一、電力行業概述
1、行業背景
我國目前已形成華北、東北、華東、華中、西北和南方電網共6個跨省區電網；110 kV以上輸電線路已達到近51.4萬km。根據相關數據表明，我國每年電力行業整體投資約為1000億元，其中硬件設施為73%，說明輸電設備在國家電網 建設上比重越來越大，隨著電網的日益擴大，巡線的工作量也日益加大，100km的巡線工作需要20個巡線人員工作一天才能完成。因此傳統的巡線方式已經滿 足不了現代電力系統的廣泛需求。
2、行業需求
針對高壓輸電線路的運行管理模式和常規作業方式，表明傳統巡線方式面臨的困難有：勞動強度大、工作條件艱苦，而且勞動效率低，遇到電網緊急故障和異常氣候 條件下，線路維護人員不具備有利的交通優勢、利用普通儀器或肉眼來巡查設施。這種方式已經不能完全適應現代化電網建設與發展的需求。超、特高壓電網急需先 進、科學、高效的電力巡線方式。
二、行業需求分析
傳統巡線圖示
2.無人機巡線必將取代傳統巡線形式
| 傳統巡線存在的問題 | 空勤無人機取而代之的優勢 |
| 第一：巡線距離長、工作量大、步行巡線效率非常緩慢，無法提高巡線效率 第二：遇到冰雪水災、地震、滑坡等自然災害天氣時，巡線工作將無法開展。 第三：山區巡線具有高風險性，時刻威脅巡線人員生命安全。在山區林區有毒生物越來越多，特別是夏季的“蜱蟲“一旦被咬將危及性命，威脅最大的是那些看不見的陷阱和捕獸夾。 |
無人機自身優勢：攜帶方便、操作簡單、反應迅速、載荷豐富、任務用途廣泛、起飛降落對環境的要求低、自主飛行 無人機的行業優勢： 第一：無人機巡線提高了電力維護和檢修的速度和效率，使許多工作能在完全帶電的環境下迅速完成，確保了用電安全。據相關信息表明：無人機巡線比人工巡線效率高出40陪。 第二: 采用無人機進行常規輸電線路巡查，可降低勞動強度，與有人直升機巡線相比，可提高巡線作業人員的安全性，并且降低了成本。 第三：無人機具有巡線速度快、應急瞬速的特點并及時發現缺陷，及時提供信息，避免了線路事故停電，挽回了高額的停電費用損失。 |
- 空勤無人機應用于電力巡線的具體解決方案
無人機巡檢可分為如下三種任務情況：
（1）無人機進行應急、常規飛行
解決問題：輸電設備面臨嚴重的自然災害
空勤無人機解決方案 |
首先：空勤無人機可快速做出應急反應，適用于自然災害預警巡查飛行和事故應急飛行；其次：通過大范圍飛行快速巡查，第一時間掌握事故隱患點。最后：通過航拍測繪掌握地面受災程度，地面工作站根據實時航拍監控數據立即通知輸電管理所以及搶修隊伍展開搶修維護事宜。 |
| 應急搶修優勢：提高了搶修隊伍在處理應急事件的辦事效率，快速準確的為受災地區進行定損評估，為電塔、電線搶修贏得寶貴充足的時間。 |
解決問題：定期進行日常巡線任務
空勤無人機現代巡線圖示
| 空勤無人機解決方案 | 首 先：空勤無人直升機根據巡檢事前編好的電塔GPS坐標點，進行自動飛行巡檢，巡檢內容包括圖示中的：引流線（有無斷股）、桿塔（有無鳥窩、損壞、變形、緊 固金具松脫金具被盜）、絕緣子（有無閃落跡象、破損、污穢、異物懸掛）、防震錘（有無變形、存在異物）、線夾（有無松脫）、導線（有無斷股、異物懸掛）、 地面環境（有無在規定范圍建筑房屋和超范圍生長的植物）等內容；其次：無人機執行巡檢監控，并實時同步傳輸到地面工作人員。最后：無人機完成巡檢任務后， 地面工作人員根據巡檢內容信息判斷巡檢結果，并根據具體情況制定相應的解決措施。 |
| 常規可見光巡線優勢：用于日常巡線任務，相對傳統地面人工巡查而言，無人機可見光巡線具有工作效率高、準確率高、工作范圍大等特點；相對有人駕駛飛機巡線而言，無人機巡線具有安全性高、運行成本低廉、實時性強等明顯優勢。 |
解決問題：夜間輸電設備出現故障
空勤無人機解決方案 |
無 人機通過掛接熱成像設備，對巡檢線路進行巡檢，通過溫度異常變化對比值，發現隱蔽性較強故障點，結合傳統可見光巡線，熱成像巡線將大大提高故障點檢測的準 確性。無人機搭載熱成像設備夜間巡檢輸電設備判斷依據：導線（有無紅色發熱點）、線夾（有無接觸點發熱）、引流線（有無發熱點）、絕緣子（有無擊穿發 熱）、桿塔（有無擊穿發熱）、耐張管（有無發熱） |
| 應急搶修優勢：提高了夜間搶修隊伍在處理應急事件的辦事效率，無人機搭載熱成像設備快速準確的為出現故障點進行紅外巡查，為尋找到故障點和電線搶修贏得寶貴充足的時間。 |
（圖：作業中發現絕緣子脫落）
（圖：絕緣子脫落特寫）
四、效益分析
（1）無人機巡線降低了電力部門整體巡檢成本。據相關數據表明：云南電網公司一年人工巡線費用大約在60萬左右；隨著線路長度的增加，其規模效應越來越明顯，利用無人機進行巡檢可以使巡線平均成本會越來越低。
（2）無人機巡線在巡線過程中發現重大危急缺陷，及時為運行單位提供信息，避免了線路事故停電，挽回了高額的停電費用損失。據了解一個城區4萬戶居民，停電8小時將直接導致經濟損失在40萬元左右。
（3）每次飛行時間可達1小時，每小時巡線30公里。每飛4個架次相當于出動30名巡線員一整天的工作量，且不受地理環境的限制。
五、利用空勤無人機巡檢的意義
采用無人機在日常巡檢工作中做好對輸電線路的巡視和維護工作，具有非常重要的意義。
第一：有利于電力部門制定有針對性的維護措施，加大線路運維工作力度，確保重要輸電線路安全運行。
第二：有利于加大強降雨后重點區段的特巡力度，增加大負荷運行下設備檢測次數。
第三：有利于定期對線路通道內樹木、違章建筑等情況進行重點排查、清理，確保輸電通道安全。
2、空勤無人直升機系統特點
（1）性能優異：
（a）長時間懸停、貼近巡檢對象進行低空飛行；
（b）在野外場地垂直起飛 和降落，不需要專門的機場和跑道；
（c）若發動機發生故障空中停車，無人直升機可以利用旋翼自轉下滑安全著陸。
（2）傻瓜式的飛行控制：使用自動駕駛儀全自主執行全部命令，包括起飛、爬升、航線飛行和著陸，能自由懸停。地面站執行任務規劃、實時采集和現實、遠程控制；通過指令上行鏈路進行遙控或操控遙飛行中更改航線、控制載荷等功能。
（3）實現多種任務載荷：根據任務需要可搭載3.5—12公斤以內的多種任務載荷；如照相機、攝像機、紅外感應儀等其他勘測設備等。
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