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无人机电力巡线————未来电力的主旋律

无人机电力巡线————未来电力的主旋律

随着南方电网和国家电网对于无人机巡线的大力推广,一个以“机巡为主,人巡为辅”的线路运维模式正在全面形成。

节省人工成本、提供安全系数和效率,是无人机巡线将逐步代替人工的必然逻辑。

这个“逻辑”随着南方电网和国家电网在无人机电力巡线上的不断尝试而日渐丰满。在输电线路早已稳居世界第一的中国,无人机的增量作用早已从添砖加瓦演化成了中流砥柱。

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根据有关统计数据显示,在传统的人工巡检场景,每100公里的输电线路巡检大致需要160个工时,这个数据意味着,如果想在一个工作日内完成100公里的线路巡检,需要的线路巡检人员是至少20位,效率之低下显而易见。并且,在巡检人员对电线杆、高压导线、刀闸、铁塔、绝缘子、变压器等进行巡检时,主要以纸质形式记录巡检结果,这同时意味着作业时需要携带大量的资料,既对巡线人员的工作强度构成影响,同时也造成了后续的资料汇总和分析处理相当不便。对于选线人员来说,巡线工作的安全隐患也不容忽视,他们不得不面临很多高压输电线路架设在崇山峻岭甚至深山老林等极具风险地域的现实。

无人机电力巡线正是在这样的背景下诞生。

相比传统电力巡检方式,它可以在作业难度较大的崇山峻林和深山老林、江河湖泊之间轻松实现作业,不仅更加高效和更加安全,在作业精度上,也逐渐实现了跟专业摄像机相当的精度效果,那些用人工很难发现的线路受损部分,通过无人机空中巡视,可以清楚地进行研判。

无人机电力巡线带来的效率究竟有多高?

有测算显示,一架市价20万到100万左右的电力巡检无人机,每天可以完成的工作量,与上百工人的工作量相当,10多个电力工作者需要一整天才能修好的铁塔,无人机一小时就可以搞定。这意味着,无人机巡线可以极大地节省人工成本。

无人机电力巡线,早期曾有直升机和飞艇的身影,但直升机很难靠目标太近,导致巡线的精准性不足,且其价格相对高昂。多旋翼正是在这样的现实面前崛起,之后在电力巡线领域大行其道,其便携性的优点,与可以更灵活地靠近巡检目标得到的高质量效果,以及相对低廉的价格,成为多旋翼受欢迎的重要原因。

2009年,国家电网公司正式立项研制无人机巡检系统,到2012年底,其“高海拔地区无人机巡检适应性研究”团队历时一个月,实现了国内最高海拔的飞行测试。2013年3月,国家电网确立直升机、无人机和人工协同的巡检模式,并在包括山东、山西、四川、重庆、浙江、福建等地进行试点。

南方电网也在2009年提出“无人机巡线”的设想,该“创意”来自普洱供电局输电所。2014年,南方电网首家输电线路直升机巡视作业中心成立,各个子公司迅速开展无人机作业的尝试。

经过几年的探索,无人机已经在电力巡检、故障处置以及电网建设放线等领域发挥越来越重要的作用。

运维模式“机巡为主、人巡为辅”

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“南方电网比国家电网跑得快的原因主要是天高皇帝远”,这位内部人士表示。在2016年南方电网表达要开始推进后,2017年已经实现了很大的提升,今年南方电网无人机巡线基本上已全面推开,南方电网也成为国内电力巡线发展最快也是目前电力巡线最突出的公司。南方电网在回应相关情况时透露,2015年,该公司在广东组建了全国首个机巡专业机构——广东电网公司机巡作业中心,打造机巡作业示范基地。“短短3年时间,广东电网公司无人机年巡视规模从2000千米提高到8万千米,实现‘白天+夜间’全时段巡视,电力线路巡视由传统人巡的4千米/人日提升至14.5千米/人日,效率提升了2.6倍。”其巡线作业中心数据分析部相关负责人表示,通过无人机智能作业,每天会产生2T的数据,由100多台服务器构建成的私有云处理分析,多维度评估预测设备风险。而“在机巡过程中,会输出可见光、红外影像、高精度位置信息等数据,完成大数据积累。”据了解,目前广东电网公司机巡中心已建成4.5万千米、覆盖主网68%的输电数字化通道,实现对输电设备和通道环境全方位巡视数据记录和三维模型采集,预计今年机巡可产出数据将达到0.7PB。

与此同时,国家电网公司也已将无人机巡检作业纳入输电线路精益化考核指标中。

截至2017年年底,公司系统各单位共配有各类型无人机1800余架,2017年度无人机累计巡检杆塔超过21万基,累计发现缺陷超过5万余处。其中,“按照缺陷位置划分,以杆塔瓶口及以上位置线路设备及附属设施缺陷为主,占75.8%;按照缺陷等级划分,以一般缺陷为主,占87.2%;按照缺陷类型划分,以金具类缺陷为主,占42.7%。公司系统各单位广泛应用无人机开展线路巡检,在G20峰会、金砖会议、全运会和党的十九大保电工作中发挥了突出作用,无人机巡检已成为输电线路运维不可或缺的手段。”

未来将实现智能化线路运行管控

我国目前已经建成了六大跨省区的电网,分别是南方、西北、华东、华中、华北和东北,到2020年,中国输电线路总里程将达到159万公里以上,占世界近一半的里程数,这意味着电力巡线的市场前景十分广阔。

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中国民用航空局(CAAC)下发《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》,为无人机规范管理迈出了第一步。为进一步规范电力巡检,国家电网发布了Q/GDW 11383-2015《架空输电线路无人机巡检系统配置导则》、南方电网也发布了《架空输电线路机巡光电吊舱技术规范(试行)》、中电联则发布了DL/T 1482-2015《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》,对无人机巡检系统及光电吊舱进行规范。

需要指出的是,尽管有关无人机巡线的发展势头迅猛,但其在作业过程中,避障技术依然有待完善,有关无人机的续航问题,也需要得到解决,尤其是在大面积巡检之时,而飞手的短缺也毫无疑问是很棘手的问题。根据国家法律法规和相关政策,来推进无人机基础技能的培训工作,是合法合规开展无人机巡检作业的基础工作,当然,也只有立足电网巡检去深化无人机技能培训,也才能切实提高巡检人员技能水平。

然而,要不断适应未来的发展,无人机巡线也需要与其他技术相结合。

另外无人机的技术仍然在不断的发展与完善的过程中,相信未来那些因为飞行环境与续航能力带来的发展阻碍都会因为技术的成熟而消失不见,在那个时候,无人机巡检将在传统作业方式中掀起滔天巨浪,科技必将改变世界,相信在未来无人机巡检将成为电力巡检的主要作业方式。

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