(jié)語

隨著無人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)越來越穩(wěn)定，功能開發(fā)越來越全面，未來將有更多的功能應(yīng)用在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，但現(xiàn)在我國無人機(jī)運(yùn)用方面還是存在一定的問題，在技術(shù)研究與投入方面更需加強(qiáng)，要不斷推進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新，要大力培養(yǎng)相關(guān)方面的技術(shù)性人才，運(yùn)用高科技手段克服在電力系統(tǒng)建設(shè)中的無人機(jī)運(yùn)用難題，更好的讓無人機(jī)技術(shù)在電力領(lǐng)域發(fā)揮作用。

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