探索10kV配电线路无人机和人工协同巡检模式

探索 10kV配电线路无人机和人工协同巡检模式

张良

国网阳新县供电公司 湖北 黄石 435200

摘要：科技的发展极大的便利了人们的生活，人工智能、计算机网络等新的信息技术的崛起，促进了无人机技术的发展。根据我国目前的电力巡检模式，从技术要求和行业发展出发，将无人机技术与电力巡检有机会结合起来，减少以往因杆塔整体结构较大而存在所谓的巡检“盲区”，从而达到大大提升巡检效率和水平的目的。无人机巡检技术的研究主要包括无人机导航技术、飞行控制技术、红外检测技术等，但是利用无人机搭载巡检设备架高电线塔时，巡检设备可能由于存在巡视距离存在视线“盲区”，因此人机协同巡检的研究不多。

关键词：配电线路；无人机技术；协调巡检

1巡检方式及特点

1.1人工巡检及特点

人工巡检主要是靠人工借助望远镜、红外热像仪等仪器设备进行巡检。传统高压输电线路的作业模式，具有操作难度系数大、环境艰苦、工作效率低等特点。

1.2无人机巡检及其特点

无人机通过无线遥控或者是自身的程序设置来控制无人驾驶的飞行器。超高压线路巡检应用无人机设备是现代电网的一个热点。用于线路巡检的无人机主要有小型旋翼机、无人直升机、固定翼无人机三种[3]，每种类型的无人机都有其特有的应用领域，应根据实际需要和工作环境选择适合的无人机。

1）小型旋翼机 具有体小质轻、轻便灵活，飞行条件低等优点，但同时也存在有效使用时间短、搭载设备少等缺点。这种无人机主要运用在巡线班组，在现场中代替人工进行线路巡查困难的工作。

2）固定翼无人机 行驶速度快、航驶行程远，主要应用于航拍和大面积的路线巡查，但也由于速度快而忽略一些细节。因为体积和质量较大，因此可以负载较多的设备，而且飞行时间也长。但是，起降要求高，只适合一般的远距离线路巡检。

3）无人直升机无人直升机在体积和质量等方面介于小型旋翼机和固定翼无人机之间，并且还能在空中进行停留便于观察线路是否存在故障。根据巡查路线的距离、输电走廊结构选择恰当的无人机直升机型号完成巡查任务。

2两种巡检模式的差异

无人机和人工巡检在由于巡检的角度和高度不同，两者单独工作时，一方面导致发现的故障不同，另一方面还会造成故障的遗漏和重叠，增加巡检人员的工作量。输电线路的故障根据距人工巡检的距离由远及近划分为以下几种，如表1所示。

表1 线路巡线内容

无人机巡检优势：（1）可克服地形地貌的限制，阳新地区以山区和湖泊为主（俗称：六山两水两分田）；（2）可克服恶劣天气的限制（盛夏和寒冬）；（3）利用自动化，可实现数据自动录入，与历史比对，进行精准的运行状况分析。

人工巡视的优势：（1）能做到巡视和判断的同时性；（2）在大风和大雨等天气仍不可或缺；（3）一次巡视可发现多类型及复杂缺陷。

有研究表明，人工巡视和无人机巡视的效果相比，都以瓶口为界线，把故障位置分为瓶口以上和瓶口以下。瓶口以上缺陷包括架空地线类、导线类等，这些故障可以借助无人机进行巡检发现；对于无人机的盲区，如接地类、通道类等故障可以借助人工巡检，将两者有机结合起来，发挥两者优势最大化。

3无人机技术在10kV配网运维中的应用效率

3.1确保了运维安全

无人机技术是高端现代信息技术与飞行器技术的融合，无人机技术的应用是智能化技术发展的结果，无人机技术应用于10kV配网运维中，解决了传统的配网运维工作中的问题和难题，因为无人机技术依托于其特殊的无人驾驶技术，减少了对人力资源的依赖，无需人为地高空作业，这样就提高了配网运行与维护的安全度，运维工作者只需通过地面远程遥控的方式来向无人机发号施令，处理并解决一切10kV配网运维中的故障，由于无人机属于高空或半空无人作业，这样就减少了配网运维过程中对周围环境的干扰，保护了运维人员与周围环境的安全。

3.2提高了运维效率与精准度

无人机由于自身的高度灵活性、智能性，能够抵达配网系统一切需要维修、检修的区域，当配网系统出现局部故障时，地面运维人员只需要地面遥控无人机就可以及时地进行检修与维护，确保配网故障能在第一时间被解除，这样就克服了因为地理环境、复杂自然与社会条件下人为检修的困难，提高了配网运维工作效率。例如：交通便捷的情况下，一基杆塔的设备巡视时间约为5到10分钟，而使用无人机技术，可以通过不间断的拍照取证的方式，将时间缩短至1到2分。

4 总结

1）传统的依靠人力进行的线路检在进行高空作业时存在较大风险，还易受天气、地势环境的影响，非常容易造成电网人员的伤亡，而且工作难度系数大、工作环境艰苦、工作效率低下，已经远远不能满足电网规模发展的需要。

2）无人机巡检与人工巡检单独作业时，容易造成视线盲区和故障疑视点，造成工作量的增加。根据常见线路故障距离地面的高度划分无人机与人工巡检的工作区域，无人机和人工协调巡查实现地空结合的立体式巡检。

参考文献

[1]张玉刚,李玉明,方勇,焦小强,王和平,郑思嘉,邹彪.输电线路巡检的综合效益模型分析及应用[J].科学技术创新,2020(04):24-26.

[2]李凯,胡智敏,汤国锋,袁炜.基于无人机和人工协同巡检的输电智能运检实践[J].江西电力,2018,42(10):5-7+19.

[3]刘怡乐.输电线路无人机巡检方式的研究[J].机电信息,2021(36):70-71+73.

[4]齐铭. 输电线路小型电动无人机巡检模式及成本分析[D].华北电力大学(北京),2020.

[5]侯飞. 电力专用无人机的巡检技术应用分析[D].华北电力大学(北京),2021.

[6]韦舒天,李龙,岳灵平,戴建华,冯骏杰.输电通道人机协同巡检方式的探索[J].浙江电力,2019,35(03):10-13.