鄧遠寧

（國網(wǎng)湖南省電力公司長沙供電分公司，湖南長沙 410002）

0 引言

電網(wǎng)系統(tǒng)安全運行，關系到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們生活的方方面面，可謂責任重大。作為電力運檢部門，巡視輸電線路（以下簡稱“巡線”）是電力運檢維護工作的核心環(huán)節(jié)，也是保障電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行的重要措施。

1 電網(wǎng)運檢維護工作的現(xiàn)狀

當前，我國電網(wǎng)建設呈飛速發(fā)展態(tài)勢。隨著輸電線路不斷增加、設備檢修日趨復雜，電網(wǎng)運檢維護工作面臨日益嚴峻的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在以下3 個方面。

1.1 人手緊缺

電力運檢維護工作的核心環(huán)節(jié)是電網(wǎng)巡線?，F(xiàn)階段，電網(wǎng)巡線主要分為常規(guī)巡視、故障巡視和特殊巡視3 種。而這3 種巡線的傳統(tǒng)做法是人工巡線，即通過步行巡視及攀登桿（塔）等形式進行[1]。隨著我國用電需求日益增大，電網(wǎng)建設愈加密集，運檢維護任務愈見繁重，巡線人手尤顯緊張。較2010 年，國網(wǎng)長沙供電公司輸電室運維人員人均負責的線路增加了一倍多。老一輩巡視人員，多人管一條線路，相互分工與合作，可進行登桿檢查；現(xiàn)在一個巡視人員需管多條線路，單人巡線禁止登桿作業(yè)。這些現(xiàn)狀導致巡線質量得不到保證。

1.2 檢修方式與巡線質量的矛盾

隨著用電需求的日益增加，線路停電檢修實屬不易。國網(wǎng)長沙供電公司所轄線路檢修方式主要采用狀態(tài)檢修，即根據(jù)線路狀態(tài)進行檢修，周期短則3～5 年，長則更久。假設某線路剛完成檢修已經(jīng)運行，卻發(fā)現(xiàn)了新的缺陷，一般情況下只能等到下次計劃停電才能進行消缺；人工巡線受地形、氣候等諸多因素制約，難以保障巡線質量，而巡線質量直接關系到檢修質量。因此，電網(wǎng)的運檢維護工作，首要解決的是檢修方式與巡線質量的矛盾。

1.3 環(huán)境制約

人工巡線受地形環(huán)境、天氣條件等因素影響，存在較大局限性。輸電線路通道常架設在人口稀少的山區(qū)、丘陵或叢林地帶，巡線人員只能翻越山澗或者穿越叢林，才能到達基桿塔所在位置進行檢查工作。如果遇上雨、雪、霧等極端天氣，巡線人員穿行在群山峻嶺之中，勢必存在很大的安全隱患。

因此，僅僅依靠現(xiàn)階段的人工巡線已遠遠不能滿足當今電網(wǎng)運檢維護的需求。而小型無人機在電網(wǎng)巡線工作中的應用，則為電網(wǎng)運檢維護提供了一條更加高效、安全、經(jīng)濟的途徑。

2 小型無人機巡線的優(yōu)勢

無人機是無人駕駛飛機的簡稱，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機[2]。機上無駕駛艙，通過搭載不同的傳感器載荷，完成不同的任務需求。電網(wǎng)巡線一般采用小型無人機。

2.1 小型無人機是價廉物美的巡線工具

小型無人機在輸電線路巡查上，具有以下優(yōu)勢：①體積小、重量輕，能夠迅速開展緊急故障巡查工作；②無人機價格便宜，維修費用低，適合在輸電線路巡視與故障檢查中全面推廣；③無人機起降方便，對起降場地要求不高，能夠應用于地形復雜區(qū)域，實現(xiàn)對輸電線路的全方位巡查；④無人機操作靈活，甚至能在線路附近懸停，近距離、多角度的拍攝線路設備情況[3]；⑤不需要進行空域申請即可起飛、對輸電線路進行檢查。

利用小型無人機巡線，巡線人員不再需要爬山涉水、登桿走線，只需地面操控無人機，通過無人機回傳的畫面進行巡視檢查、影像分析、故障查找、反饋檢修等（圖1）?？梢哉f，小型無人機是價廉物美的巡線工具。

2.2 小型無人機巡線能大大提高運檢質量和工作效率

擁有人所難及的廣闊視野、靈巧身手和精準排查優(yōu)勢的小型無人機巡線，有如下特點：小型無人機常規(guī)巡線有比傳統(tǒng)的人工巡線、登桿檢查更多的視角，可以多角度觀察目標，對缺陷有更強的捕捉能力；小型無人機故障巡線，通過搭載不同的傳感器設備，可發(fā)現(xiàn)線路不可視的運行隱患，如紅外光傳感器可檢查出過溫、連接異常等，紫外光傳感器可檢查出異常放電等微小甚至是不可視隱患，能快速、精確查找到電網(wǎng)及其設備的故障點；小型無人機巡線可以適應大部分復雜地形，較遠的控制范圍，可讓操控人員在一個點上覆蓋兩側幾公里范圍的線路，大大節(jié)省了巡視中的步行時間（圖2）。

圖1 正在巡線的小型無人機

據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，小型無人機巡線比人工巡線效率提高近40 倍，所以能大大提高運檢質量和工作效率。

