航空電力作業(yè)模式分析研究

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司 顏休嘉

國(guó)網(wǎng)電子商務(wù)有限公司 魯靜

航空電力作業(yè)能有效地提高電網(wǎng)運(yùn)維效率和安全可靠性，已成為世界電力作業(yè)領(lǐng)域的潮流，其作業(yè)模式主要分為直升機(jī)電力作業(yè)和無(wú)人機(jī)電力作業(yè)。直升機(jī)電力作業(yè)模式包括直升機(jī)電力巡檢作業(yè)、直升機(jī)帶電水沖洗作業(yè)、直升機(jī)帶電檢修作業(yè)、直升機(jī)基建施工作業(yè)、直升機(jī)激光掃描作業(yè)。無(wú)人機(jī)電力作業(yè)模式包括無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)、無(wú)人機(jī)清障作業(yè)、無(wú)人機(jī)施工作業(yè)。隨著技術(shù)的發(fā)展，航空電力作業(yè)模式將會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系到社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各國(guó)政府及電力企業(yè)都高度關(guān)注電網(wǎng)運(yùn)維檢修業(yè)務(wù)。提高電網(wǎng)的運(yùn)檢質(zhì)量，可最大化降低潛在風(fēng)險(xiǎn)，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人力成本不斷攀高，電網(wǎng)的運(yùn)維檢修模式已由傳統(tǒng)的人工巡檢向航空電力作業(yè)轉(zhuǎn)變，如今航空電力作業(yè)己經(jīng)成為世界電力作業(yè)的潮流。

航空電力作業(yè)方式經(jīng)歷了直升機(jī)巡檢、直升機(jī)電力作業(yè)和無(wú)人機(jī)電力作業(yè)三個(gè)階段?；仡櫤娇针娏ψ鳂I(yè)的發(fā)展歷程，航空器性能和電網(wǎng)作業(yè)技術(shù)是航空電力作業(yè)方式轉(zhuǎn)變的重要推手。隨著信息處理技術(shù)及無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)的逐漸成熟，以直升機(jī)為主、無(wú)人機(jī)為輔的協(xié)同巡檢模式將會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

直升機(jī)電力作業(yè)模式

直升機(jī)電力巡檢作業(yè)

直升機(jī)電力巡檢是指利用直升機(jī)的機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，配以先進(jìn)的光電檢測(cè)設(shè)備，由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員開(kāi)展對(duì)輸電線路本體和走廊環(huán)境巡視檢查工作。直升機(jī)巡線發(fā)現(xiàn)隱蔽性缺陷能力強(qiáng)，發(fā)現(xiàn)危害性缺陷優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，且在對(duì)鐵塔瓶口以上缺陷巡視時(shí)優(yōu)勢(shì)明顯。

直升機(jī)帶電水沖洗作業(yè)

直升機(jī)帶電水沖洗是指以直升機(jī)為平臺(tái)搭載高壓水槍對(duì)輸電線路嚴(yán)重污穢區(qū)與絕緣子進(jìn)行清洗，能夠有效降低絕緣子污穢程度，降低閃絡(luò)跳閘的事故幾率。

直升機(jī)帶電檢修作業(yè)

直升機(jī)帶電檢修是指作業(yè)人員利用直升機(jī)直接進(jìn)入等電位完成檢修作業(yè)的方法。具有高效快捷、作業(yè)靈活的特點(diǎn)，并且克服了傳統(tǒng)人工作業(yè)受地形因素制約的缺點(diǎn)，可有效提高線路運(yùn)維效率。

直升機(jī)基建施工作業(yè)

直升機(jī)基建施工是指利用直升機(jī)開(kāi)展吊裝組塔、吊運(yùn)物資、展放導(dǎo)引繩等作業(yè)。我國(guó)開(kāi)展直升機(jī)基建施工作業(yè)較晚，但隨著國(guó)內(nèi)超、特高壓電網(wǎng)的建設(shè)，直升機(jī)基建施工發(fā)展需求較大，在物料運(yùn)輸、導(dǎo)引繩展放、桿塔組立等方面取得較大進(jìn)步。

直升機(jī)激光掃描作業(yè)

直升機(jī)激光掃描是指以直升機(jī)為平臺(tái)搭載激光掃描系統(tǒng)，獲取被測(cè)區(qū)域的三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理和分析生成相關(guān)數(shù)據(jù)和分析報(bào)告，實(shí)現(xiàn)通道運(yùn)維的智能化、可視化。激光掃描技術(shù)測(cè)量精度高，能規(guī)避高差較大地形和植被茂密區(qū)域?qū)?shù)據(jù)采集的影響，能夠顯著提升電網(wǎng)勘測(cè)設(shè)計(jì)的整體水平及能力。

無(wú)人機(jī)電力作業(yè)模式

無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)

無(wú)人機(jī)巡檢主要是指多旋翼無(wú)人機(jī)桿塔精確巡視和固定翼無(wú)人機(jī)通道巡視。多旋翼無(wú)人機(jī)以超低空飛行為主，懸停在桿塔每一層級(jí)，對(duì)該層級(jí)絕緣子、金具、導(dǎo)線、附屬設(shè)施等進(jìn)行360度精確拍照；固定翼無(wú)人機(jī)對(duì)線路通道環(huán)境進(jìn)行巡視，對(duì)通道保護(hù)區(qū)內(nèi)外部進(jìn)行隱患信息采集工作，掌握保護(hù)區(qū)內(nèi)樹(shù)木、建筑物、交叉跨越等相關(guān)數(shù)據(jù)。

