油田配电线路巡检中无人机的应用探讨

油田配电线路巡检中无人机的应用探讨

张均龙

大庆油田信息技术公司规划设计中心 163000

摘要：我国油田中以及三相异步电机作为动力端的抽油机设备是主力采油设备，该设备使用电力作为主要生产能源，对供电持续性与稳定性有很高的需求。配电网络是电能供应的基础，油田采油设备一般地处郊区，井间距较大配电线路的巡回检查难度很大，人工巡检工作负担繁重。无人机技术是基于航空技术、网络技术以及影响传感技术的前沿技术，其巡检速度以及无视地形的巡检特征，有效的解决传统人工巡检效率低、精度差的问题，文章对油田配电线路巡检中无人机的应用进行探讨。

关键字；油田配电线路；无人机技术；巡检

油田生产区域多数位于郊区，环境复杂恶劣，油井分布无规律井间距大，上述特点均对配电线路的巡检工作带来了难度。而配电线路的巡检工作是降低油田用电风险，提高油田用电安全性以及稳定性的重要工作，其工作质量直接决定油田生产的可持续性，传统人工巡检方式，需要消耗大量的人力成本，同时巡检速度和质量均相对不足，不能满足油田日渐扩大配电网络规模。无人机技术是近年来问世的航空技术之一，通过无人机设备加装对应的影响传感设备，可以实现对目标区域的有效监控，无人机的巡航速度以及无视地形的行进特点，让其在油田配电线路的巡讲工作中大放异彩，逐渐受到我国油田企业的重视，并逐步引入投入生产中，虽然无人机技术的应用，让油田配电线路巡检工作有了新的发展能力，但在实际应用过程中也逐渐凸显出一些问题与弊端，如无法在恶劣天气中使用、抗风能力弱。操作不当容易造成设备损坏等等。

1.无人机技术在我国油田的应用现状

无人机是近年来兴起并被多个行业重视的全新技术之一，无人机本身已经问世多年，但近年来来信息技术、无线技术、影音传感技术等全面突破，并与无人机高度结合，让无人机的功能发生了质变，在无人巡检、信息采集方便有着其他技术不可比拟的优势。我国油田企业与2009年其逐渐引入了无人机技术用于对油田地质的信息获取，以生产管理、防盗等工作中，实践效果十分理想。加载高清摄像头的无人机设备，可以通过高清图片和视频的形式，向操控人员传递配电线路以及杆塔的实时情况，操作人员可以在极短的时间内获取目标区域内配电网络的实时情况。但无人机在我国油田仍未去那面普及，原因如下：首先，无人机设备造价高昂，同时容易损坏，其应用成本十分巨大。其次，无人机设备需要专业的操控人员，才可以发挥对应的功能与作用，而我国油田对此类人才相对欠缺。最后无人机设备对使用环境有苛刻要求，在恶劣天气下难以使用，因此不能做为常态化的巡检技术，只能做为应急处理技术。

2.输电线路无人机巡检中存在的问题

无人机设备在巡检工作中的优势已经经过实践的验证，相比传统巡检有着巨大的优势，但配电线路巡检工作具有一定的特殊性。前文中提到油田大量应用三相异步电机，配电线路主要是三相的交流供电，变化的电场产生磁变时，会想周围激发，产生强大的磁场干扰，会造成无人机设备的搭载装备失灵，严重时会造成无人机设备施工，出现安全隐患。

根据实践结果，无人机在实际的应用过程中还存在以下问题。其一，缺少行之有效的设备管理方法以及相关人才，无人机设备需要专业的操作人员以及维修维护人员对其进行操作和保养，专业人才的缺失导致无人机设备在使用过程中极容易出现因设备操作不当以及维护不当产生损坏。其二，目前无人机设备缺乏配套的数据管理系统，无人机设备仅仅能对巡检信息进行获取和传递，仍需要人工记录和分析，该方式存在一定的缺陷，无法保障数据录取分析的精度，也无法避免人为主观因素的干扰。在数据量较大时，该问题更为凸显。

