输电线路无人机智能精益化巡检技术应用

输电线路无人机智能精益化巡检技术应用

黄庆添

国网福建省电力有限公司三明供电公司 福建三明 365000

摘要：随着经济的快速发展，输电线路规模逐年增大，遍及区域广、途经地形复杂、在高山迎风面附近还存在微地形和微气象，人工线路运维量持续增加，以人工巡检为主的模式已不能满足当前线路精益化管理的要求，亟需优化作业模式。无人机智能巡检技术是当前最有效、最具发展前景的新方法，采用高效智能的无人机巡检模式来降低线路运维压力，可以有效保障输电线路主网安全，提高设备运行状态管控水平，更好地弥补人工巡检劳动强度大、耗时长、效率低等不足。利用小型化的智能设备，配合无人机智能巡检移动平台，可以对长距离、主干电网和人工巡检无法到达的地区进行智能巡检，使输电线路安全运行在可控、能控和在控水平。

关键词：输电线路；无人机；智能巡检

引言

目前，我国已形成华北、东北、华东、华中、西北和南方电网共6个跨省区电网，电网规模已位居世界首位。随着电网规模的逐渐扩大，输电线路巡检工作也遇到了前所未有的挑战。对输电线路进行定期巡视检查，随时掌握和了解输电线路的运行情况以及线路周围环境和线路保护区的变化情况，是供电部门一项重要且繁琐的日常工作。传统的输电线路巡检主要靠人工巡检方式，这种巡检方式在一些恶劣条件下，如跨江跨河或高山峻岭地区，不仅劳动强度大、工作条件艰苦，而且存在严重的安全隐患，影响检修工作人员的人身安全。随着无人机技术的快速发展，无人机应用于输电线路巡检以替代人工巡检正逐渐成为现实，运用无人机进行输电线路巡检，有着其他巡检方式无法超越的优势：（1）可避免人员安全事故；（2）不受地形地貌的限制；（3）巡检效率高；（4）飞行成本低；（5）巡线效果稳定。然而运用无人机进行输电线路巡检时，仍有许多潜在的风险。出于安全风险的考虑，电网企业相继开展无人机巡线风险管理技术的研究。

1输电线路的巡检情况分析

现阶段，我国输电线路的巡检包含人工巡检、机械巡检、直升机巡检、无人机巡检几个不同的方式。其中，人工巡检是一种传统意义上的巡检方式，在具体实施应用的过程中由于输电线路的分布范围比较广，且在不同环境中都有分布，输电线路就会比较长，一般层面上的人工巡检方式会在无形中增加巡检工作人员的工作量，加大巡检人员的工作难度。同时，基于输电线路系统的复杂，对巡检人员的技术水平也会提出更高的要求，在安排管理不恰当的情况下会降低巡检工作效率。机械巡检一般是指使用机器人来完成巡检工作，机器巡检作为一种新型巡检方式，主要用来针对高压输电线，在机器人的支持下会提升巡检工作效率。但是机器人的运作速度比较慢，工作效率还有待提高。无人机巡检是应用无线遥控设备和机身程序来开展的巡检工作，无人机能够通过自身图像采集设备来收集信息，之后通过信息传输设备来将信息传输到地面工作站上。无人机巡检能够执行一些危险系数高但是操作简单的操作，能够有效提升输电线路的巡检工作质量。