2.3 小型無人機巡線能有效降低安全風險和運檢成本

對從事電網(wǎng)巡線的工作人員來說，受傷是家常便飯，甚至還會遇到危及生命的情況，如遇見毒蛇、毒蜂、野豬等動物，或者中暑、摔倒、墜落等情況。如果采用小型無人機巡線，則可以有效避免此類傷害的發(fā)生，有效保障巡線人員人身安全；每一次人工常規(guī)巡視、故障巡視或特殊巡視，都需要投入大量的車輛、藥物、工具、人力等。而利用小型無人機巡線，只需1～2 個人地面操控，無人機就能翻山越嶺、過河渡水地進行巡線工作，大大降低巡線人員的勞動強度、提高巡線效率，從而節(jié)省了可觀的運檢成本[4]。

圖2 冰凍天氣無人機查看山頂?shù)木€路覆冰情況

3 國網(wǎng)長沙供電公司輸電室小型無人機巡檢實踐

3.1 組建小型無人機巡線隊伍

要實現(xiàn)小型無人機巡線，首先要組建無人機巡線隊伍。2016年8 月，在國網(wǎng)湖南省電力公司的大力推動、支持下，省電力系統(tǒng)開始了小型無人機駕駛員培訓工作。國網(wǎng)長沙供電公司輸電室有幸得到了這次寶貴的機會，選送了4 名運檢人員進行無人機駕駛培訓，并順利完成了學業(yè)和考核，拿到了該公司第一批小型無人機駕駛員資格證書。

回到單位后，2017 年3 月，在公司領導和同事們的大力支持幫助下，組建了一支含2 名小型無人機機長和2 名小型無人機駕駛員的無人機巡線隊伍。他們經(jīng)過較短時間的適應和操練，很快投入到所轄輸電線路日常運檢維護中，自此，小型無人機正式加入到國網(wǎng)長沙供電公司的巡線之旅。

3.2 小型無人機巡線的應用與效果

國網(wǎng)長沙供電公司所轄220 kV 輸電線路約1200 km。采用人工巡線，通常2 個巡線員每天勉強完成10 km 的巡線任務；而現(xiàn)在利用小型無人機巡線，一般情況下1 個無人機駕駛員操作無人機1 h 就可巡線10 km，巡線的人力大大減少，而巡線速度顯著加快。

常規(guī)巡線中，他們采用一人一機單獨作戰(zhàn)，利用小型無人機掛載可見光相機，通過操控無人機，對桿塔傾斜沉降、導線受損、桿塔缺陷、通道樹林等情況進行攝影攝像、收集數(shù)據(jù)；也常常采用兩人協(xié)同進行方式，一人專職操控小型無人機，另一人監(jiān)視地面屏幕。利用無人機控制數(shù)據(jù)鏈，把可遠傳的可見、紅外熱像儀的信號傳送到地面監(jiān)視屏幕，發(fā)現(xiàn)可疑區(qū)段還可懸停、或者多角度飛行細查。

2017 年11 月25 日，長沙供電公司輸電室無人機飛行小組按照月度飛行計劃要求，對220 kV 袁威線的“三跨”點進行無人機精細化巡檢。當天下午，在對跨越岳臨高速公路#082—#083（耐張段#082—#084）飛行巡檢過程中，發(fā)現(xiàn)#082 的C 相跳線導線側掛點跳線線夾掛板螺栓螺母即將脫落，#083 的左地線U 型掛環(huán)螺栓螺帽脫落，地線線夾掛板螺栓螺帽脫落，以及多處鎖緊銷缺失現(xiàn)象。無人機飛行小組立即將發(fā)現(xiàn)的重大隱患情況及圖像資料進行遠程上報，輸電室立即啟動緊急處置預案，決定于第二天對#082—#083 段進行帶電緊固螺栓及補裝鎖緊銷等工作。11 月26 日，輸電室組織人員前往隱患點進行帶電消缺工作，并在消缺后用無人機進行缺陷復查閉環(huán)。

表1 小型無人機技術參數(shù)

據(jù)統(tǒng)計，僅2017 年11～12 月，長沙供電公司小型無人機巡線發(fā)現(xiàn)線路新增缺陷、隱患900 多處，超過人工巡線全年發(fā)現(xiàn)的新增缺陷及隱患，極大地提高了巡線質量和效率。

3.3 小型無人機在工程驗收中的應用

小型無人機除了日常巡線外，還可在其他電網(wǎng)運檢維護領域大顯神通。如：2018 年5 月16 日，長沙供電公司對撈刀河地區(qū)新建24 座基塔的220 kV 雙回線路進行竣工驗收。以往這類驗收，至少需要登桿人員4 個、配合安全人員4 個、地面通道巡視人員4 個、車輛3～4 臺，才能在一天之內勉強完成驗收任務；而這次驗收，因采用了小型無人機工作，只用了2 個操作人員、1個配合人員、1 臺車，便在一天之內順利完成了驗收任務。

4 結束語

小型無人機巡線以成本低、目標準、效率高而越來越受到人們的青睞，如南方電網(wǎng)、國網(wǎng)北京電力公司等都在廣泛應用小型無人機巡線。盡管目前小型無人機巡線在國家電網(wǎng)的應用尚處在推廣階段，但是在未來幾年，小型無人機以受地理環(huán)境制約較小、線路巡視周期較短、故障查找效率較高、成本投入較低等優(yōu)勢，必將推動運檢維護工作由人工巡線邁向“機巡為主、人巡為輔”的現(xiàn)代模式，小型無人機巡線也將迎來蓬勃發(fā)展的黃金時期。