无人机在电力行业的应用
近年来夏季气温越来越高，人们对电扇、空调等的依赖度也是越来越高。而各种家电的频繁使用，给电力巡检部门带去了巨大压力。因为在供电需求不断攀升，各大电站满负荷或超负荷作业的情况下，电力电网的运维正遭受着严峻的考验。 无人机的出现为夏天供电问题的解决带来福音。凭借操作简单、成本低廉、应用灵活的特点，无人机可以取代传统人工方式进行电力巡检，不仅能保障巡检作业的安全性和高效性，同时还能及时准确的发现各种问题，并高效妥善处理，保障城市供电的持续稳定。 据统计分析，人工地面巡视经济成本为，山地森林4.43万元/百公里，平原2.64万元/百公里，载人飞机巡线经济成本约为6万元/百公里，无人机巡检经济成本约为3万元/百公里。可以发现，山区和森林线路采用无人机巡视经济性相对较好，也消除了人身安全问题影响。无人机操作控制过程简单、运行稳定，而且巡检速度快（复杂地形下可达人工巡检的10倍以上），经济性高（巡检成本可达载人直升机的1/10），并有代替载人机进行各种工作的趋势。 电力巡检是指对电力线路及附属设备的运行状态以及对电力线路走廊周边环境状况进行及时和准确的巡视检测，通过排查发现故障点及危及电力安全的潜在隐患并进行有效排除，确保输电线路安全可靠运行。 目前对架空线路的巡检主要人工为主，巡检人员借助辅助器材对电力设施进行近距离巡视，人工巡检需要巡检人员爬塔作业，对人身安全构成很大威胁。 为保证电力安全，国家需要投入巨额的资金和人力支出，而人工巡检为主的原始作业方式已远远不能适应当今智能电网建设的需求。人工巡线方式存在以下弊端： 1）随着输电线路里程数的不断增加，人均运维长度也在逐年增加，由此导致巡线人员工作量大、劳动强度高、巡线时间长、使得巡线效率较低。 2）复杂气候条件下作业困难，比如受雨雪、严寒、冰冻等恶劣气候环境影响，导致巡线工作无法顺利开展。 3）相当一部分线路处于高山、沼泽等复杂地形地带，使得人员无法进入导致无法巡检。 与人工巡线相比，基于无人机的新型电力巡线方式优势就非常明显了： 1）远程操控，安全系数高，不会导致人员意外触电身亡。 2）带电作业，不影响电网正常运行。 3）适用场合广，受地形和天气环境的影响较小，适合恶劣地理条件下或抗灾抢险期间的电力巡线任务。 4）机动性强，偏远地区或突发性应急故障能做到快速响应，快速部署，节约排障时间。 除此之外，随着科技的发展，高分辨可见光照相机（摄像机）、高精度红外热像仪、三维激光雷达扫描设备等检测装备丰富了输电线路巡视手段，无人机搭载专用传感器载荷巡检输电线路不仅能够发现杆塔异物、绝缘子破损、防震锤滑移、线夹偏移等缺陷，还能够发现金具锈蚀、开口销与螺栓螺帽缺失、查找闪络故障点等人工巡检难以发现的缺陷。 自2009年以来，我国电力发展便正式迈入到无人机巡检时代。包括南方电网、国家电网等在内，都在不断加速电力巡检无人机的布局和测试，与此同时我国政府也出台了诸多利好政策，其中，国家电网发布了Q/GDW 11383-2015《架空输电线路无人机巡检系统配置导则》、南方电网发布了《架空输电线路机巡光电吊舱技术规范(试行)》、中电联发布了DL/T 1482-2015《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》，对无人机巡检系统及光电吊舱进行规范，除了实现线路巡检外，还能辅助实现线路架设和线路规划。也为我国电力巡检无人机现有发展态势和未来潜力释放打下良好基础。时至今日，我国已初步形成了电力巡检无人机的完整产业链，市场发展也渐入佳境。 线路巡检 除正常巡检和特殊巡检，还可将无人机应用在电网灾后故障巡检。当灾害导致道路受阻、人员无法巡检时，无人机可以发挥替代作用，开展输电线路巡查，准确定位杆塔、线路故障，且视角更广，能避免“盲点”。无人机巡检提高了电力维护和检修的速度和效率，使许多工作能在完全带电的情况下迅速完成，比人工巡线效率高出40倍。在巡检过程中，还可通过无人机清除线路上的风筝、气球、塑料袋等异物。 线路架设 在电力线路架设中常常遇到：灌木丛、原始森林、江河、沼泽、湖面、农田、高速公路、沟壑、复杂山地等，在线路改造过程中，跨越上述情况无疑给工程施工增加了不少难度，通过电力架线无人机来辅助架设，可以向地面空投导引线。通过这种方式，解决了人力展放导引绳的高强度和动力伞展放导引绳着陆困难等问题，也减少了线路通道的树木砍伐，最大限度地保护了自然生态。 线路规划 无人机的测绘系统有很多优点，包括实时性、成本低、响应快、灵活度高等特点。采用无人机测绘系统，不仅可以确保获取数据的高效性，还可以在多方面降低环境对信息采集与勘测的影响。依据无人机采集的数据进行有效分析，能够全面兼顾各方面因素，对充分利用有限的资源充分利用，使区域规划与线路走向更加合理，输电线路的路径得到优化，有效降低国家对于输电线路的建设成本。 上述图中所展示为科卫泰无人机在电力巡检上的应用，科卫泰实业是小域智能的长期及重要合作伙伴，小域智能伞降系统在电力巡检无人机上的应用，为无人机及地面巡检人员提供安全保障。 2019年7月，西藏拉萨供电公司联合泰州供电公司输电无人机巡检团队对藏中电力联网工程500千伏朗许线等线路进行无人机全自主智能巡检测试。测试全程采用大疆无人机，成功达成各项考验指标。这是我国首次在雪域高原实现无人机全自主电力巡检，充分验证了高海拔地区自主巡检的可行性。 2020年10月，青海省海东市互助土族自治县，330千伏曹向Ⅱ线隐患治理施工现场，电力人员利用无人机“穿针引线”，将导地线牵引绳传递至目标点，这是青海主电网首次利用无人机配合输电线路检修项目施工，仅几分钟就完成了以往人工需要几个小时的工作任务。 2020年10月13日，乌海超高压供电局首次运用500千伏“无人机结合电动升降装置”进出等电位带电作业工作法，仅用时45分钟顺利完成500千伏吉远二线153号塔带电消缺工作。 2020年11月30日，在黄歇口镇内荆河村九组35千伏观黄线改造工程现场，随着技术人员遥控操作，一架六轴无人架线无人机腾空而起，开始了对该线路工程的架线工作，这标志着无人机放线施工在市供电公司工程中的首次应用成功。 无人机应用于电力输电线路巡检，不受地形地貌限制，尤其适用于险峻山区、多河流地貌下的巡线工作。机载高清摄像设备对可对输电线路产生的故障进行实时在线定位和监控，地面控制人员可根据地面站回传实况及时发现排除线路缺陷及重大隐患，杆塔巡查效率得以大大提高，节省了大量人力、物力，提高了巡检人员工作安全系数。采用无人机系统获得的收益不仅仅在实际层面上得到体现，也极大地提升国网自动化电力系统的集成度，能有效促进相关项目的建设进度。
