王赫男

摘 要：在社會經(jīng)濟的高速發(fā)展之下，電力資源在人們的生活以及生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用，電力企業(yè)需要基于用戶用電的需要大力進行電力工程的建設(shè)工作，為人們提供優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)。電力工程建設(shè)與應(yīng)用期間，架設(shè)與敷設(shè)的輸電線路較多，這些線路運行質(zhì)量容易受到多種因素影響，從而出現(xiàn)斷電、短路等異常情況，對于人們的正常用電有著較大不利影響，因此需要電力企業(yè)加強輸電線路的無人機巡視工作，有效維護電力系統(tǒng)運行有效性與可靠性?；诖吮疚膶潭ㄒ頍o人機的相關(guān)內(nèi)容進行了概述，并對該巡視方法在輸電線路巡視自動化中的使用情況進行了全面分析，以此為更多地方的電力企業(yè)高質(zhì)量、高效率的做好輸電線路巡視工作提供參考經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：固定翼；無人機；輸電線路；巡視；應(yīng)用

中圖分類號：TM755 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）20-0168-02

我國諸多行業(yè)的發(fā)展與人們的基本生活都離不開電力資源的應(yīng)用，電力企業(yè)進行供配電期間存在著線損、設(shè)備損壞、桿塔故障、線路脫落等問題，嚴重影響著企業(yè)的經(jīng)濟收益，制約著企業(yè)的長遠健康發(fā)展。針對此種情況近年來的很多電力企業(yè)開始采用人工巡視方法對于輸電線路的工作情況進行檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并進行相應(yīng)的處理，隨著科學(xué)技術(shù)的進步以及輸電線路架設(shè)數(shù)量的增多，常規(guī)巡視方法的弊端逐漸顯現(xiàn)，要求企業(yè)可以采用當(dāng)前先進的固定翼無人機來替代傳統(tǒng)方法，做好線路巡視工作，有效提升巡視工作的質(zhì)量和效率。

1 固定翼無人機概述

現(xiàn)階段我國的很多電力工程建設(shè)在地形地貌復(fù)雜、氣候條件惡劣的偏遠山區(qū)，由于這兩個方面因素影響，輸電線路的安全穩(wěn)定運行效果不理想，而且常規(guī)的人工巡視方式存在著工作任務(wù)重、效率低、誤檢、漏檢等問題，所以會采用直升機巡視、機器人巡視以及無人機巡視等方法開展此項工作，比較各種方法優(yōu)缺點可知基于無人機的電力線路巡視價值高，尤其是固定翼無人機[1]。當(dāng)前固定翼無人機巡視手段發(fā)展較為成熟，使用期間具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，方便快捷、工作效率高、飛行半徑大，可以快速且長時間的滯留空中對目標(biāo)區(qū)域輸電線路進行運行基本情況的檢查。分析實際應(yīng)用情況可知在線路走廊檢查與選址、救災(zāi)搶險、線路故障查詢等工作中意義重大。

