架空输电线路无人机人工联合巡检模式初探

何 健,罗昳昀,范 畅,侯 品

（1.国网宜昌供电公司检修分公司，湖北宜昌,443001；2.中船重工集团公司第七一O研究所，湖北宜昌,443003）

架空输电线路无人机人工联合巡检模式初探

何 健1,罗昳昀1,范 畅1,侯 品2

（1.国网宜昌供电公司检修分公司，湖北宜昌,443001；2.中船重工集团公司第七一O研究所，湖北宜昌,443003）

本文就架空输电线路无人机人工联合巡检进行了探讨性研究，首先介绍了此项研究的背景和意义，然后分析了输电线路无人机人工联合巡检工作存在的困难和问题，接着就无人机人工联合巡检工作如何更加深入地开展，提出了对策和建议。最后，提出输电线路无人机人工联合巡检目前还在探索实践阶段，需要通过不断改进，从而进一步提高输电线路无人机人工联合巡检的工作质效和应用范围。

架空输电线路；无人机；人工联合巡检

近年来，随着输电网络的逐渐扩大，架空输电线路巡检要求越来越高，单纯依靠人工巡视输电线路的方式已无法满足工作的需要，势必要促进输电线路巡检由劳动密集型向技术密集型转变。2009年，省电科院在宜昌三峡区域开展输电线路数字化建模，作为协助配合单位之一，宜昌供电公司通过该科研项目首次接触到无人驾驶直升机巡检新模式。无人机人工联合巡检作为一种全新的巡检模式，将有力提升输电线路巡检工作质量和工作效率，大幅化解安全风险，开展架空输电线路无人机人工联合巡检工作势在必行。本文对架空输电线路无人机人工联合巡检相关问题进行了初步分析，目的是找出一套适合“大检修”体系要求和符合宜昌地域特点的输电线路无人机人工联合巡检模式，使之既能运用高新科技手段来对人工巡视线路工作进行补强，又能提高输电线路巡检的质量和效率，不断提高输电线路精益化管理水平。

1 研究的背景和意义

在“大检修”体系下，架空输电线路无人机人工联合巡检工作是生产之需，日益受到上级主管部门和基层单位的重视和广泛关注。

1.1 “ 大检修”体系建设对输电线路巡检工作提出新要求

按照“大检修”体系的要求，宜昌电网中的原农网110千伏输电线路划转至市公司检修分公司集中管理，国网宜昌供电公司检修公司共接管各县市公司划转的110千伏输电线路（含新建线路）总长1058.37公里，至此，该公司检修分公司负责维护的35～220千伏架空输电线路共227条，长度3292.97公里。同时，负责宜昌区域过境500千伏输电线路通道运维任务，线路总长3251.525公里。人均维护线路长度大幅增加，安全生产压力也随之陡增。

1.2 输电线路巡检工作面临新的考验

1.2.1 防外破形势日益严峻

随着城市骨架的扩展，工程建设项目逐年增多，输电线路所经地域的自然环境和社会环境日益复杂，防外破工作任务艰巨。移动吊车、挖掘机等特种车辆在输电线路走廊附近作业增多；线路通道内吊装、建筑、开挖取土、悬挂漂浮物、城乡结合部旧房翻新等施工作业增多，线路通道内祭祀、烧荒、垂钓、放风筝、燃放烟花和孔明灯等活动频繁。这些都严重威胁着输电线路的安全稳定运行。

1.2.2 单纯依靠输电线路人工巡视存在三点不足

（1）单纯依靠人工巡视，运维人员需要逐基登杆，劳动强度较大，安全风险较高。

（2）对于地理环境较为复杂的区域，单纯依靠人工巡视，不能快速而有效地查找并处理缺陷。

（3）若遇到大风、雷雨、冰雹、持续高温等恶劣天气，运维人员不便到达工作现场时，必须采用其他的巡视方式，来对人工巡视方式加以补充。

1.3 提升输电线路巡检质效必须提升其科技含量

1.3.1 无人机运用到输电线路巡检上的优势

无人机通过自身携带的摄像机、照相机将拍摄到的照片和视频实时传输到地面，巡检人员就可以通过现场观察，判断这基塔是否存在故障、故障的严重程度以及处缺措施。无人机的使用，在一定程度上，可以代替人力徒步巡线，将极大减轻输电线路巡线工作的强度和难度，降低输电线路的运行维护成本，使输电线路巡检更加趋于智能化。

与传统的人工巡检相比，无人机巡检具有四大优点。一是工作效率高：通过悬停，短时间内快速获取影像资料，可以得到清晰的画面，通过对这些图像的分析和处理，来判断线路运行情况，提高了巡视效率。二是受气候、环境的影响较小：无人机机身轻巧，可以方便地穿越山岭、沟壑、沼泽。三是巡视质量高：无人机可近距离检测架空输电线，巡检无死角、无盲区，可以准确地发现导线断股、绝缘子损坏等缺陷。四是安全性能高：无人机巡检适用于执行特殊时期危险性高的任务，免除人工登塔、走线等作业，降低了事故几率，减轻了人员伤亡风险。

