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目前架空導(dǎo)線、超高壓電力電纜主要用于輸電線路的建設(shè)，而輸電線路是電力電網(wǎng)系統(tǒng)的最重要組成部分，對(duì)電力設(shè)備管理的要求，也越來越向規(guī)范化、科學(xué)化、信息化方向發(fā)展。而當(dāng)前的輸電線路巡視管理手段不容易確保巡視工作按期保質(zhì)保量的完成（如有否漏檢、沒按規(guī)定時(shí)間巡視）。所以很有必要引進(jìn)新的手段來提高輸電線路巡視工作的水平。本文就高壓架空輸電和陸地隧道內(nèi)敷設(shè)超高壓電力電纜為例，圖文并茂地重點(diǎn)介紹了若干種輸電線路巡查新方法。
一、高壓架空導(dǎo)線線路巡查
根據(jù)國(guó)家“十二五規(guī)劃”精神，到2015年，我國(guó)將形成以“三縱三橫”特高壓交流為骨干網(wǎng)架的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，110（66）kV及以上線路預(yù)計(jì)將達(dá)到90萬公里以上。我國(guó)地理復(fù)雜，地勢(shì)西高東低，山地、高原面積廣大，有相當(dāng)一部分架空輸電線路建在森林、高山等地勢(shì)復(fù)雜地帶，各地供電局在為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┍憷耐瑫r(shí)，復(fù)雜地勢(shì)中的架空輸電線路巡查就顯得困難了。隨著科技的進(jìn)步，高壓架空輸電線路巡檢目前可分為人工巡檢、直升機(jī)巡檢、無人機(jī)巡檢、人工與無人機(jī)協(xié)同巡檢等多種巡檢方式。本章節(jié)主要探討人工巡檢與無人機(jī)巡檢協(xié)同作業(yè)。如圖1人工巡檢、圖2無人機(jī)巡檢所示。
傳統(tǒng)人工巡檢缺點(diǎn)
在上個(gè)世紀(jì)，我國(guó)主要以人工線路巡檢為主，但人工巡檢卻面臨著很多問題，如輸電線路距離長(zhǎng)，人工步行緩慢，巡檢效率不高；森林、濕地、山體滑坡等不平地帶巡檢難度；冰雪、地震、洪澇災(zāi)害等惡劣自然條件下巡檢難度大等等缺點(diǎn)。
直升機(jī)巡檢應(yīng)用及缺陷
直升機(jī)巡檢近年來應(yīng)用在輸電線路的輔助巡檢工具，國(guó)家電網(wǎng)公司在2009年成立國(guó)網(wǎng)通用航空有限公司，截止目前已成為中國(guó)通用航空領(lǐng)域最大的直升機(jī)電力作業(yè)公司，預(yù)計(jì)到今年底該公司擁有的輸電線路巡檢直升機(jī)總數(shù)量將達(dá)到17架。輸電線路巡檢直升機(jī)主要應(yīng)用于特高壓交流、直流輸電線路，重點(diǎn)應(yīng)用于架空輸電線路桿塔瓶口以上部位。但直升機(jī)也具有一些缺陷，如直升機(jī)巡檢費(fèi)用較高，出勤率較低，不方便攜帶；有一定的潛在危險(xiǎn)，需嚴(yán)格培訓(xùn)上崗，推廣面小，培訓(xùn)周期漫長(zhǎng)；設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)嚴(yán)格等。
3萬元無人機(jī)成功有效巡檢
21世紀(jì)初，為了提高巡檢效率，減少巡檢人員勞動(dòng)強(qiáng)度，國(guó)網(wǎng)公司推出了無人機(jī)巡檢作業(yè)模式。無人直升機(jī)作為無人機(jī)的一種，可以被應(yīng)用在輸電線路巡檢中，以提高巡線的效率。無人機(jī)平臺(tái)的輸電線路巡檢系統(tǒng)，包括無人直升機(jī)平臺(tái)和檢測(cè)系統(tǒng)，主要的巡線方式包括可見光巡檢和紅外光巡檢。巡檢對(duì)象包括導(dǎo)線、引流線、絕緣子、防震錘、線夾、塔身、金具等。巡檢內(nèi)容包括設(shè)備破損、部件丟失、設(shè)備熱缺陷等。最早利用無人直升機(jī)巡線的是英國(guó)威爾士大學(xué)和英國(guó)EA電力咨詢公司。上世紀(jì)80年代開始,我國(guó)也開始研究利用直升機(jī)巡線的技術(shù)，并在華北電網(wǎng)得到了試驗(yàn)性應(yīng)用。輸電線路無人機(jī)巡檢可分為小型旋翼無人機(jī)、中型旋翼無人機(jī)等機(jī)型，抗風(fēng)能力均在3-4級(jí)或以上，大大提高了工作效率。國(guó)家電網(wǎng)公司在國(guó)內(nèi)10個(gè)省市內(nèi)的供電局利用2年時(shí)間試驗(yàn)人工巡檢、直升機(jī)巡檢、無人機(jī)巡檢協(xié)同作業(yè)模式。但無人機(jī)巡檢也面臨著諸多難題，如無人機(jī)的續(xù)航能力不高、抗風(fēng)能力不強(qiáng)、高空作業(yè)穩(wěn)定性不高、成本造價(jià)較高。