高壓輸電線路智能巡檢新技術(shù)探討

苗俊，尤志鵬，袁齊坤，劉立文，王璋

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司曲靖供電局，云南 曲靖 655000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，高壓輸電線路在巡檢方面也實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)人工巡檢到智能巡檢的新的變革。高壓輸電作為國(guó)家電力系統(tǒng)的重要組成部分，是推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)行的保障，在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能科技的變革，為提高巡檢效率、完善巡檢工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 無(wú)人機(jī)巡檢

顧名思義，無(wú)人機(jī)就是無(wú)人駕駛飛行器的系統(tǒng)，這一系統(tǒng)在應(yīng)用中以無(wú)人駕駛平臺(tái)為依托，在使用中利用具有高分辨率的巡檢設(shè)備為飛行載體，以獲取低空高分辨率數(shù)據(jù)為應(yīng)用目標(biāo)，可以快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)的傳播。當(dāng)前，無(wú)人機(jī)技術(shù)由于設(shè)備小巧、便于攜帶以及容易操控、工作效率高等優(yōu)勢(shì)被應(yīng)用于這一領(lǐng)域中，并受到了領(lǐng)域人士的廣泛關(guān)注。利用無(wú)人機(jī)的這些優(yōu)勢(shì)，很多供電局在巡檢方面都實(shí)現(xiàn)了新的突破。據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，相對(duì)于傳統(tǒng)的人工巡檢的方式，無(wú)人機(jī)的工作效率可以提高35%～45%，尤其是在一些比較偏遠(yuǎn)的山區(qū)和無(wú)人區(qū)，如果利用傳統(tǒng)的人工的方式進(jìn)行巡檢，會(huì)有很大的難度，而利用無(wú)人機(jī)則可以提高約85%的效率。例如，2018年3月，某供電公司使用的相關(guān)的無(wú)人機(jī)進(jìn)行了高壓輸電線路的巡檢。在巡檢前，工作人員按照之前已經(jīng)設(shè)定好的飛行航線處理飛機(jī)的方向，但是并不同于傳統(tǒng)的人工進(jìn)行遙控的方式，這一次工作人員并沒(méi)有用手拿著操控的遙控器，只需要查看無(wú)人機(jī)在工作中傳回的拍攝影像就可以了。并且，相對(duì)于之前的無(wú)人機(jī)工作時(shí)間，這一次的巡檢只需要5分鐘就可以完成任務(wù)，極大地降低了工作的時(shí)間，提高了工作效率。

除此之外，某一供電公司在2018年5月，某供電公司通過(guò)利用一架無(wú)人機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)220千伏同塔雙回線路進(jìn)行巡視復(fù)檢，無(wú)人機(jī)在巡查的過(guò)程中進(jìn)一步排查了用電隱患，對(duì)于工作人員利用望遠(yuǎn)鏡觀察設(shè)備的過(guò)程中難以發(fā)現(xiàn)的盲區(qū)進(jìn)行了檢查，通過(guò)將拍攝的影像傳回工作人員的設(shè)備上，可以精確的顯示高壓輸電過(guò)程中的隱患，還極大地提高了工作人員的安全程度。

由此可見(jiàn)，無(wú)人機(jī)在實(shí)踐中具有很大的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用于高壓電線的巡檢過(guò)程中，極大地規(guī)避了傳統(tǒng)人工工作艱難、耗費(fèi)時(shí)間、危險(xiǎn)性大、效率不高等方面的不足，為推動(dòng)電力線路的智能巡檢做出了重要貢獻(xiàn)、推動(dòng)了這一行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

2 機(jī)器人巡檢

機(jī)器人巡檢是在電力巡檢過(guò)程中的新的巡檢方式，相對(duì)于無(wú)人機(jī)巡檢來(lái)說(shuō)，機(jī)器人巡檢雖然在效率方面不夠高、在傳輸數(shù)據(jù)和影像的過(guò)程雖然較為緩慢，但是其不受自然環(huán)境的影響。由于無(wú)人機(jī)在應(yīng)用的過(guò)程中很容易受到自然環(huán)境的影響，當(dāng)遇到惡劣的天氣環(huán)境，比如大霧或者大雨等，就無(wú)法進(jìn)行工作，或者存在傳輸過(guò)程中的問(wèn)題，但是利用機(jī)器人進(jìn)行巡檢就可以規(guī)避這一問(wèn)題，借助機(jī)器人，可以在巡檢的時(shí)候不受自然環(huán)境的影響，可以定時(shí)定點(diǎn)地進(jìn)行巡檢。同時(shí)，機(jī)器人在應(yīng)用的過(guò)程中配合一些新型的技術(shù)手段還可以擴(kuò)大巡檢的范圍，提高巡檢的力度。當(dāng)前，由于機(jī)器人的這些優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)較為廣泛地應(yīng)用于電力巡檢的過(guò)程中。

機(jī)器人在實(shí)際作業(yè)的過(guò)程中，會(huì)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際要求，利用自身的功能滿(mǎn)足施工的需求。機(jī)器人在作業(yè)中的主要功能包括自主定位、特殊巡視、進(jìn)行電路狀態(tài)的分析以及預(yù)警提示等等。它在工作中可以不受到電路危險(xiǎn)的影響，自如的在電線上行走，跨越對(duì)于人工來(lái)說(shuō)較為危險(xiǎn)的障礙。機(jī)器人主要通過(guò)本身攜帶的攝像機(jī)或者是紅外測(cè)試儀進(jìn)行圖片或者影像的傳輸，將采集到的這些信息傳遞回地面的工作站，工作站的人員通過(guò)機(jī)器人收集到的這些信息判斷相關(guān)的電路情況，為工作人員的分析提供方便。同時(shí)，輸電線路巡檢機(jī)器人能夠接受地面基站的遙控操作，這樣就可以避免機(jī)器人本身以外情況的發(fā)生，增加機(jī)器人工作的可靠性。

