探讨架空输电线路直升机巡视效率提升的途经和方法

庞国华

摘  要：架空输电线路直升机巡视业务是目前我国输电网络智能化监测的核心技术手段，它已经得到了国内外业界专家的广泛关注和深入研究试验，成为该领域热点。文章主要介绍该技术在现实实践操作中的业务开展流程，基于7大核心指标来探讨对其巡视效率的提升途径。

关键词：架空输电线路直升机;巡视效率;指标;任务;提升途径

中图分类号：TM732    文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）26-0011-02

我国电力企业从上世纪80年代就开始尝试组织研究有关架空输电线路的直升机巡视技术，特别是从1982～1988年的7年间，包括北京、广州、华北、东北地区在内的电力研究所就先后进行了8次直升机巡线试飞试验，提高了对某些特殊环境下的输电架空网络线路故障巡视的可能性。

随着2010年国家电网宣布国网通用航空有限公司建立，直升机电力作业在全国全面铺开，该技术业务常态化也得以实现。

1  架空输电线路直升机巡视业务的具体技术流程   分析

1.1  架空输电线路的组成结构

通过直立杆塔将导线支撑架空，保持与地面一定距离的输电线路就是架空输电线路。它的主要构成部分包括了导线、避雷线系统、绝缘子串、接地装置基础、杆塔以及各种金具。

1.2  架空输电线路运行的影响因素

由于架空输电线路一般都暴露在户外环境下，所以它们不但要承受常规状况下的机械荷载及电流冲击压力，也要承受各种自然不可控因素的影响。如此一来，架空输电线路本身的运行状态是不够稳定的，很容易产生一系列安全隐患。

电力企业对这种相对运行状态不够稳定且容易受到多种外界影响因素干扰的架空输电线路而言，日常巡视监测工作是必不可少的，但考虑到线路运行特性和不固定的影响因素存在，所以采用人工操作巡视显然在安全性方面存在极大顾虑，而且人工巡检成本极高，不适合架空输电线路的长期发展。

所以近年来以智能化体系为主的无人直升机巡视系统就应运而生，它不但易于操作，而且巡检安全成本也被大大降低，可以在任何环境状态下实施日常巡视，是目前电力企业在管理大段架空输电线路过程中比较推崇的智能自动化技术之一。

1.3  架空输电线路直升机的巡视业务流程

随着电力企业的不断深入研究与技术开拓，目前的架空输电线路直升机在巡视业务技术操作方面已经相当成熟，如果按照其巡视业务操作流程开展来看，应该主要分为5个阶段。

首先是基于巡视任务来设计选择直升机的临时起降点。

第二步要根据架空输电线路所在区域的地形特征来设计直升机的巡线飞行路线方案，这其中就包括对直升机飞行航线、时间与计划的选择优化。

第三步要与当地的民用空域管制机构及军方进行沟通协调，避免与官方飞行任务发生冲突，在充分协调之后再申请直升机的临时起降位置，并获得飞行空域许可。

第四步要检查直升机的本体状态，包括机体的能源储备情况和故障情况等等，同时明确直升机上所附带巡视设备的功能性和可用性，确保它在执行任务之前处于适航状态。

第五步要保障直升机的航油供给，为其配备飞行区域的固定能量补充站点。

另外要根据巡视计划要求及气象变化状况来选择飞行巡视机组成员，考量线路巡视的最终可行性。

2  架空输电线路直升机巡视效率提升的影响因素及   改进策略

2.1  影响因素

能够影响架空输电线路直升机巡视效率提升的因素有许多，在业界总结看来具体有7项指标，它们分别是对直升机临时起降点的选择、飞行计划中对航线的确立、对直升机在所飞行空域的管制、直升机本体的实时适航状态、飞行机组人员的业务技术能力、地面后勤保障机制以及飞行气象影响。

如果希望提升直升机对架空输电线路的巡视效率，上述7项指标必须加以改善，这样做也能够有效降低工作量和企业运营成本。

2.2  对7项指标的改进思路

2.2.1  对直升机临时起降点选定的改进思路

就目前对直升机的起降点选择基准来看，它是以我国《架空输电线路直升机巡视技术导则》为准的，其中规定“无人直升机的加油点应该布置在横线路方向40～45 km以内，顺线路间隔则要控制在80～160 km范围以内。”但从导则中的实际给定预估数据来看，在实际操作中对起降点的选定具有较大的随意性，这就无法较好的体现架空输电线路监测经济指标。

所以本文认为对起降点的选择标准改进应该以回避军队训练场及民用机场为基本原则，确保三方飞行的互补影响，然后综合考虑线路总体巡视任务需求，根据实际状况来选定合理巡视路径。