2输电线路无人机智能精益化巡检技术应用

2.1创新运检模式，提高精益管理水平

１）搭建智能巡检平台，强化智能管理效率提升，加大新技术、新设备的投入。结合线路运检隐患实际，以多旋翼无人机为平台，通过挂载不同类型的图像及点位数据采集智能设备以实现对输电线路线路及附属设备的全方位故障检测，提高数据智能化采集效率。通过软件与硬件融合搭建无人机智能巡检平台，集成数据中央处理、分析前端显示和隐患后端管理，智能开展无人机巡检计划管理和隐患消缺管理，按照精益化的管理要求对图片和点位数据进行归档存储。通过智能巡检系统进行大数据分析，深度融合无人机巡检和人工巡检数据，生成报表和数据，并实现三维可视化展示，为输电运检提供可靠数据支撑。２）固化巡检工作流程，实现规范有序闭环管理。搭建自上而下、实时反馈的无人机智能巡检网络，将无人机巡检和人工巡检进行整合，实行统一部署，对所有线路的运维和检修实行计划式管理。编制标准化的无人机巡检作业指导书，规范巡检全过程工艺流程，使作业人员随时保持清晰的思路，减少人为因素对巡检质量的影响。绘制简明、合理的无人机巡检拍摄路径图册，简化多余无人机移位路径和冗余拍摄动作，更加高效地完成巡检工作。通过巡检计划下达、任务划分、数据上传和归档，系统自主开展隐患分析和计划更新，通过计划预警指导巡视计划调整，通过隐患分析结果制定检修策略，将结果反馈至班组进行处理，实现计划下达至缺陷消除闭环管理。３）强化巡检工作评估，建立科学监督指导体系。通过对无人机智能巡检工作及时开展综合成效评估，每月定期对无人机作业人员、班组、无人机巡检质量、无人机智能巡检系统保障体系进行评估，将评估结果通过文件下发，对评估中需要整改的问题下发督办单，将结果及时向输电运检室和班组反馈。通过督导整改发现问题，及时对智能巡检运用存在的不足进行补充，快速补齐短板，发挥高效智能巡检效用，引领无人机巡检向智能化、科学化的方向发展。

2.2数据库设计

根据智能无人机巡检数据平台的信息特点，把数据信息合理分类，根据基本信息分成不同种类。同时和其余信息开展整合信息交互，以此确保数据信息具备较高的精准度。例如，基本信息关键包括基础台账信息，其涉及无人机台账信息以及驾驶工作人员信息等；而非结构性信息，则关键包括无人机法律规章以及驾驶证件相片等。程序信息作为无人机实施巡检的信息基础，是根据一连串的结构性信息与非结构性信息构成；智能无人机巡检程序信息，关键是根据地理数据资料以及飞行监察信息等各项数据信息组成。详细而言，电网信息资源，关键是利用和生产管理程序集成而获取的，其属于智能无人机巡检程序的核心根本信息，也是飞行环节的核心数据信息，关键用于记载供电设施资料台账数据信息；而地理信息资源，则关键是利用和地理数据程序集成而取得的，其帮助智能无人机巡检程序，充实核心基本数据信息，属于空域申请及飞行监控的参照数据；计划任务数据，作为无人机巡检系统中，开展计划制定分解，以及任务安排执行产生的生产应用数据，主要是实现无人机巡检任务从计划到执行的管理，保证飞行具备规划性与执行力；巡检照片数据与巡检视频数据，是无人机巡检系统中，管理无人机输电线路巡检任务对应的飞行成果数据，主要实现巡检成果数据的逻辑管理，并为后续缺陷分析提供基础数据。

2.3巡检资料的整理和提交

巡检作业一共耗费4h，和传统意义上的人工巡检作业相比，本次巡检作业效率比较高，在巡检的过程中共采集线路影像0.8TB。面对大量的杆塔和影像数据资料，为了能够提升数据的整理效率，在传统人工缺陷识别的基础上创造性地使用基于图像分析的自动化照片识别技术，通过多种手段综合识别。经过本次巡检一共发现缺陷246处，基本上都是一般性的金具缺陷，如缆线断股、缆线松股等。同时，一些塔体还存在鸟窝、塔基损坏现象。标注缺陷之后安排专门的人员审核巡检结果，对塔位的编号、缺陷的类型进行反复检查，检查之后将资料整合到影像库中，并就缺陷信息打造出巡检报表，制作出缺陷清单。

结语

受地理位置、地形地貌、塔杆高度、带电运行维护的限制，输电线路人工巡检难以及时、准确地发现故障、隐患，效率很低。输电线路无人机巡检提高了线路运维效率和质量，提升了线路智能化运行维护水平，能够大大解放劳动力，在提高巡检工作效率的同时降低工作难度，使得输电线路巡检工作的完成更加便捷、安全。

参考文献

[1]王强.高压输电线路智能巡检新技术[J].科技创新与应用,2019(27):157-158.

[2]徐进,丁显,宫永立,许恒雷.无人机智能巡检在风电光伏故障检测中的应用[J].设备管理与维修,2019(07):170-172.