2013年11月在無錫召開的第二屆輸配電協(xié)作網(wǎng)年會(huì)上，來自南方電網(wǎng)公司某地方供電局做了《輸電線路無人機(jī)應(yīng)用》的報(bào)告，報(bào)告稱已成功采用無人機(jī)進(jìn)行有效巡檢，并將無人機(jī)的造價(jià)成本控制在3萬元以內(nèi)，業(yè)內(nèi)人士紛紛表示愿意進(jìn)一步交流。相信國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合可進(jìn)一步研發(fā)出高效、節(jié)能、成本低、續(xù)航時(shí)間久、攜帶便捷、使用方便的無人巡檢機(jī)，如果有大規(guī)模架空導(dǎo)線生產(chǎn)能力的電纜企業(yè)也參與到研發(fā)之中，會(huì)提高無人巡檢機(jī)的科技含量和實(shí)用性。
二、應(yīng)用機(jī)器人對(duì)超高壓電纜隧道巡檢優(yōu)勢(shì)明顯
輸電網(wǎng)中的超高壓電力電纜一般采用地下隧道敷設(shè)，電纜隧道一般為地下封閉式結(jié)構(gòu)，通風(fēng)及采光條件比較差，而且一般隧道比較長(zhǎng)，需要經(jīng)常進(jìn)行人工檢修，以免因電纜擊穿而引發(fā)的火災(zāi)或大規(guī)模斷電事件發(fā)生，但電纜隧道檢修復(fù)雜而且伴有潛在危險(xiǎn)，在第二屆輸配電協(xié)作網(wǎng)年會(huì)上，部分地方供電局應(yīng)用了機(jī)器人巡檢輸電線路。如圖3所示。該機(jī)器人具備自主巡檢、突發(fā)事件處置、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，續(xù)航能力達(dá)4小時(shí)，配備高清可見光和紅外攝像機(jī)、有毒氣體檢測(cè)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)電纜形變和本體沉降情況、有毒氣體含量的監(jiān)測(cè)，并將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況通過隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)傳輸至輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)中心，取代人工巡視，實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)全路徑自主巡檢，能有效解決高壓電纜隧道巡檢難度大、人工巡檢危險(xiǎn)系數(shù)高等問題。線路運(yùn)檢人員足不出戶即可掌握電纜隧道內(nèi)部設(shè)備、人員的情況，實(shí)現(xiàn)綜合智能監(jiān)控與智能邏輯連鎖的管控一體化。
圖3 人工與機(jī)器人電纜隧道巡檢
具備自主巡檢、突發(fā)事件處置、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，續(xù)航能力達(dá)4小時(shí)，配備高清可見光和紅外攝像機(jī)、有毒氣體檢測(cè)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)電纜形變和本體沉降情況、有毒氣體含量的監(jiān)測(cè)，并將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況通過隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)傳輸至輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)中心，取代人工巡視，實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)全路徑自主巡檢，能有效解決高壓電纜隧道巡檢難度大、人工巡檢危險(xiǎn)系數(shù)高等問題。線路運(yùn)檢人員足不出戶即可掌握電纜隧道內(nèi)部設(shè)備、人員的情況，實(shí)現(xiàn)綜合智能監(jiān)控與智能邏輯連鎖的管控一體化。
“十二五”是國(guó)家深化改革的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)于產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的電纜企業(yè)來講，如何從方便供電局架空導(dǎo)線、電纜隧道巡檢，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提供便捷、高效巡檢支持，或許是企業(yè)利潤(rùn)另一個(gè)利潤(rùn)重要增長(zhǎng)點(diǎn)。
