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这条从新疆昌吉出发，终点为安徽古泉的“昌吉－古泉±1100千伏特高压直流输电工程”，是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程，被称之为连接新疆与华东的“电力丝绸之路”。据悉，它每年可向华东送电660亿千瓦时，可同时点亮4亿盏30瓦的电灯，满足华东5000万家庭的用电需求。

高达1100千伏特高压，可以最大程度的减少电力在传输时的损耗。但是，要保证这样一个真正意义上的‘国之重器’的正常运行，需要国家电网的巡检部门对电路进行精心检测和维护。“因线路跨越天山，近80％的杆塔位于山区，受山势陡峭、悬崖峭壁、大雪封山等因素制约，部分塔位人员无法到达，线路日常巡视工作无法开展，故需要无人机巡检。”国家电网新疆电力有限公司航巡中心副主任陈辉说。

“以昌吉1100千伏特高压直流输电线路为例，使用大疆Ｍ210ＲＴＫ无人机进行巡检后，整体飞行过程只用8分钟，一般是一名飞手相应配备一名环境观察员。工作人员将巡检过程中拍摄到的关键位置图片和视频带回统一整理，有问题的部分可以及时记录并上报。而在以前，常规从登塔到巡检完毕通常需要1－1．5小时左右，需要三个人同时进行。”陈辉说。

“使用无人机进行辅助巡检后，工作效率有了大幅提升，人身安全问题也不用再担忧。”国家电网新疆电力有限公司昌吉供电公司输电运维5班副班长郭俊强说。

电力巡检蔚然成风

实际上，无人机用于电力巡检最早起源于电网系统向无人机企业的反向推动。据大疆创新相关负责人介绍，早在2013年，便有电网系统人士在购买到大疆的消费级无人机之后试图对电力现场进行巡检，但介于杆塔附近存在磁场干扰等环境影响，最后未能实现。

“于是有电力系统工程师找到大疆方面，提出了一系列对使用场景的细节要求，这些意想不到的对接是无人机开始在电力巡检领域落地生根的基础。”该负责人说。

新疆作为国家规划建设的9个大型风电基地之一，风电可开发量超过2亿千瓦，新能源发电潜力巨大。“大规模的‘疆电外送’，再加上新疆地形复杂，对无人机的使用需求也相应增加。”据陈辉介绍，今年国家电网新疆公司将到货33架无人机，加上通过租赁方式给全疆14个地州配备了153架无人机，航巡中心管理的无人机规模将约有186架。其中，这租赁的153架无人机均为大疆经纬Ｍ200 Ｖ2。

大疆无人机给电力巡检带来哪些改变？一方面，极大降低了线路运维工人的安全风险。按照国家电网公司提供的数据，以往一个熟练的线路运维工人进行电路巡检，除了有很大限制的地面望远镜观察外，主要依靠登塔、走线、采集图像来完成高塔检查，一般用时50至70分钟。“在爬上几十米的高塔后，线路运维工人还需要沿着高空中的线缆，从一座基塔走到几十米甚至几百米外的另外一座电塔，而能够保护他们安全的却只有一根安全绳。”陈辉说。

大疆无人机的到来，极大地提升了电力运维的自动化水平。突破以往人工难以发现的线路受损区域，这些小巧的飞行器，跨越复杂的地形，通过多角度获取高精度图（影）像，以便于巡检员更清楚地对巡检状况进行研判。以国网新疆公司大多采用的大疆经纬Ｍ200 Ｖ2机型为例，其在巡检过程中，可运用照相机、负载载可见光镜头跟踪记录导地线、杆塔、金具、绝缘子等部件的运行状态，对绝缘子、跳线、销钉、细小连接金具进行重点检查，检查对塔身有无风闪放电痕迹、导地线绝缘子金具是否有异常等。同时，可利用红外热成像相机对线路上的导线接续管、耐张管、跳线线夹、导地线线夹、金具、绝缘子等进行拍摄，分析、判断其是否正常。

安全问题与精确问题得以解决后，另一方面，“机巡为主，人巡为辅”的线路运维模式能提升电力巡检效率，更好适应当下电力行业的发展需要。“相比传统电力巡检方式，一名巡检人员一天一般只能检查6－10个基塔，而无人机巡线一天可以检查30－40个基塔，效率提升显著。”陈辉说。

“自动飞行”使无人机机巡作业进一步优化

数据显示，截至2019年5月，大疆无人机在国内巡线里程超过40万公里，年巡检作业量超过80万公里。事实上，在电力行业使用无人机进行巡检的需求率先诞生在广东。2013年，中国南方电网广东电网公司清远供电局率先使用多旋翼无人机大疆精灵Ｐｈａｎｔｏｍ 3开展500ｋＶ山花甲乙线巡视工作，当时相关人员就提出建议：“何不利用这款简单好用的无人机来代替那些需要复杂调试和组装的多旋翼无人机呢？”

