“三，二，一，起飛！”7月6日8時(shí)30分，隨著冀北電力檢修公司無人機(jī)作業(yè)班郭凱一聲指令，搭載著衛(wèi)星激光測距儀的無人機(jī)迅速爬升，在蔚藍(lán)的天空中翱翔。無人機(jī)沿著1000千伏特高壓錫廊一、二線緩緩飛巡，地面監(jiān)控站中顯示出由紅、黃、綠燈不同顏色的激光點(diǎn)組成的三維模型，此輸電線路通道中的導(dǎo)線、樹木、高速公路等展現(xiàn)眼前。運(yùn)維人員輕輕拖拽鼠標(biāo)，顯示器中的視角隨之改變。郭凱介紹：“無人機(jī)巡視一圈，可建立一條輸電線路通道的三維模型，展示通道空間實(shí)況，同時(shí)完成線下障礙物的標(biāo)定和凈空測量，并根據(jù)預(yù)設(shè)值提供危險(xiǎn)點(diǎn)報(bào)警。”
這只是國網(wǎng)冀北電力有限公司在輸變電設(shè)備運(yùn)維中創(chuàng)新開展無人機(jī)作業(yè)的一個(gè)縮影。
線路運(yùn)維的三維世界
國網(wǎng)冀北電力運(yùn)維的500千伏輸電線路擔(dān)負(fù)著北京地區(qū)70%負(fù)荷的輸送工作，且輸電線路走廊地形環(huán)境復(fù)雜，多位于高山峻嶺，沿線部分區(qū)段幾乎沒有巡視道路，人工巡檢工作條件艱苦、勞動(dòng)強(qiáng)度大，輸電線路的運(yùn)行情況得不到及時(shí)反饋。
為解決這一難題，國網(wǎng)冀北電力積極開展小型電動(dòng)無人機(jī)輸電線路空間距離測量技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了“小型電動(dòng)無人機(jī)+微型激光測距儀”的集成適用，并開創(chuàng)了激光掃描+可見光巡檢的雙任務(wù)作業(yè)工作法。無人機(jī)作業(yè)一次，可形成輸電線路通道的可見光合成圖和激光三維模型，建立起文字、可見光合成圖、三維模型“三位一體”的信息庫，完成激光測距與輸電線路通道可見光巡檢同時(shí)作業(yè)和雙向督導(dǎo)。
“以前，我們巡線使用較多的是手持式激光測距儀，遇上線下樹障多的情況，需要耐著性子對大片樹障一處處地測量和記錄，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，測量準(zhǔn)確度也難以保障。有時(shí)候凌晨出發(fā)，翻山越嶺，一走就是一天?，F(xiàn)在無人機(jī)可以、立體化展示輸電線路通道空間實(shí)況，我們快速、有效地開展凈空測量，工作效率和質(zhì)量大幅提升。”冀北電力檢修公司特高壓輸電運(yùn)維班班長李達(dá)介紹，“我們還能時(shí)間掌握線路通道的動(dòng)態(tài)變化情況，為隱患的診斷預(yù)判提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐，為隱患的排查處置爭取寶貴時(shí)間，為輸電線路穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。”
變電站多了一位守護(hù)者
位于承德市郭家屯鎮(zhèn)的1000千伏隆化串補(bǔ)站內(nèi)，國網(wǎng)冀北電力的運(yùn)維人員正在用手持遙控桿指揮一臺小型無人機(jī)詳細(xì)查看距地面12米的串補(bǔ)平臺設(shè)備情況。
1000千伏隆化串補(bǔ)站是錫林郭勒盟-山東特高壓工程的重要節(jié)點(diǎn)。隨著特高壓電網(wǎng)建設(shè)和新能源發(fā)展步伐加快，冀北電力檢修公司拓展管理新思維，應(yīng)用運(yùn)檢新技術(shù)，鍛造出特高壓“智造”的深厚內(nèi)力。
“串補(bǔ)平臺離地高度12米，在平時(shí)帶電情況下，由于平臺設(shè)備遮擋，運(yùn)維人員無法全面巡視平臺設(shè)備，存在巡視盲區(qū)。”冀北電力檢修公司特高壓青年突擊隊(duì)長楊明說。伴隨螺旋槳的“嗡嗡”聲響，串補(bǔ)巡檢飛行器緩慢升空……不到40分鐘，無人機(jī)成功完成隆化站串補(bǔ)平臺上896個(gè)電容器、電抗器等特高壓設(shè)備的測溫和巡視。