目前無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)在輸電線路上的應(yīng)用主要是對(duì)各設(shè)備本體的精細(xì)化巡檢。一是輸電線路故障的巡視。輸電線路故障往往伴隨著惡劣的天氣和復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)狀況，無(wú)人機(jī)可有效、快速地展開(kāi)故障查找工作，準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)。二是輸電線路工程驗(yàn)收。利用無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)靈活、近距離檢測(cè)線路設(shè)備等特點(diǎn)，將無(wú)人機(jī)應(yīng)用于輸電線路驗(yàn)收工作可以提高驗(yàn)收效率，降低人工工作量和事故發(fā)生概率。三是輸電線路檢修作業(yè)。無(wú)人機(jī)運(yùn)用其獨(dú)特的視覺(jué)和高空優(yōu)勢(shì)，完成線路設(shè)備檢查，通道內(nèi)的樹(shù)木、房屋、河流等重要跨越的巡視，為檢修作業(yè)提供可靠的影像資料。

無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)在彌補(bǔ)人工巡檢不足的同時(shí)，大幅提高線路運(yùn)維效率。伴隨著機(jī)載設(shè)備向精確、高效、多元化方向的革新，以及遠(yuǎn)期輸電線路三維建模、巡檢影像資料自主分析，無(wú)人機(jī)巡檢給輸電線路運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)了本質(zhì)變化。

無(wú)人機(jī)清障作業(yè)

直升機(jī)巡線。 資料圖

近年來(lái)，輸電線路外飄異物引起跳閘的事故不斷增多，影響電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。防范外飄隱患引起的線路事故，除了加大巡視、宣傳力度外，在已發(fā)現(xiàn)隱患的情況下，按照傳統(tǒng)的清障方法需要緊急申請(qǐng)線路停電以及人工高空作業(yè)登塔走線摘除，消耗大量的時(shí)間以及人力、物力、財(cái)力，同時(shí)也存在較大的人身安全風(fēng)險(xiǎn)與電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)。而利用無(wú)人機(jī)消除外飄異物引起的安全隱患，效率更高，安全性更好。

目前電力公司內(nèi)部，應(yīng)用無(wú)人機(jī)拆除異物的方式一般有三種方法。一是無(wú)人機(jī)噴火。利用無(wú)人機(jī)搭載噴火設(shè)備，近距離接觸外飄物，使原來(lái)數(shù)小時(shí)的清障時(shí)間縮短到數(shù)分鐘，不僅提高了工作效率，還降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。二是無(wú)人機(jī)電熱絲除障。在無(wú)人機(jī)上安裝電熱絲，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓改變電流控制電熱絲溫度。利用高溫的電熱絲燒斷圍繞在電力線路上的飄帶、風(fēng)箏線等異物。三是無(wú)人機(jī)機(jī)械手清障。機(jī)械手使用折疊機(jī)構(gòu)和魚(yú)絲線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，刀具使用陶瓷材料，有效防止產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象和減輕整體重量，保障無(wú)人機(jī)和操控系統(tǒng)的正常工作。

無(wú)人機(jī)施工作業(yè)

直升機(jī)在“三跨”等空域較為復(fù)雜的輸電線路進(jìn)行施工存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，利用無(wú)人機(jī)施放導(dǎo)引繩可以有效解決此類(lèi)難題，不但能大幅降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也能最大程度降低對(duì)環(huán)境的破壞。

由于無(wú)人機(jī)體量有限，在電力施工中主要應(yīng)用為施放導(dǎo)引繩和施工過(guò)程管控。一是施放導(dǎo)引繩。使用無(wú)人機(jī)牽引放線可以應(yīng)付各種跨越、穿越等較為復(fù)雜的放線環(huán)境，直接將牽引線送上桿塔，大大提高工作了效率。二是施工過(guò)程管控。利用固定翼無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、反應(yīng)速度快、航線精準(zhǔn)等特點(diǎn)，對(duì)施工過(guò)程中各部分進(jìn)行巡視拍攝，得到海量的施工數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在輸電線路施工建設(shè)工程中的全過(guò)程管控。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)航空電力作業(yè)起步較晚，與國(guó)外先進(jìn)水平具有一定的差距。近年來(lái)國(guó)內(nèi)電力企業(yè)通過(guò)引進(jìn)和自主研發(fā)積極開(kāi)展航空電力作業(yè)技術(shù)研究，但受限于航空基礎(chǔ)薄弱、航空管制和航空人員儲(chǔ)備不足等因素，國(guó)內(nèi)航空電力作業(yè)還只停留在電力巡檢階段，帶電作業(yè)、基建施工等技術(shù)還未推廣應(yīng)用。隨著國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)與“大云物智移”等新興技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)電力企業(yè)應(yīng)積極探索推廣使用航空電力作業(yè)模式?！?/p>