简述山区配网无人机除冰技术的研究

郑晓军 刘鹏

摘 要：电网架空输配电线路冰灾是冬季抢修的重要工作之一，应用在输电线路上的除冰技术日渐成熟，而针对配网的除冰技术却不够成熟，特别是山区冬季温度本身就比较低，特别容易造成山区供电线路中断，本文针对目前配网除冰技术扩展研究，希望通过本文可以为相关工作提供参考。

关键词：山区配网;除冰;架空线路;无人机

引言：山区供电在所有供电中占据了相当大的比例，而冬季山区温度要比平原地区温度低，每当冬季遇到雨雪天气，配电线路上会覆盖有雪和冰，当温度降到冰点加之山区温度本来就比平原地区低，供电线缆表面就容易出现结冰，冰块增加了线缆的整体重量，很容易引起断线、导杆等故障发生，线路覆冰不仅极大的威胁着电网的稳定运行，还严重制约着居民的正常生活，对于山区配电线路的结冰，需要进行清除，而人工除冰费时费力，危险性高。

为贯彻落实全面建设能源互联网形态下的多元融合高弹性电网战略目标，同时响应“十四五”计划为打造一个不怕冰灾的配电网的目标，进一步提高公司电网防雨雪冰冻的能力，故而研发一种可靠、效率高的供电线缆除冰装置，其最重要的应用场景是那些人和车辆难以到达的山区配网线缆，利用无人机的快速性和机动性，配合可靠的除冰技术去解决这个问题，打造“不怕冰灾的山区高弹性配网”。

现有机械除冰技术，如从地面上向导线或避雷线抛掷短木棍、用长竹竿或绝缘杆敲打，使覆冰脱落。其中滑轮铲刮法较为实用。它耗能小，价格低廉，但操作困难时间较长，安全性能亦需完善。采用电磁力或电脉冲使导线产生强烈的而又在控制范围内的振动来除冰，对雾有一定效果，对雨淞效果有限，除冰效果不佳。从80年代起，国外开展了机器人巡线技术研究，目前国内开展机器人巡线技术研究取得了跨杆塔及障碍物的突破，可在巡线机器人加装机械除冰装置进行线路除冰。

根据配网环境现场勘察情况来分析，我们拟采用两种方案，第一种方案针对于架空绝缘线采用两相或三相一次除冰方式，第二种方案针对于架空裸导线采用单相除冰，因为覆冰主要发生在山区，人工爬山除冰艰难，我们利用无人机的快速响应能力，加上RTK精准定位技术及大疆无人机的稳定性去解决安全问题。

我们总体思路是将无人机技术与气动除冰技术结合起来，利用车载高压气泵对气瓶进行充气，再利用气动原理实现震动除冰，再将装置进行融合，积极研制无人机精准挂载及对接装置，利用无人机的运输、机动性及高精度悬停特性，去实现不登杆，远距离快速除冰的目的。

主要研发内容包括：1.架空配电线路覆冰原因及类型分析：研究山区架空配电线路的特点，特别是架空配电线路的覆冰结构分析;研究架空线路除冰的方法，特别是山区架空配电线路的除冰方法;研究现有除冰装置的相关使用方法。2.除冰装置的研发：设计适用于山区架空配电线路的除冰装置的结构、原理等;研究除冰装置的技术指标要求、材料选择;试制与测试除冰装置。3.无人机搭载除冰装置的开发：研究除冰装置在无人机的可靠安装策略;研究搭载除冰装置的无人机在架空配电线路上安装与卸载方法;设计与研发满足项目需求的搭卸载装置。4.除冰装置挂载线缆装置的研发：研究除冰装置挂载线缆装置的可靠安装策略;研究除冰装置挂载在架空配电线缆的安装与卸载方法;设计与研发满足项目需求的搭卸载装置。5.无人机自动对接线缆装置的研发：研究除冰装置挂载线缆装置的可靠安装策略;研究除冰装置挂载在架空配电线缆的安装与卸载方法;设计与研发满足项目需求的搭卸载装置。

项目预期能解决因线路配网架空线路覆盖冰雪而造成供电中断的问题，能保障线路检修人员不登杆就能除冰，降低工作强度，达到最低除冰厚度5毫米（一般工程线路导线设计）至1厘米，能在地面使用无人机对线路连续进行除冰，缩短除冰工作花費的时间，提高工作效率。成果将最终作为应急救援装备使用，在车辆及人难以到达的山区配网线缆及时能迅速除冰。

结束语：在配网架空线路除冰过程中，采用无人机的除冰技术能有效的降低除冰的难度，特别是能解决现阶段山区配网架空线路除冰人员难以登山的问题。

参考文献：

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[2].DL/T1482-2015《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》

[3].GJB7101-2010《无人机任务载荷通用要求》

[4].GJB6722-2009《通用型无人机操作使用要求》

[5].GJB5433-2005《无人机系统通用要求》