2.1 自主定位

機(jī)器人的自主定位原理是通過(guò)間接實(shí)現(xiàn)的，其本身并不具備自主定位的功能。其在巡檢的過(guò)程中會(huì)依據(jù)云臺(tái)設(shè)備進(jìn)行工作，但是并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)其定位。定位功能主要是通過(guò)在其運(yùn)行的程序中輸入了編碼器和傳感器等信息，然后利用算法對(duì)桿塔的位置信息計(jì)算，轉(zhuǎn)換信息后通過(guò)指令發(fā)送到云臺(tái)中，這樣就可以獲得機(jī)器人巡檢的更多信息，實(shí)現(xiàn)定位以及自助巡檢的功能。

2.2 自主越障

機(jī)器人在輸電線路中的工作主要分為兩部分，分別為桿塔越障和直線段。由于機(jī)器人在工作的過(guò)程中尤其是在爬坡過(guò)程中的會(huì)遇到相關(guān)的工作障礙，其越過(guò)這一障礙的關(guān)鍵是利用其本身的滾動(dòng)打滑的檢測(cè)和控制，然后對(duì)外界的環(huán)境進(jìn)行感知，以此在系統(tǒng)中形成不同的爬坡策略，然后尋找可以跨越的方法，順利爬坡。在機(jī)器人的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，跨越障礙是一項(xiàng)較為重要工作，因?yàn)槠湓诠ぷ髦性降降恼系K是不同的，面對(duì)不同的障礙，其需要選擇不同的越障方法才能完成工作。雖然這些都通過(guò)機(jī)器人本身的自主運(yùn)行就可以，但是仍舊需要工作人員把握其運(yùn)行狀態(tài)。并且，這也需要機(jī)器人在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計(jì)，安裝具有同樣程序工作的機(jī)器人，這樣既方便工作人員的操控，也降低了機(jī)器人運(yùn)行時(shí)的難度。

3 在線監(jiān)測(cè)

輸電線路在工作的過(guò)程需要做好在線監(jiān)測(cè)，隨著人民生活水平和質(zhì)量的提高，對(duì)于電路線路方面也有了更高的要求，希望獲得更好的用電體驗(yàn)。但是輸電線路更多的是暴露于室外的，并且跨度大，我國(guó)各個(gè)地區(qū)的環(huán)境也有著很大的區(qū)別，一旦出現(xiàn)問(wèn)題造成的負(fù)面影響就會(huì)非常大，因此需要做好輸電線路的在線檢測(cè)，及時(shí)對(duì)線路進(jìn)行監(jiān)控，保證電路的安全運(yùn)行。

據(jù)了解，在2014年5月，某一供電公司對(duì)當(dāng)?shù)氐?50千伏輸電線路配置了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)行中的電路進(jìn)行了安全檢查，對(duì)于可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的電路進(jìn)行了及時(shí)的整改和維修，并且在容易發(fā)生災(zāi)害的區(qū)域以及污染較重的區(qū)域進(jìn)行了測(cè)量溫度和風(fēng)速等相關(guān)的監(jiān)測(cè)裝置，為線路的安全運(yùn)行以及后期的維修奠定了良好的基礎(chǔ)。除此之外，2016年1月，某一輸變電公司組織專(zhuān)人在±500千伏輸電線路安裝桿塔傾斜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)這一系統(tǒng)的應(yīng)用，為提高公司的管理以及安全問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)。

相對(duì)于普通的輸電線路來(lái)說(shuō)，高壓輸電線路由于所經(jīng)過(guò)的地域較為復(fù)雜，設(shè)備的安全問(wèn)題也不能得到保障，因此，更需要對(duì)所經(jīng)過(guò)的輸電線路進(jìn)行檢測(cè)。在實(shí)際工作中，對(duì)于高壓的輸電線路，在安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)具有一定的難度，這一系統(tǒng)可以利用太陽(yáng)能蓄電池進(jìn)行充電的方法，由前端的監(jiān)測(cè)分機(jī)和監(jiān)控中心后臺(tái)主站構(gòu)成整個(gè)的系統(tǒng)，通過(guò)GPRS+3G/4G的通信對(duì)要監(jiān)測(cè)的地點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的采集，便于工作人員獲取輸電的最新信息，有效確保輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，越來(lái)越多的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了發(fā)展的智能化，無(wú)人機(jī)以及機(jī)器人、監(jiān)測(cè)技術(shù)等在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是這一領(lǐng)域的重大突破，是科技智能化發(fā)展的證明。通過(guò)這一這些智能化設(shè)備的發(fā)展，不僅可以提高電力行業(yè)的穩(wěn)定性以及安全性，還可以及時(shí)幫助人們實(shí)時(shí)掌握電力輸送的動(dòng)態(tài)情況，節(jié)約大量的人力物力，降低能源消耗、數(shù)據(jù)信息傳遞標(biāo)準(zhǔn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。