无人机巡检技术在输电线路运维中势在必行
来源：四川珠峰通航无人机培训学校时间：2021/8/18 17:25:07
随着我国大量各电压等级输电线路的建设及投运，线路距离不断增长的现状与运检人员不足之间的矛盾日益突出，对输电线路的现行运行维护方式带来了巨大挑战。传统的人工巡视主要是依靠巡视人员目测观察，依托各种检测工具(如望远镜、红外测温仪)沿输电线路行走，用肉眼或望远镜对辖区内的输电线路进行观测。这种工作方式存在巡检效率低、巡检精度不高、可靠性差等问题。
鉴于此，电网公司在“十二五”以来，加大了直升机、无人机、机器人、特种作业车辆等、大型运检装备配置力度。无人机巡视和人工巡视由于观测视角不同，对于发现杆塔上半部的细微缺陷有着明显优势，可以在极大程度上弥补人工巡视不足。因此，以无人机巡检为基础，创新优质的输电线路巡检方法势在必行、迫在眉睫。1.1 加强无人机作业安全分级管控，夯实作业安全基础输电线路运维单位应统一管控无人机配置、规程、空域申请等，遵循“安全、预防为主”的原则，对所辖的无人机进行集约化管控，确保每一架无人机都时时在控。工区级别负责无人机作业安全措施的具体实施，从作业人员、无人机现场管控两方面管理管控，对无人机相关的人员、证照、实物、作业等方面提出规范化的管理要求。管控无人机飞行安全，严格遵守相关规范，杜绝电力巡检作业中黑飞、乱飞现象的出现。通过安全分级管控，做到无人机飞行安全监控无死角，全方位保障无人机作业时人员、设备安全。建立健全符合企业自身特点的管理制度是一项工作能否顺利开展的前提和基础。无人机巡检应遵循统筹规划、因时制宜的策略，规章制度由公司层面统一管理颁布，而无人机和人员的配置则由工区层面统一安排。在普通运维班组中应配置多名员工，同时具有输电线路巡检和无人机巡检资格。在无无人机巡视任务时，携带无人机执行输电线路的日常巡检工作，工作过程中运行人员既能发挥主观能动性发现认为需要由无人机巡视的缺陷或隐患，又处于随时待命的状态，时刻准备迎接公司下达的无人机作业任务，在较短时间内根据巡检任务进行配置，完成巡检任务。1.3 建立“四学四有”培养制度，完善人才支撑体系以无人机巡检输电线路作业为契机，积极选拔人才，不断培养合格的一专多能型无人机巡检骨干。作为一名无人机操控员，建议首先要有2年及以上输电线路的运行维护工作经验，掌握所需要的专业知识。在此基础之上，遵循引导为先、适才适用的原则，通过学案例制度、学原理方法、学模拟实操、学专业课程的递进式、立体化的“四学”培养方法形成有态度、有基础、有素质、有资格的“四有”人才，从源头上增加输电线路无人机巡视工作的开展。学习案例和制度，使运维人员具有科学严谨的态度。无人机飞行是一件非常严谨的工作，每一个细节都关乎飞行安全，这就要求无人机操控员要具有科学严谨的态度，并要具备较强的法规意识，熟知并遵守有关航空法律法规。基于此，无人机巡视工作开展的步就是对人员进行相关案例和规章制度的学习，这是保障无人机巡视工作顺利开展的先决条件。学习原理和方法，使运维人员具有扎实的理论基础。为使无人机巡视人员形成良好的分析问题与解决问题的能力，强化了相关工作原理和基本操作方法，主要是无人机的飞行原理及现场飞行要领的学习。具体包括航空理论知识学习，通过对空气动力学、飞行原理与飞行性能、无人机系统构造、航空遥感知识、气象、任务规划、航空法规等知识的系统学习，使员工掌握操控无人机必须具备的航空理论知识，打下良好的理论基础。在学习中注重将基本知识、基本技能、基本方法有机结合起来，突出飞行中的实际应用。学习模拟和实操，使运维人员具有过硬的心理素质。无人机在飞行作业过程中经常会遇到各种突发情况，为了能够在较短的时间内把风险和损失降到较低，要求操控员具备良好的心理素质、果断的判断能力和较强的应急处置能力。通过模拟和实操的练习，增强无人机操控能力，提升判断力和应急能力，提升其心理素质。在实际飞行前，通过电脑飞行模拟软件学习飞行控制的练习。通过对模拟无人机的操控熟练的控制来减少实际飞行过程中的操作失误，通过模拟软件的练习要形成基本的飞行条件反射。