基于無人機巡視技術的配網差異化運維策略

歐小冬

摘 要：員工在戶外線路的巡視過程會受到氣候、路況等因素的制約，為克服這些問題，站在無人機巡視科技的視角探究配電系統差異化運維對策，以期對該領域的從業者提供一些參考依據。

關鍵詞：無人機巡視科技;配電系統;差異化;運維對策

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）22-0161-02

0 引言

因為中國的地理環境比較繁瑣，經濟發展持續加快，各類管線鋪設范圍不斷增大，線路穿過野外地區的部分也很大。因為野外氣候、環境均十分繁瑣，導致各種管線經常產生問題，如此就使得管理者要定期檢測野外線路。在員工巡視野外線路時，因為用時長、消耗多，導致巡視過程常常出現巨大浪費。為提高巡視效率，節約巡視成本，無人機科技在巡視中獲得了廣泛使用。在今后的管理過程，無人機科技的地位必定得到進一步提升。

1 無人機巡視系統的優點

1.1 無人機能夠垂直升降

因為在具體的線路巡查階段，路況較為繁瑣，有些線路可能會穿過地形很陡峭的地方，這些地方人難以進入，通常也沒有通車，給巡視工作造成較大困難。若采用直升機來巡視，就需要有平坦地帶完成升降操作，這就是一個較大制約條件。借助無人機開展巡視工作，五福輔助措施，也無需專門建立跑道，較為靈活機動，升降沒有限制。

1.2 運行精度高

因為無人機飛行較為機動，能夠在小區域完成特殊動作，例如懸停改向等運行動作。如此一來，無人機能夠在各種地形中完成巡視，而且巡視的精度較高。該種對輸電線路的巡視，能夠克服人工巡視的缺陷。

1.3 可控面積廣

因為無人機的自動應用水平很高，能夠促使無人機智能運行。只需技術人員設置好巡視線路，就能夠保障無人機完成自主飛行與巡航。因為無人機的自動化程度很高，對無人機的操控十分簡便，容錯率大，系統運用的成本也較低。

1.4 能夠在夜間飛行

因為無人機在夜間任然可以正常工作，能夠借助紅外成像科技、熱成像科技，對巡視區域的線路完成檢查。特別是熱成像科技，能夠很簡便的基于溫度的改變，檢測出隱蔽性很高的故障點，經過熱成像圖和直接成像的圖片相比較，能夠更為深入的理解線路問題，削減檢修時間。

1.5 當前無人機的運用

因為無人機對許多環境均能夠很好適應，已普遍用于各種巡視當中?，F如今，無人機已重點被用在正常巡視、異常巡視等方面。在面臨緊急情況時，無人機還能夠被用作災情巡視，能夠對受災區域完成拍照錄影取證，給救援人員提供一定依據。無人機還被用作桿塔定位，能夠做好防雷措施。

2 無人機巡視科技遵守的原則

2.1 常規巡視原則

在當前的應用調價下，因為無人機應用的成本很高，因此，較為基礎的巡邏任務，技術人員要盡可能采取傳統的機巡體系。機巡的自動化程度很高，能夠對細節實現深入排查。針對接近難度很高的地方，技術人員能夠借助無人機巡視導線、桿塔以及河坡等難以接近的地方。在人口集中區例如城區，通常存在無人機禁飛的標志，需要將人工巡視用作重要手段，無人機用作輔助方法。

2.2 特殊巡查原則

針對緊迫性很高的特殊災害問題，例如山火、山體滑坡等現象，在天氣條件很好的時候，空域針對無人機飛行沒有限制的狀態下，因為無人機反應快速，巡視便捷，要盡可能采取無人機來巡視這些地區。存在限制條件時，能夠主要采取人工巡查，借助無人機巡查為補充。無人機能夠智能存檔，在面臨對雷擊點展開巡視的現象時，能夠采取無人機操作。

2.3 單線路異常巡視原則

開展單線路異常巡視工作時，因為無人機的速度很快，操作人員能夠先借助無人機完成定位工作，對路徑實現迅速定位，便于后期工作的開展。

2.4 天然災害巡查原則

因為無人機獲得的是第一手信息，能夠對現場實現迅速反饋，為搶修者的做好早期準備工作。因此，在面臨天然災害時，應當優先考量無人機科技，為搶修者提供依據，確保搶修工作的效果與效率。

3 無人機巡視科技介紹

3.1 多旋翼無人機分析

當前，用作配電系統巡視的無人機類型較多，但大都是四旋翼與六旋翼等類型。多旋翼無人機具備如下幾點優勢：

（1）無人機能夠垂直起飛與降落，不用任何輔助設備，無需專門的機場與跑道，對環境要求不高，能在野外隨處升降。（2）無人機運行精度高，能持續懸停、前后飛、側飛以及盤旋等。多旋翼無人機可以在平原、湖泊以及高山等環境下飛行巡視，能夠借助空中優勢，多角度、高精度巡視輸電線路運轉狀況，所以可以有效彌補人工巡查3.2的缺陷。（3）無人機飛速可控范圍廣，智能化水平高，能起到程控自主運行與智能返航等各種先進作用;操作非常便捷有效，有很高的容錯性，系統性能安全穩定、機動靈活，飛行成本不高。（4）在夜間，無人機也可以起到作用，無人機配備的熱成像設施，能夠通過溫度異常改變對比值，發現隱蔽性很強的故障點，例如導線、線夾以及引流線是否存在發熱墊，絕緣層、桿塔是否有擊穿發熱等。根據以往可見光巡視，熱成像巡視可以順利實現夜晚輸電設施故障巡視，大幅度提升故障點巡視的精準度，為故障搶修延長時間。