2 輸電線路依托固定翼無人機自動化巡視的應(yīng)用分析

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

該種無人機主要由以下系統(tǒng)構(gòu)成：其一為飛控系統(tǒng)，依托該系統(tǒng)可以對無人機飛行期間的啟動、飛行以及盤旋等情況，航線、時速以及高度等參數(shù)進行控制，要求無人機需要在設(shè)計的航線降落。如果飛行期間需要巡視的線路有變，可以直接調(diào)整巡視任務(wù)，按照拍攝要求在相應(yīng)地點使用相機對輸電線路進行攝影，包括飛行控制、通信以及電源等模塊。飛控系統(tǒng)中還包括地面遙控系統(tǒng)，借助于接口設(shè)備、監(jiān)控平臺、計算機等設(shè)備給予系統(tǒng)運行支持，使得系統(tǒng)可以在接到無人機指令時及時執(zhí)行，包括發(fā)射天線、指令編碼裝置、接收裝置以及調(diào)制器等設(shè)備[2]。其二為圖像收集、處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以借助于無人機相機拍攝需要的圖像，若無人機飛行高度較高時則可以長時間且長距離的飛行，若飛行高度較低采集的圖像分辨率較高；將空速管裝置安裝在無人機上，可以控制飛行期間的速度，該種無人機在飛行時可以依據(jù)巡視任務(wù)，攝取中等距離圖像，以此有效提升圖像重疊率。該系統(tǒng)與飛控系統(tǒng)同時進行輸電線路的巡視工作時，飛控系統(tǒng)可以對圖像進行處理，根據(jù)經(jīng)緯度等信息可以對線路布設(shè)區(qū)域是否出現(xiàn)故障隱患進行有效發(fā)現(xiàn)，最終將全部圖像傳輸至計算機系統(tǒng)軟件中，便可以形成完整的線路運行圖，方便電力企業(yè)加強輸電線路運行質(zhì)量的高效管理[3]。

2.2 實際應(yīng)用

首先應(yīng)用于輸電線路架設(shè)時的預(yù)驗收中，搜集整合輸電線路走廊植被生長、地形、氣候資料后指導(dǎo)電力工程的施工建設(shè)工作，以此控制線路應(yīng)用風(fēng)險，提升運送電質(zhì)量。很多輸電線路架設(shè)環(huán)境較差，施工位置存在江河湖泊以及高大的樹木，這些均為威脅線路運行安全的危險因素。一般情況下輸電線路的架設(shè)半徑較長，輻射范圍較廣，需要電力企業(yè)提前對施工路段的基本情況作以詳細的調(diào)查，制定清障計劃來對相關(guān)危險因素進行有效排除。電力企業(yè)需要按照施工方案劃定的區(qū)域，控制固定翼無人機在該區(qū)域進行飛行并采集圖像，重點要對施工路段沿途的樹木、以往架設(shè)的線路桿塔、道路、江河湖泊、建筑物等情況進行檢查，以此在較短的時間內(nèi)快速的完成數(shù)據(jù)收集、分析工作，方便電力企業(yè)掌握相關(guān)隱患，確定需要清障的內(nèi)容，促使輸電線路可以在良好的工作環(huán)境下進行施工建設(shè)，并在線路正式驗收之前達到消缺的目的。此外在后續(xù)的線路巡視中還可以依照預(yù)驗收時獲得的圖像，進行圖像的前后對比找出故障原因，及時有效的排除故障[4]。例如茂名市在進行220kV茂南變電站的配套輸電線路工程建設(shè)期間，由于該地區(qū)人口眾多，屬于沿海地區(qū)降雨量多，線路布設(shè)的走廊內(nèi)栽種的樹木高大，路況非常復(fù)雜，不利于工程建設(shè)與信息獲取。所以在清障時采用了2個架次的固定翼無人機進行信息采集，全部飛行里程約為30公里，時間約為一小時，將走廊內(nèi)的24基桿塔輸電線路進行了雙回航攝。同時在某線路（2200千伏）的巡視工作中，可以了解到該走廊內(nèi)布設(shè)的信號塔較多，主要用于電能的傳輸，其中雙回并行鐵塔有90基，絕大部分的桿塔施工建設(shè)在地勢險峻、巖石較多的山區(qū)，此處的植被覆蓋率較低，在夏季降雨量較多的時候，埋設(shè)的桿塔則非常容易被雨水沖刷，所以通過固定翼無人機巡視期間借助于地面桿塔的高程參數(shù)、地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)，來對無人機飛行航線進行明確，僅使用一個架次的無人機便可以完成線路的全部巡視任務(wù)，以便工作人員掌握桿塔埋設(shè)的質(zhì)量情況。