1.3.2 无人机人工联合巡检能够解决四大棘手难题

（1）解决防外破难题：目前，输电线路防外破形势日益严峻，线路保护区附近修公路、新建房屋的情况较多，无人机参与取景，可获得整个外破现场的全景图，尤其是修建公路，初期通过无人机升空，就能快速查看公路的整体走向，预判是否穿越输电线路，提前采取预防措施。

（2）解决防山火问题：传统祭祖时间、少雨干燥多风气象条件下，山火易发，第一时间发现山火险情在防山火工作中特别重要。利用无人机，科学合理、有的放矢地开展无人机空中巡视，能快速发现火灾险情。

（3）协助运维人员查找故障点：线路遭受雷击后，有时放电通道可能在档距中央导线和地线之间，由于视角限制，单纯靠望远镜或者经纬仪逐档逐距扫描还是无法发现放电通道。利用无人机可以简单有效的解决这个难题。

（4）协助运维人员治理设备本体及通道环境：导线上存在异物时，通常在带电作业不具备条件时，只能停电处理。现在，可以借助无人机进行带电处理，不仅提高供电可靠性，而且可以极大地节约检修成本。同时，大档距、跨越深沟等地段，用无人机开展通道巡视，可以解决登杆查看树障视觉差问题。

2 输电线路无人机人工联合巡检工作存在的主要困难和问题

2.1 无人机能源消耗迅速，目前无人机在实际应用中使用电力能源，一块储蓄电池能确保无人机二十分钟的有效工作时间，在部分情况下，一次工作需要更换几次电池，公司将针对这一问题开展专项研讨会，制定解决方案，为无人机长时间、高效工作提供保障。

2.2 公司开展无人机人工联合巡检尚处在探索阶段，加之此项工作专业性较强，目前无人机专业操作人才数量较少，面对一些突发情况时，无人机操作人员工作任务繁重，劳动强度较大。公司正在实施“无人机操作班组化”推广方案，相信通过系统培训，专业人员缺乏的问题会得到缓解。

3 相关对策和建议

3.1 树立正确的专业管理目标

3.1.1 强化无人机人工联合巡检工作专班管理，构建省、地、县三级巡检体系，以GIS智能运检系统、输电线路在线监测系统、无人机作业为基础，不断深化“三位一体”立体运维模式，下发《无人机人工联合巡检实施细则》。

3.1.2 加大“无人机人工联合巡检”推广应用力度，制定各项操作指南，加强无人机操作人员培训，要求无人机人工联合巡检技术地市层面全覆盖，输电运检领域深入应用。

3.1.3 充分考虑技术创新需求，通过实际操作案例合理归纳操作方法，拓宽应用范围，应用于线路运行、检修、处缺、电力设施保护等多领域，监测重要线路和易发生外破、山火、覆冰、风偏等重要区段。

3.1.4 全面、完整的无人机人工联合巡检管理功能。可对每条线路、每基杆塔设置相对应的操作技术方案，可细化到每基杆塔及每种地形，制定《宜昌供电公司无人机人工联合巡检应急工作实施细则》，对地形、环境、危险点提前做出预判，避免现场操作的随意性。

3.2 建立标准化的无人机人工联合巡检工作体系

3.2.1 方案制定阶段

1）建立三级组织体系：成立省、地、县三级“无人机人工联合巡检”领导小组和工作小组，制定出台《“无人机人工联合巡检”管理办法》，设立考核指标，细化考核措施，明确部门分工和工作责任，健全完善联络机制。