3.2 多旋翼無人機運維工作

當前，多旋翼無人機于配電系統運維中能夠開展如下幾種工作：常規巡檢、故障巡檢、災情勘查、桿塔定位等等。

（1）常規巡檢：根據多旋翼巡視方案對架空線路本體、附屬設備、線路通道等展開的常規巡查工作。（2）故障巡檢：運行機構為找出線路故障點，主要原因和故障狀況等開展的線路巡視工作。（3）災情巡檢：當出現地震、泥石流、山火以及巨大覆冰等天然災害后，按照要求安排無人機對受災現場展開災情調研拍攝與錄影取證，采集設備損壞與環境變化狀況的工作。（4）桿塔定位：借助無人機采集桿塔經緯度坐標，其精準度高，把采集的桿塔經費度坐標信息錄進雷電定位平臺，可以更好監測落雷狀況，更好開展配電線路抗雷活動。

4 無人機巡視科技下配電系統差異化運維對策

4.1 配電系統差異化運維對策分析

設備差異化運維對策是以加強現有基礎信息管理，采取多種信息化管理模式（比如電網SCADA平臺、配電智能化平臺、生產信息平臺等），及其多種離線、線上的檢查方式（比如紅外檢查、局域放電檢查等），組織配網線路、設施狀態評估與關鍵性評價，根據機器健康度與關鍵度兩大維度對設備產開管控級別分類，對不同控制級別的產品進行逐層、逐類、分專業控制，達到避免故障出現、縮短故障停運時段以及停運損失、提升設施使用率的目的[1]。建立配電系統差異化運維對策，要通過幾點工作：組織設備狀態評估，明確機器健康度;組織設備關鍵性評價，明確機器重要度;結合產品風險矩陣，明確設備控制級別;建立工作方案，組織運維活動。通常情況下，信息化建立后，市區能夠每月安排一次巡視，農鄉區域因為線路荷載量很少，能夠每3個月安排一次巡視。

4.2 無人機巡視系統的差異化運維方法

當前的實際應用中，每個供電局已把無人機技術使用在工作當中，而且開始強化對無人機飛行者的培育，確保無人機能夠更好開展各種要求的巡視工作。當前，無人機的應用已非常普遍，在具體使用中，所有采用無人機科技的單位已經把“人巡+機巡”視為基本的差異化運維方法。在具體運用中，每個應用部門均線設置了典型路線用作試點路線，并詳細觀察無人機的具體使用效果[2]。結合歷史資料和以往勘查發現，技術部門能夠與無人機反饋的信息進行交叉比較，掌握無人機巡視的穩定性。通常情況下，遠程巡視路線通常是每3個月安排一次巡視，在特別狀況下，應用單位能夠安排每月巡視1次。在具體的巡視過程，特殊巡視通常是每3個月安排2次，一次是正常巡視的填補，一次是特殊狀況的應變。

（1）配網線路設計與創建。當前，配網線路設計與建設環節，盡管也采用網絡中的衛星圖來處理，但部分細節很難精準判定，最后還是采取以往的人工測量的辦法，周期長、效率低[3]。使用無人機就鞥狗實現對椰樹地區的詳細測量，而且結合電網線路架設要求采集有關數據資料，有效減少因地形變化原因造成的電網線路架設缺陷。經過對無人機有關測量信息的分析，根據電網項目的具體狀況進行協調處置，實現對通道信息的高效、合理使用，促使電網線路的設計更為規范。（2）配電線路項目驗收。配電線路項目驗收過程，大都采取地表觀察，常用工具檢驗施工效果，針對線路設備的頂部就要登桿檢查[4]。采用無人機承載拍攝機，能多角度、多方面實現可視化驗收，拍攝到的圖片逐個研究，對項目質量控制起到良好作用，避免了人工登桿、走線等工作，減小了事故概率。驗收后巡視的影像信息能夠作為驗收記錄妥善保存，便于后期復檢。

5 無人機技術急需改進的地方

當前，無人機技術的使用仍然存在很多問題，具體表現在幾個方面：（1）蓄電池續航性能差。因為無人機體型很小，若想確保無人機能夠穩定靈活的運行，無人機中的電池必定是體積、重量均很小，功率很大。因為國內的科技水平較低，無人機電池的科技水平不高，導致無人機一次僅能持續飛行15-20分鐘，隨后就必須返程充電，這樣極大影響著巡視效率[5]。因為野外電能補充很難，野外工作人員通常要準備許多電池，提高了巡視費用。（2）信號極易受到干擾。同樣因為無人機體型小，因此無人機可以承載的傳輸設備也較小。因為巡視無人機重點是巡檢線路中的問題，需要確保圖片、視頻的清楚度，因此，在對功率與清楚度都有要求的基礎上，很多無人機均選擇2.4G頻段的信息全高清傳送系統，在100MW功率下完成傳送。短波通訊的不足是受到的影響很大，若無人機和控制臺間的限制很多，極易導致傳輸數據失真，甚至會因為數據傳送困難，造成無人機墜毀。

6 結語

總之，在克服了以往人工巡視問題以后，無人機已得到大范圍的使用。無人機能夠提高巡視質量，促使巡視工作朝著智能化、自動化趨勢發展，滿足社會的發展潮流。

參考文獻

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[2] 吳立遠，畢建剛，常文治，楊圓，弓艷朋.配網架空輸電線路無人機綜合巡檢技術[J].中國電力，2018，51（1）：97-101.

[3] 周世祺，雷博.無人機技術在縣域配網巡檢中的應用[J].中國電力企業管理，2018（17）：50-51.

[4] 鄒慶，任宇鑫.無人機配網架空線路精細化巡檢平臺搭建[J].電工技術，2018（23）：92-93.

[5] 李博健.基于無人機巡視技術的配網差異化運維策略[J].技術與市場，2018，25（8）：126-127.