其次為輸電線路的日常巡視，該線路的應(yīng)用過程中，在惡劣天氣、地質(zhì)災(zāi)害等因素影響下會引發(fā)線路故障，并且在線路架設(shè)附近存在工程施工情況也會威脅線路運行的安全以及穩(wěn)定性。所以電力企業(yè)需要加大線路日常運行檢查的力度，依托固定翼無人機快速的完成檢查工作任務(wù)，對于一些線路架設(shè)的高危區(qū)域進行重點檢查，準確定位問題發(fā)生位置并及時處理。目前高壓輸電線路應(yīng)用較多，非常容易出現(xiàn)跳閘重合閘失敗情況，在檢查問題時需要使用無人機以及故障錄波位置，來對相關(guān)的基桿塔進行巡視，從巡視開始直至得出故障分析結(jié)構(gòu)花費的總時間約為半小時，而且結(jié)果的精確度高，檢修人員可以快速抵達出現(xiàn)問題的桿塔來對問題進行解決[5]。

最后為災(zāi)情檢查，持續(xù)較長時間的強降雨、降雪、冰雹天氣以及地震災(zāi)害均會對電網(wǎng)造成一定程度的破壞作用，所以在發(fā)生此種情況后人工巡視災(zāi)情難度較大， 而使用其它方式調(diào)查災(zāi)情的資金與時間成本過高，調(diào)查結(jié)果還會受到災(zāi)情的干擾，基于該情況需要使用固定翼無人機采集信息。無人機體型較小，對于工作環(huán)境有著較強的適應(yīng)性，輕易不會受到干擾，花費較少，所以要加強應(yīng)用。固定翼無人機在檢查災(zāi)情時可以迅速抵達現(xiàn)場，對當(dāng)?shù)氐臈U塔、線路走廊的全部位置進行系統(tǒng)的攝像，之后再將圖像信息及時傳遞至地面接收平臺中，通過計算機軟件的數(shù)據(jù)分析，使得電力企業(yè)可以獲得災(zāi)區(qū)災(zāi)情的第一手資料，可以依據(jù)攝影數(shù)據(jù)準確的制定搶險救災(zāi)方案，把握好線路與桿塔受災(zāi)的嚴重程度，分別派遣不同的搶救團隊對線路進行處理，對受損桿塔則進行周邊區(qū)域的土層加固，便可以避免在救災(zāi)過程中再次發(fā)生電網(wǎng)問題，為線路有效使用提供數(shù)據(jù)依據(jù)。同時在電網(wǎng)救災(zāi)期間固定翼無人機還可以對救災(zāi)實況進行實時監(jiān)控，以便搶救人員可以隨時掌握事故現(xiàn)場的情況，按照災(zāi)情變化及時調(diào)整作業(yè)方案。

3 結(jié)語

固定翼無人機在現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)輸電線路巡視工作中，有著非常廣泛的應(yīng)用，該巡視法與常規(guī)的巡視方法進行比較具有較強的便捷性、靈活性，巡視范圍較大，效率高，能夠?qū)旊娋€路使用期間的常見問題進行及時發(fā)現(xiàn)與有效處理，避免線路問題嚴重化導(dǎo)致的更為嚴重的問題出現(xiàn)，顯著降低了線路運維成本，使得電力企業(yè)獲利較多，可以提升線路巡視的自動化水平，保障線路運行質(zhì)量與安全。

參考文獻

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[2]侯飛.電力專用無人機的巡檢技術(shù)應(yīng)用分析[D].華北電力大學(xué)（北京），2017.

[3]王柯，彭向陽，陳銳民，陳海涵，郭小龍.無人機電力線路巡視平臺選型[J].電力科學(xué)與工程，2014，30（06）：46-53.

[4]李勇.無人飛行器在特高壓交流輸電線路巡視中的應(yīng)用模式研究[D].華北電力大學(xué)，2014.

[5]徐云鵬，毛強，李庭堅.架空輸電線路直升機、無人機及地面人工巡視互補機制探討與研究[J].廣西電力，2013，36（05）：72-75+84.