“串補(bǔ)巡檢飛行器攜帶的高清鏡頭能夠幫助運(yùn)維人員完成對串補(bǔ)平臺上架構(gòu)、螺栓、引線、接頭等部位的近距離‘特寫’式檢查巡視。除了串補(bǔ)平臺，巡檢飛行器可以每天完成一次對隆化串補(bǔ)站全站的例行巡視任務(wù)，有效彌補(bǔ)人工常規(guī)巡檢工作的局限性，在提高巡檢效率的同時(shí)，獲取的圖片和數(shù)據(jù)可以為設(shè)備數(shù)據(jù)分析、狀態(tài)評估等工作提供依據(jù)。”郭凱介紹道。
使用無人機(jī)開展變電站巡視，成功將運(yùn)維人員從每天上百項(xiàng)表計(jì)抄錄和設(shè)備巡視中解脫出來。經(jīng)多方采集的數(shù)據(jù)，可幫助檢修人員做到對設(shè)備狀態(tài)的“預(yù)判斷”，有效開展專業(yè)故障分析和家族缺陷治理。同時(shí)，國網(wǎng)冀北電力依托人機(jī)協(xié)同巡檢形勢，建立了特高壓變電設(shè)備巡檢大數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)庫，為精益運(yùn)檢和狀態(tài)評價(jià)提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
無人機(jī)作業(yè)踏上進(jìn)化之路
6月29日，國網(wǎng)冀北電力龍巢無人機(jī)全自主智能巡檢作業(yè)試飛及實(shí)戰(zhàn)演習(xí)取得圓滿成功。演習(xí)模擬雷擊故障跳閘，駐塔無人機(jī)在電腦終端指令下，從塔上機(jī)庫自主降落，按照查線巡檢方案開展故障點(diǎn)查找工作并形成故障報(bào)告。演示重點(diǎn)展示了項(xiàng)目技術(shù)中厘米級定位、自動(dòng)航線規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)化航巡等一系列核心技術(shù)，突顯出智能化、自主化、應(yīng)急響應(yīng)快的優(yōu)勢特點(diǎn)。
冀北電力檢修公司輸檢中心主任郭昕陽介紹，目前國網(wǎng)冀北電力龍巢無人機(jī)全自主智能巡檢系統(tǒng)，可以通過無人機(jī)電網(wǎng)巡檢航線規(guī)劃、數(shù)據(jù)采集、結(jié)果分析處理的全過程自主化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，確保獲得一致化的作業(yè)結(jié)果，避免工作效果受人員技術(shù)能力和其他因素影響，不但解決了巡檢覆蓋率問題，還有效實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場作業(yè)效能的優(yōu)。龍巢無人機(jī)全自主智能巡檢系統(tǒng)通過在線路或變電站現(xiàn)場設(shè)置智能平臺(機(jī)庫)，結(jié)合智能控制、環(huán)境感知、通信互聯(lián)、能源供給、自診斷等模塊，可以滿足自身狀態(tài)和環(huán)境的智能自判斷、自主能源獲取和自動(dòng)充電要求，通過一機(jī)多庫(控制)接力的方式，還可以滿足長航時(shí)、自主化作業(yè)要求，從而實(shí)現(xiàn)智能自維護(hù)的作業(yè)目標(biāo)。
國網(wǎng)冀北電力的龍巢無人機(jī)全自主智能巡檢服務(wù)平臺采用工業(yè)級應(yīng)用的定制規(guī)格，可以勝任全天候全空域飛行作業(yè)的全自主無人機(jī)，在所有電網(wǎng)的任何電壓等級的電力線路上，都能完全自主地完成線路巡檢重任，檢出率和準(zhǔn)確率是傳統(tǒng)人工巡線的10倍以上。無人機(jī)定位精度實(shí)現(xiàn)了厘米級，完全可以實(shí)現(xiàn)全面數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化，但這還只是步。未來的龍巢，還將繼續(xù)在各方面進(jìn)行提升，自動(dòng)開啟、無人值守以及防塵、防鳥、防電磁干擾、取電模式等方面均會優(yōu)化，還將進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用場景，更大程度在降低作業(yè)和管理成本的同時(shí)提能。
原標(biāo)題：無人機(jī)為電網(wǎng)巡檢插上智慧翅膀