自此，便捷操作的大疆无人机便进入电力行业从业人员的视野。据南方电网发布的《2018年企业社会责任报告》中披露，“全网应用机器人巡检变电站达145座，无人机巡视31万架次，全网机巡作业里程超40万千米，与此同时，电力安全事件同比下降38％。2018年，广州、深圳及珠三角六城市中心城区实现了客户平均停电时间小于1小时，达到世界一流水平。”

今年国家电网也在原有的无人机库中大批量补充大疆无人机用于部署各地市巡检班组，目前已覆盖国网27个网省单位的一线班组。

在缓解电网巡视效率低、巡视质量不统一、无法定量判断设备状态、覆盖细节不够等问题后，“自动飞行”使无人机机巡作业进一步优化。以广东电网为例，其利用激光点云三维建模技术，建立起 6 万多公里输电线路的三维模型。同时，基于 ＤＪＩ ＭＳＤＫ，广东电网开发出自动飞行软件“智巡通”。用户只需在遥控器上选择对应的模式，导入航线，即可实现“站对站”自动飞行。飞行结束后，系统还将自动对照片分类、重新命名，更新三维空间的台账。

目前，广东电网已有 5000 多架大疆精灵 Ｐｈａｎｔｏｍ 4 系列无人机基于这套方案实现了自动飞行作业。其中，精灵 Ｐｈａｎｔｏｍ 4 ＲＴＫ 和 ＳＤＫ 遥控器组合的高精度自动巡视方案，可实现厘米级精准定位，帮助电网人员精准定位缺陷或故障点。以佛山市高明区 110 ｋｖ三兴线为例，该线路长约 6．5 ｋｍ，共有 19 个基塔，由于位于城乡结合区域，周围地理环境较为复杂。飞手人工操作飞行，平均一个架次可巡 3 个基塔，全部巡视完毕需要 6－7 个架次，耗时在 3 小时以上。而采用自动飞行作业，一个架次可以巡完 10 个基塔，两个架次即可完成全部作业，总作业时间仅需 1 小时，整体效率提升了 3 倍。

“数字南网”未来可期

日前，广东电网下辖的台山市供电局还首次实现了山区配网全局范围无人机自动飞行巡检。这是继主网输电线路实现自动飞行之后，广东电网在配网领域的又一次突破。“与主网输电线路相比，配网线路更直接地关系到群众的生产生活用电。尤其山区配网，杆塔低、树障多、环境复杂，人工巡检难以覆盖。”相关工作人员介绍。

经实际作业发现，主网的自动飞行方案并不能直接在配网复用。“主要难点在于最基础的导航数据采集部分。直升机和固定翼飞机飞行速度过快，飞机太大，来回调头效率极低，另外，配网线路低矮，作业风险很大。”经相关人员反复研究发现，使用精灵 4 ＲＴＫ 逐步采集配网线路数据，利用大疆智图软件生成点云通道，依托点云通道计算出最佳飞行路径，生成航线，再使用精灵 4 Ｐｒｏ 或“御” 2 系列，配合“智巡通”软件，按航线自动飞行巡检。“这样，可以实现大范围、低成本的高精度点云采集。”相关方案研究人员介绍。

以台山市四九镇的万达Ｉ线路为例，该线路位于城乡结合部，约 3ｋｍ，含 28 基杆塔，平均高程 16米。此前采取手动飞行作业，一个架次可巡完 6 基杆塔，整体耗时约 1 小时。依照新的自动飞行作业流程，一个架次即可完成全部 28 基杆塔巡检，全程仅耗时 20 分钟，整体而言，该段线路的作业效率提升了 3 倍以上。据了解，由台山率先实现的自动飞行方案，将于 2020 年在新丰、罗定、龙门、博罗、英德、信宜、廉江等单位全面推广。

据统计，我国 10ｋＶ 配电架空线路总长超过 400 万公里，其中超过一半位于山区（农区），因此山区配网运维的水平在相当大程度上影响着配网的整体运维水平。“针对山区配网无人机自动巡检，广东电网已经着手建立含点云处理平台、三维航线平台、机巡大数据中心、图像 ＡＩ 识别平台、机巡缺陷管理系统在内的综合作业管理系统。台山市供电局的自动飞行作业，验证了该系统的有效性和稳定性。对于这项技术方案在更大范围内推广应用，我们很有信心。‘数字南网’未来可期。”广东机巡中心自动驾驶技术负责人刘高说。

【记者】张秀娟

【图片、视频来源】大疆创新