云南电网公司无人机“挑大梁”
作者：管理员2020-03-12
8月29日，云南电网公司高海拔地区多旋翼无人机深化应用研究通过项目验收，无人机自主巡检输电线路技术研究至此进入应用阶段。从飞艇到遥控直升机再到多轴飞行器，无人机在电力施工、线路运维作业中发挥着越来越重要的作用。如今，更高效、安全、智能的无人机已经在高海拔复杂环境下实现了自主巡检输电线路，在不远的将来，无人机将挑起输电线路巡检工作的“大梁”，精准、高效地实现巡检智能化、运维科技化，实实在在为一线班组减负。
无人机成线路巡检“利器”
云南电网超过80%以上的输电线路都分布在远离城镇、交通干线、人烟稀少的高山大岭地区，依靠传统的人工巡检，作业劳动强度大、工作条件艰苦、工作效率不高等问题凸显。
据云南电网带电作业分公司机巡作业所主任黄俊波介绍，自2006年起，云南电网公司开始采用直升机巡检输电线路，不断提高巡检覆盖面。2015年实现500千伏输电线路直升机巡视全覆盖，有力保障了电网安全稳定运行。然而，云南省还有近5.5万千米110千伏及以上电网线路由人工巡检，日常巡视人员数千人。
为解决直升机巡检难以覆盖110千伏及以下电压等级输电线路的巡视工作，降低直升机巡检作业成本，近年来，云南电网公司利用各类型多旋翼无人机进行输电线路巡检，在灾情应急监测等方面开展了多种探索性研究和应用，并将无人机巡检数据作为线路维修、维护的依据，极大地促进了电网安全平稳运行。
“电力线路出现缺陷时，传统的人工巡检方式很难及时发现，一旦发生事故就会造成供电受阻，通过无人机巡检更容易及时发现线路设备以及周围的环境的缺陷或隐患。”怒江供电局输电管理所线路工王培继说，以前人工巡查线路，遇上难走的路段，一基杆塔就可能耗费4—5小时；用上无人机之后可能只需要10分钟就能完成，工作效率大大提高了。“无人机巡检能轻松完成很多人工巡检的大难题，也是对直升机巡检方式的有力补充。”
“与人工巡线相比，无人机具有飞行控制精度高、操作简单、起降方便、使用耗能少、效率高等特点，在电网建设、线路运维、应急抢险中将发挥越来越重要的作用。”云南电网带电作业分公司机巡作业所无人机技术员蔡澍雨说，在无人机底部加装云台，挂载高清影像采集系统，摄像头可清晰拍摄塔线，实时放大查看细节、拍照，并与地面实时传输，完全胜任检查设备线路的任务。
“2019年，云南电网公司计划无人机巡检线路里程6万公里，同比提升30%，覆盖30%以上的配电架空线路，提升运维效率和配网智能化水平。”云南电网公司生技部输电科员工方明说，近年来，云南电网公司大力推进无人机在电网生产领域的科学、高效应用，稳步提升电网设备运维水平和精益化管理水平，不断推进无人机应用推广和技术提升，力争“十三五”末实现无人机巡检主网覆盖率80%以上，配网覆盖率60%以上，无人机年均飞行时间达到142小时/架。
无人机实现自主巡检
今年5月28日上午，云南省怒江傈僳族自治州福贡县，一架4轴无人机从220千伏兰福线号23号塔下缓缓起飞，拉升至塔尖高度距线路5米处，沿线路向着24号塔飞去，8分钟后，无人机返航着陆，完成工作任务。
这是云南电网公司在高海拔复杂环境下开展的一次无人机自主巡检输电线路作业，从人工遥控无人机巡检到无人机自主巡检输电线路，这又是一次大进步。
遥控无人机巡检输电线路替代人工巡检，节约人力、物力的效果显而易见。然而，在特殊复杂环境下，由于操作人员技能水平参差不齐，无人机巡检作业的撞线坠机概率增大。同时，无人机操作人员持证不足等也是制约无人机应用发展的瓶颈，无人机巡检工作需要更科学、更智能。
“从2017年开始，我们便研究如何让无人机在不同电压等级、复杂地形条件下对输电线路进行自主巡检。”云南电网带电作业分公司副总经理沈志说。通过云计算、大数据、物联网、移动应用等现代技术手段，应用RTK差分定位、航迹自动规划、自动控制、导航定位等技术，实现了无人机对输电线路安全快速的沿导线自动巡检。
首先规划三维航线，设计完成后，选择导出航线的杆塔，进行三维航线预览，把杆塔加载在地图背景上，并把航线路径进行叠加，直观查看整条航线的情况，如果发现问题可以回到设计步骤进行航线修改。
飞行控制方面，通过无人机的飞行控制接口，设计出无人机飞行控制软件，保持飞行姿态与航迹的稳定，按照自动规划的航线和指令要求改变飞行姿态与航迹，实现无人机在规划设定的自动驾驶巡检的区域内，可进行定位并多角度拍摄执行巡检任务，实现无人机自主飞行、飞行状态监测、数据自动采集、AI实时识别、任务管理、飞行记录等任务，有效规避传统数据采集一次性投资大、巡检成本高、安全风险大等问题。
“无人机自主巡检减少了人力的消耗，提升了工作效率，飞机巡视能更靠近杆塔，发现许多人巡不能发现的缺陷，精准发现线路存在的问题，还可以采用高科技手段对线路的温度等参数进行测量。”王培继认为，无人机自主巡检工作对于输电线路的安全运维和数据的精确分析有质和量的提升。
“无人机自主巡检作业有效地推动电网运行维护转型升级，这个项目研究取得三维航线规划软件、自主驾驶软件各一套，申请专利6项。”方明说，下一步将在云南电网公司范围内建立全省无人机自主巡视三维航线库，一线作业班组可以直接下载三维航线，通过自主驾驶APP实现无人机自主巡视，为一线班组减负。