学习专业课程，使运维人员具有规定取得的无人机驾驶员(机长)合格证。根据中国民航总局颁布的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理规定》和中国民航总局颁布的《关于民用无人机驾驶航空器系统驾驶员资质管理有关问题的通知》，进行输电线路无人机巡视必须经过航空器拥有者及驾驶员协会(AOPA)专业的培训，并且取得无人机驾驶员(机长)合格证，这是中国民航总局对于无人机飞行的统一规定。1.4 立足精益化，提出输电线路“N+4”巡视方法在以往对杆塔进行常规巡检时，缺少经过实践验证的安全可靠的拍摄路径和方法。在进行巡检拍摄时随意性较大，导致采集到的图片信息较为杂乱且容易出现漏拍，不能保障巡检质量，留下安全隐患。针对这种情况，可采用“N+4”巡视方法有效提升巡视质量和巡检效率，其主要是针对输电线路的日常巡视提出的，其中“N”是针对输电线路中不同塔型应针对巡视的“N”个关键部位，“4”是指输电线路杆塔中杆塔大小号侧通道以及纵向左右侧两个方向共计4条通道的巡视工作。优化无人机巡检部位。在以往的巡视过程中，无人机巡检是对绝缘串与导地线和杆塔的连接部位以及各类金具等进行检测，但并没有形成一套规整有法的巡视方法，巡视路径及巡视部位受无人机飞手的个人技能和巡视习惯影响，这样很容易遗漏掉关键检测部位，留下安全隐患。可结合日常巡视经验和无人机巡视特点，针对不同塔型杆塔本体巡视，遵循不留死角、飞必到位的原则，依据不同塔型科学选取、固化“N”个拍摄点，其均为杆塔与导地线、杆塔与绝缘串以及导地线与绝缘串连接部位，这些地方也是杆塔较容易出现故障的部位。优化无人机巡检路径。目前无人机巡视主要采用高性能锂电池作为动力来源，由于锂电池容量有限且受限于无人机载荷，导致多旋翼无人机续航时间较短，必须合理规划巡检路线，避免无效飞行。为提高无人机巡检的效率和安全性，必须制定出科学合理的拍摄飞行路径和拍摄方法，在满足安全飞行的条件下可以遍历所有巡检点且飞行路程较短的路径。结合大量实践检验、科学验证与分析，将无人机杆塔巡检路径规划等效为不回到起点的TSP问题来，选用穷举法来进行路径规划，结合实际情况将所有可行的路径都计算出来，然后比较得出较优路径。输电线路通道的“4”路巡视法。针对目前日益增加的线路走廊内施工、树害等问题，结合无人机自身巡视特点，采用输电线路通道的“4”路巡视方法。那就是输电线路杆塔中杆塔大小号侧通道以及纵向左右侧两个方向共计4条通道的巡视工作。在杆塔大、小号侧通道处各拍摄通道1张，要求看到前杆塔电气部分、后杆塔全部及通道情况，飞行高度在较下层导线挂点与弧垂较低点之间。同时拍摄杆塔左、右侧通道内的运行情况，做到全方位、无死角的对杆塔通道运行情况进行掌控。无人机巡检应用到输电线路运维管理中，是输电线路精益化运维的必然需求。通过本文中探讨的四条做法，可以达到以下效果。提升输电线路运维管理水平，落实了国网公司规划要求。文中探讨的做法，可深化落实电网公司全面实现标准化作业、巡检效益全面提升的规划要求，实现了无人机标准化作业，显著提升巡检效益。该做法首先缩短了输电线路的巡检时间，在增加巡检质量的前提下将巡检效率提升，同时缓解了运维人员的运行压力，提升了巡检手段的先进性，提升了巡检效率。推动公司人才建设，营造良好的求索创新氛围。文中探讨的做法，能够推荐培养独当一面、出色的无人机飞手，同时可利用这些人才大力革新，在无人机巡检领域积极探索。该模式中的人才养成机制对促进员工自主学习、积极成才起到了引领、促进作用，在企业内部形成良好的文化氛围。完成公司工区各项生产任务，全面提升工作质效。推行文中探索的无人机巡视管理方法，可提高无人机巡视管理效率，减少裁撤冗余环节，出色完成了无人机巡检任务，为公司各项工作开展提供了强有力的支持，保障了公司所辖的输电线路的安全稳定运行。
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