另外，也要根据原始直升机巡视起降点及航线来规划新的关于巡视飞行的线路最短方案，在此基础上来合理确立直升机的临时起降点。

2.2.2  对飞行计划及航线指标的改进思路

原始的直升机飞行计划与航线指标确立其初衷是为了避免出现跨区飞行问题，当然它也与飞行时间、飞行速度、直升机本体的体积重量与油耗有关。

一般来说，目前比较常见的是线路交叉巡视法，该方法对飞行计划的要求很高，是力图寻找飞行最短时间和巡视最高效率的综合考量方案。但如果以避免跨区飞行作为基本原则进行改进，则需要通过谷歌地球等软件，基于巡视铁塔的经纬度坐标来确定架空输电线路的具体走向航路图。同时也要充分利用区域航空图与管辖划分图来明确新的巡视线路及交叉分界点。然后根据界点位置所对应的线路分界铁塔来进一步优化直升机的飞行巡视线路，绘制航线图。在规范方面，要第一时间申报跨区航线，例如采用单区域飞行申报机制，提高交叉航线的飞行许可审批度，这样也能极大程度提升架空输电线路的飞行巡视效率。

2.2.3  对飞行空域管制指标的改进思路

我国对飞行空域管制指标的使用权限要求严格，具体来说该权利可以分为3大层次：部队空域使用权、民航空域使用权、通航空域使用权，其中部队空域使用权限最大，通航最小。

与海外国家不同，我国在对低空领域的空域使用权并未开放，所以电力企业在进行直升机架空输电线路巡视工作前必须得到当地空军及民航空域管制部门的批复审核，才可以获取飞行巡视许可。

可以见得，空域管制的确是目前电力企业直升机巡视作业的一大阻碍，因此本文认为当地空域管制单位应该简化对空域使用权限的审批流程，节约时间，同时明确当地民航及军队在空域使用方面的活动规律，为空军、民航和电力部门三者安排飞行时间计划，并与三方签订飞行保障协议，如此一来，电力部门就可以根据预先设定计划与空域飞行许可规范来合理制定直升机对架空输电线路的的巡视计划，提高巡视效率。

2.2.4  对直升机本体世行状态指标的改进思路

由于目前架空输电线路在设计结构方面的复杂化以及线路所在区域气象变化的不确定性，巡视直升机本体是否在工作之前处于适航状态就变得尤其重要。因此电力企业应该专门组织技术维护部门及机组操作人员对直升机本体进行定期检查维护，及时跟上航材供给节奏，有效利用飞行巡视作业间隙来保养机体。一般来说，航材类型包括寿命件与备用航材两种，电力部门为了确保航材及时供给，就有必要在内部建立基于直升机维护与机型构建的航材储备单位，他们专门负责采购各种航材并技术分析直升机航材的各种故障问题，寻找并备用容易出现故障部位的航材材料。换言之，要为巡视直升机构建后备仓储与技术支撑，确保其在需要的时候始终处于适航状态。

2.2.5  对地勤保障指标的改进思路

地勤保障是直升机巡视作业高效率的关键，所以电力企业应该注重地勤保障的专业性，一方面应该做好直升机飞行路线间的能源停靠点保障，与就近机场签订航油保障协议，一方面也要提前掌握巡视设备的实时状态，在直升机及其设备作业前就展开设备检测作业，考虑一切可能发生于巡视作业过程中的意外状况，保证巡视作业整体推进的畅通性。

2.2.6  对机组人员技术水平指标的改进思路

巡视人员与飞行员是机组人员的主要组成部分，对他们的技术水平提高直接影响巡视作业质量与效率。因此双方在作业中不但要于后方基地保持沟通联系，也要做到双方之间的作业沟通协调，达成默契配合。为此，电力技术部门也要在日常做好机组人员的航空飞行培训工作，让他们时刻学习和明确线路巡视中可能存在的机载设备内部与外部不可控因素，做到在默契配合前提下随机应变，共同将飞行巡视速度与线路最优化。

2.2.7  对飞行气象指标的改进思路

气象指标是不可控因素，因此电力企业只能根据《架空输电线路直升机巡视技术导则》中的规范标准来合理调整巡视作业细节。例如导则中就提到在巡视作业中云下能见度不能小于3 km，而风速则不能大于8 m/s，另外在遭遇各种恶劣气候时，直升机应该适当改变其性能参数并合理适配装置以做到迎合气候状况，同时也要实施飞行安全评价进而制定相对安全的巡视作业措施。总而言之，就是要尽量回避恶劣天气状况的基础上安全作业，避免不必要的设备损失及监测误差出现。

3  结  语

从以上论述可以看出，我国在直升机巡视业务方面还是处于不断上升发展趋势的，技术与标准规范等等各方面指标正在趋于成熟化和体系化，对架空输电线路巡视的细节把控也在不断细致化。如果能在未来的工作实践与研究中进一步深化文中的7项指标改进思路，未来架空输电线路的直升机巡视工作技术与效率也会更值得期待。

参考文献：

[1] 王伟斌，王城钢.东北电网500 kV输电线路带电作业现状[J].东北电力   技术，2006，（11）.