2）建立“无人机人工联合巡检”管理保障机制：由公司运维检修部负责、专业部门管理人员、系统支撑人员组建无人机班，为无人机班的建设、发展、研究提供专业技术支撑。

3）建立无人机工作体系：健全完善无人机操作范围、工作条件等项目体系，实现无人机各项运用的系统化、标准化，编写《无人机人工联合巡检实施规程》。

4）建立全员培训机制：通过统一宣贯、选人送培等形式，对运维检修人员进行分步培训，对所有运维检修班组成员进行无人机操作案例进行推广。

3.2.2 培训创建阶段

1）培训人员精英化：抽选部分专业能力过硬、工作经验丰富、学习能力突出的运行检修人员参加国网公司无人机操作培训，以少带多，以点带面，精英化学习操作无人机。

2）操作方法的针对性：通过学习、应用无人机，在做到“无人机人工联合巡检”的同时，有针对性地细化、量化操作方法。

3）作业方案的专业性：根据工作任务的不同，差异化记录操作办法与作业经验，举一反三，强化归纳，制定专项任务专项操作方案，保证操作准确性、专业性。

3.2.3 推广操作阶段

1）典型操作制度化：编写“无人机人工联合巡检”作业查询对比分析操作说明书，保证各部门、单位能正确应用“无人机人工联合巡检”作业查询案例。

2）深度操作规范化：各部门通过“无人机人工联合”操作案例采集各项操作方法，并结合生产实际，总结更深层次操作方案，组织规范化学习、推广。

3）创新应用流程化：各部门、各兄弟单位间多组织“无人机人工联合巡检”交流、学习专项活动，取长补短，相互借鉴、创新先进操作方法，并规范创新应用模式。

3.2.4 分析改进阶段

收集分析公司本部及公司属各单位在“无人机人工联合巡检”应用中碰到的问题和提出的建议，对创新应用上提出的具体需求加以分析。每个季度开展“无人机人工联合巡检”应用总结评价工作。

3.3 建立无人机人工联合巡检指标体系及目标值

3.3.1 完善无人机人工联合巡检日常工作安排，构建完整工作体系，按照《“无人机人工联合巡检”管理实施细则》，组织撰写《“无人机人工联合巡检”管理办法》，制定详细工作方案和工作流程，引入发现隐患准确率、无人机人工联合巡检缺陷消除率。

3.3.2 重视无人机人工联合巡检的具体推广应用，建设由专业人员配备专业设备的无人机专业班组，固定人员定点研究相关问题，让更多的无人机人工联合巡检理念成为现实，并结合宜昌地区的地理、气候条件研究出适合宜昌特点的联合巡检办法。提供积极条件，不断充实无人机人工联合巡检的团队力量。

3.4 建立专业管理绩效考核与控制机制

3.4.1 绩效考核的指标体系

“无人机人工联合巡检”考核细则见表1。

3.4.2 专业管理的考核

1）公司运维检修部对无人机使用情况进行统计，对每月数据进行检查，对上报及时率及准确率进行考核，对当月问题较多的单位实行预警。

2）公司运维检修部在每月底对各部门、各单位操作推广情况进行汇总，并进行月度通报。通报内容量化到考核细则的各项指标模块，对模块覆盖率进行计算，对未达到全覆盖的单位按标准予以扣分，纳入业绩考核。

表1 “无人机人工联合巡检”考核细则

4 结语

架空输电线路无人机人工联合巡检应用还处于试用、推广阶段，实际生产实用化水平还有待提高，对于典型应用场景总结推广得不够，需要通过一段时期进行不断改进，真正使无人机人工联合巡检与“大检修”体系建设相融合。我们将进一步完善输电线路无人机人工联合巡检工作模式，加大应用推广力度，多出应用分析成果，分专业固化一批“无人机”操作说明书，强化专业人员应用培训，切实提升各场景无人机专业操作水平，不断提高输电线路巡检工作质效，为公司决策和发展服好务。

[1] 张 红.架空输电线路状态运行于维护管理研究[D].华北电力大学,2012.

[2] 黄伟，施伟.浅谈高压输电线路的状态检修技术[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(09).

[3] 杨一波.无人机飞行控制软件测试技术研究.硕士论文，南京航空航天大学，2008.

[4] 袁智源.高压输电线路的状态检修方法探讨[J].技术与市场,2012(12)

[5] 章咫、丁国辉.基于ARM处理器的小型无人机自动驾驶仪的设计[J].控制技术，2004（23）:255-258.

A preliminary study on the artificial joint inspection mode for overhead transmission line

He Jian1,Luo Yiyun1,Fan Chang1,Hou Pin2
(1.Maintenance Branch of Yichang Power Supply Company,State Grid,Yichang Hubei,443001; 2.yichang testing technology institute,Yichang Hubei,443001)

In this paper,overhead transmission lines UAV artificial joint inspection conducted exploratory research,first introduced the background and significance of the study,and then analyzes the difficulties transmission line work drone artificial joint patrol presence and problem,then how artificial joint patrol drones to carry out more in-depth work,we put forward countermeasures and suggestions.Finally,the proposed transmission line drones artificial joint patrol is still in the stage of exploration and practice,through continuous improvement to further improve transmission line work drone artificial joint inspection of quality and efficiency and range of applications.

overhead transmission lines;UAV;artificial joint inspection

何健（1964-），男，籍贯湖北秭归，高级政工师、工程师、经济师，大学本科，从事高压输电线路运行维护与检修工作。

罗昳昀（1980-），女，籍贯湖北宜昌，工程师，硕士研究生，从事高压输电线路运行维护与检修工作。

范畅（1991-），男，籍贯湖北宜昌，助理工程师，大学本科，从事高压输电线路运行维护与检修工作。

侯品（1976-），男，籍贯湖北宜昌，高级工程师，硕士研究生，从事软件开发与程序设计工作。