3.输电线路无人机巡检中的关键技术

3.1无线通讯技术

无线通讯技术是无人机巡检技术的核心，操作人员通过无线技术传递对应指令完成对无人机的操作，无线信号的覆盖面积，直接决定无人机设备的巡检查范围。同时无人机也依靠无线技术完成对采集数据信息的传递功能。该功能对无线传输速度和稳定性有极高的要求。

3.2故障检查技术

巡检用无人机设备结构十分复杂，不仅包括无人机的基础动力设备，还需要在无人机主干中安装对应的功能性设备，如高清摄像头各类传感器设备等等。以便完成对巡检所需信息的收录以及采集。如利用高清摄像头对线路状态是否存在破损等信息进行采集传递，利用红外传感器判断配单线路是否在异常的热点，利用探测仪和成像仪，判断检测杆塔和线路的运行情况。

3.3高清图像数据

油田用配电线路巡检用无人机，一般都搭载了高清的图形获取设备，以满足巡检工作的需求。无人机巡检一般处于室外环境下，工作环境复杂多变，因此无人机用图像获取设备一般都具备一定的抗震防抖功能，同时前文中提到，三相交流供电线路，周围会存在磁场，对无人机存在影响，无人机设备需要远距离进行高分辨滤的拍摄，操作人员经过对图片的放大，获取对应信息。因此高清图像技术也是无人机巡检的核心技术之一。

4. 输电线路巡检中无人机的应用

无人机巡检系统主要有四个部分组成，分别为巡检用无人机设备、遥感通信设备、机载设备以及地面站点设备。四个组成部分具有不同的功能和应用价值。首先，相机和摄影机等机载设备一般是直接安装在无人机机体中，通过遥感通讯设备按指令对输电线路进行全范围拍摄以及定点拍摄，这是无人机设备最为重要的获取资料类型。通信设备是系统与地面工作站之间的连接桥梁，通过通讯系统将无人机采集到的图像信息传输到对应的工作站中。对于地面的工作站而言，主要的作用则是协调无人机的遥控系统，对采集信息的具体位置进行定位。在巡检的时候，一般会将小型的摄像机、测温仪等装置绑定在机体上，通过接受地面站信息指令来对一些重点部位进行拍照取样，然后将采集到的图案信息利用通信设备传输到终端中。工作人员也会按照采取到的图形，在具体化的分析以后，针对可能会存在的一些故障，制定一些提前的预处理措施。

通过无人机技术对油田配电线路进行巡检，虽然目前无人机技术仍存在一定的问题与弊端，无法作为常态化的巡检方法，但受气巡检效率巡检范围以及功能可拓展性决定，必将逐步发生为主要的巡检技术，同时在高空线路的巡检中可以有效减少人力使用，降低巡检过程中可能对巡检人员造成的人身威胁。同时可以通过地面巡检设备于无人机配合进行巡检。有无人机设备进行范围性的排查巡检由地面设备以及人工巡检进行进一步的故障确定工作。

总结

无人机技术是近年来发展起来的高新技术之一，虽然我国油田在无人机配电网络巡检工作的实践过程中存在一些问题导致无法大面积的推广，但无人机技术仍是目前最具价值的巡检技术之一，值得极加强对其进一步的研究和优化，尽快解决无人机技术现存弊端，实现大范围的普及应用。

参考文献

[1] 刘剑花,方宏.无人机巡检输电线路技术的应用[J].自动 化应用,2016(10):69-70.

[2] 张昌赛,刘正军,杨树文,等.大型无人机输电线路巡检数 据采集与处理关键技术[J].测绘通报,2017(S1):136-139.

作者简介：张均龙，性别：男，民族：汉，籍贯：黑龙江省肇州县，出生年月：1987年10月20日，文化程度：本科，现有职称：助理工程师，研究方向：油田信息化，无人巡检技术研究.