无人机电力巡线正是在传统方式弊端凸显的背景下诞生的。它能在作业难度极大的崇山峻岭、深山老林以及江河湖泊间轻松作业,不仅效率更高、安全性更好,其作业精度也逐渐达到专业摄像机水平。那些人工难以发现的线路受损部分,通过无人机空中巡视可以得到清晰研判,解决了传统巡检的痛点。
无人机巡线是怎么回事?
传统的人工巡检模式已难以适应电力行业的发展需求。数据显示,每100公里输电线路巡检需要约160个工时,这意味着一天内完成100公里巡检至少需要20名人员,效率极低。此外,巡检人员需携带大量纸质记录资料,工作强度大且后续数据处理不便。更重要的是,巡线人员常需深入崇山峻岭等高风险区域,安全隐患不容忽视。
在技术演进上,早期巡线曾尝试使用直升机和飞艇,但直升机因难以靠近目标导致精准性不足且价格高昂。多旋翼无人机因此崛起并成为主流,其便携性、能灵活靠近目标以获得高质量效果以及相对低廉的价格,使其在电力巡线领域大行其道,成为深受喜爱的选择。
随着南方电网和国家电网对无人机巡线的大力推广,以“机巡为主,人巡为辅”的线路运维模式正在全面形成。这一模式的确立不仅改变了传统的作业方式,也标志着电力巡检进入了一个更加智能化、高效化的新阶段,对于保障电网安全稳定运行具有重要意义,展现了广阔的市场前景和技术应用价值。
国家电网在2009年正式立项研制无人机巡检系统,至2012年底实现了国内最高海拔的飞行测试。2013年3月,国家电网确立了直升机、无人机和人工协同的巡检模式,并在山东、山西、四川等多地进行试点。这一系列举措标志着无人机巡检开始进入系统化、标准化的发展阶段。
无人机电力巡线的效率提升极为显著。测算显示,一架市价在20万到100万之间的电力巡检无人机,每天完成的工作量可与上百名工人的工作量相当。例如,10多名电力工作者需要一整天才能修好的铁塔,无人机仅需一小时即可搞定。这种巨大的效率差异意味着无人机巡线能极大地节省人工成本,降低企业运营负担。
南方电网于2009年提出“无人机巡线”设想,该创意源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,各子公司迅速开展无人机作业尝试。经过几年的探索,无人机已在电力巡检、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,推动了行业技术的革新。
与此同时,国家电网也将无人机巡检作业纳入输电线路精益化考核指标。截至2017年底,系统内配备各类型无人机1800余架,2017年度累计巡检杆塔超21万基,发现缺陷超5万处。其中,杆塔瓶口及以上位置缺陷占75.8%,一般缺陷占87.2%,金具类缺陷为主占42.7%,无人机巡检已成为运维不可或缺的手段。
随着南方电网和国家电网的大力推广,电力线路运维模式正在向“机巡为主,人巡为辅”转变。这一模式取代传统人工巡检的逻辑非常清晰:它能有效节省人工成本,提高作业的安全系数,并显著提升工作效率。这一逻辑在两大电网公司的不断尝试中日渐丰满,无人机在输电线路运维中的增量作用已从添砖加瓦演变为中流砥柱。
尽管无人机巡线发展迅猛,但仍面临避障技术待完善、续航能力有限以及飞手短缺等挑战,尤其在大规模巡检时更为明显。合法合规开展无人机巡检作业的基础在于加强基础技能培训,立足电网巡检深化无人机技能培训,切实提高巡检人员技能水平,以应对未来更复杂的应用需求。
南方电网通过无人机智能作业,每天产生2T数据,由百台服务器构成的私有云进行处理分析,多维度评估预测设备风险。巡线过程输出可见光、红外影像及高精度位置信息,完成大数据积累。目前广东电网已建成4.5万千米、覆盖主网68%的输电数字化通道,预计当年机巡数据产出将达0.7PB,实现了全方位巡视数据记录和三维模型采集。
我国已建成六大跨省区电网,预计2020年输电线路总里程将达159万公里以上,占世界近一半,市场前景广阔。为实现规范化,中国民航局于2013年下发《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》。随后,国家电网、南方电网及中电联相继发布多项技术规范,对无人机巡检系统及光电吊舱进行标准规范,推动行业健康发展。
为了适应未来发展,无人机巡线需要与其他技术相结合。随着技术的不断成熟,飞行环境与续航能力带来的阻碍将逐渐消失。未来,无人机巡检将在传统作业方式中掀起变革浪潮,科技必将改变世界,无人机巡检有望成为电力巡检的主要作业方式,彻底重塑电力运维行业的格局。
巡线无人机本质上是一种不载人飞机,它没有驾驶舱,但配备了自动驾驶仪和程序控制装置。地面人员通过无线电遥控设备、地面站等设施对其进行跟踪、定位、遥控以及遥测和数字传输。这种无人机既可以在遥控下像普通直升机一样垂直起飞,也可以自动垂直着陆或通过手动控制精确降落,并且能够反复使用,广泛应用于侦察、监视、通信等多个领域。
在无人机电力巡线方面,南方电网的发展最为迅速。内部人士指出其推进速度快于国家电网。2015年,广东电网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。短短3年时间,无人机年巡视规模从2000千米激增至8万千米,实现“白天+夜间”全时段巡视,效率提升了2.6倍。