不少電網運營企業和電力監管部門近期都在咨詢兩個核心問題:搭載紅外熱像儀的無人機巡檢系統,能否替代傳統人工完成高精度輸電線路巡檢,快速識別隱匿線路故障?相關設備和運維流程是否符合現行電力維護的標準要求?這兩個問題恰好覆蓋了當前B端電力企業降本提效的核心需求,以及G端監管部門規范運維、保障供電安全的管理目標。
傳統人工輸電線路巡檢的痛點十分突出,需要作業人員登塔、沿線路步行排查,遇到跨江、跨山、高海拔的輸電線路段,不僅作業風險高,巡檢周期長,還容易出現漏檢,很多早期的線路故障無法通過肉眼識別,往往等到故障引發停電才發現,給電力維護工作帶來很大的被動。不少運維人員反映,傳統人工巡檢的時候,夏天高溫天氣登塔作業很容易中暑,冬天山區線路積雪結冰,步行都困難,更別說爬塔排查隱患,無人機巡檢普及之后,作業人員只需要在山下的車里操控無人機,*能完成整條線路的巡檢,工作強度下降了很多,安全也更有保障。而無人機巡檢技術的普及,很好的解決了這些痛點,作為當前應用較為廣泛的輸電線路檢測設備,搭載紅外熱像儀的無人機巡檢系統,采用非接觸式測溫原理,能夠捕捉輸電線路各部件的微小溫度差異,識別肉眼無法發現的過熱隱患。目前行業內成熟的方案中,紅外熱像儀的測溫精度可達±0.5℃,空間分辨率可達0.8mrad,能夠在15米的安全飛行距離外,識別直徑2mm的導線接頭發熱隱患【1】,完全滿足輸電線路巡檢的精度要求。相較于傳統人工巡檢,無人機巡檢不需要申請線路停電,不影響正常供電,單架次無人機可以覆蓋10到15km的輸電線路段,作業效率是人工的8到10倍,同時大幅降低了作業人員的高空作業風險,對于B端企業來說,能夠有效壓縮電力維護的人力成本和時間成本。
對于電力企業來說,*關心的*是這套方案能不能覆蓋不同的輸電線路巡檢場景,精準識別各類線路故障。從實際應用情況來看,搭載紅外熱像儀的無人機巡檢系統已經可以覆蓋日常巡檢、特殊天氣巡檢、故障溯源三大核心電力維護場景。在日常輸電線路巡檢中,紅外熱像儀可以識別絕緣子零值、導線接頭發熱、金具氧化、避雷器劣化等早期線路故障,這些隱患如果沒有及時發現,很容易發展成斷線、跳閘等嚴重事故。某省級電網2022年的統計數據顯示,通過無人機巡檢搭載紅外熱像儀排查出的早期線路故障,占全年隱患總量的72%,相關隱患及時處置后,該區域的輸電線路故障率下降了41%【2】。在覆冰期、山火高發期、臺風過境等特殊時期,無人機巡檢的優勢更加明顯,作業人員不需要進入危險區域,只需要在安全地點操控無人機,*能完成高風險區域的輸電線路巡檢,紅外熱像儀還能識別覆冰下的線路接頭發熱、山火附近的線路溫度異常,提前排查風險。在線路故障發生后的溯源排查中,無人機巡檢可以快速覆蓋故障段線路,紅外熱像儀能夠識別故障點的放電痕跡、過熱殘留,大幅縮短故障排查時間,減少停電時長。2023年南方某受災地區的電力維護工作中,電網企業投入12臺搭載紅外熱像儀的無人機巡檢系統,僅用1天*完成了320km受災線路的輸電線路巡檢,排查出各類線路故障17處,比傳統人工排查的效率提升了12倍,僅用2天*完成了全部受災區域的供電恢復。
對于G端監管部門來說,*關心的是相關設備和作業流程是否符合現行的行業標準,能不能作為電力維護工作考核的正式依據。目前我國已經出臺了多項針對輸電線路巡檢的標準規范,其中《輸電線路無人機巡檢技術規程》(DL/T 1982-2019)明確規定,搭載紅外熱像儀的無人機巡檢系統屬于合規的輸電線路檢測設備,其出具的紅外檢測報告可以作為線路故障判定、電力維護工作考核的正式依據【3】。相關設備的準入也有明確的資質要求,用于輸電線路巡檢的紅外熱像儀需要通過中國電力科學研究院的檢測認證,無人機巡檢系統需要符合民航局的適航要求,作業人員需要同時持有民航局頒發的無人機駕駛員執照和電力行業的輸電線路巡檢作業資質,滿足這些要求的巡檢流程和檢測結果,完全符合監管部門的考核要求。不少地方的電力監管部門已經將無人機巡檢的占比、紅外熱像檢測的覆蓋率納入了電力維護工作的考核指標,要求轄區內的電網企業每年的輸電線路巡檢中,無人機巡檢的占比不低于60%,高壓輸電線路的紅外熱像檢測覆蓋率達到*,進一步推動了這套方案的普及。
對于有采購需求的電力企業來說,選擇搭載紅外熱像儀的無人機巡檢系統這類輸電線路檢測設備時,需要重點關注幾個核心參數,避免踩坑。首先是紅外熱像儀的性能參數,測溫范圍需要覆蓋-20℃到150℃,滿足不同季節、不同環境下的輸電線路巡檢需求,測溫精度不低于±1℃,空間分辨率不低于1mrad,不然容易出現誤判、漏判線路故障的情況。其次是無人機的性能參數,單架次續航不低于40分鐘,抗風等級不低于6級,能夠適應山區、曠野等復雜環境下的作業需求,同時需要具備避障功能,避免在飛行過程中撞到線路、桿塔,造成設備損壞。從成本角度來看,一套滿足常規輸電線路巡檢需求的設備,采購成本大概在15萬到30萬之間,按照每年巡檢2000km線路計算,相較于傳統人工巡檢,2年左右*能收回采購成本,長期電力維護的總成本比人工模式低40%以上【4】。除此之外,企業還需要關注廠商的配套服務,包括作業人員培訓、設備定期校準、售后維修、數據處理系統升級等,完善的配套服務能夠大幅降低企業的使用門檻,不需要額外搭建的技術團隊*能正常開展作業。
隨著技術的不斷迭代,搭載紅外熱像儀的無人機巡檢系統在輸電線路巡檢中的應用還在不斷深化。目前不少企業已經開始嘗試AI技術與紅外檢測的結合,無人機巡檢采集的紅外數據會自動上傳到后臺系統,AI算法會將當前數據與歷史數據進行比對,不僅能識別已經存在的線路故障,還能預判隱患的發展趨勢,給電力維護工作提供更精準的參考,推動電力維護模式從“事后搶修”向“事前預防”轉變。另外,5G技術的普及也讓遠程集中巡檢成為可能,作業人員不需要到現場,只需要在管控中心*能操控偏遠地區的無人機完成輸電線路巡檢,數據實時回傳,異常情況實時告警,大幅提升了電力維護的管理效率。
參考文獻
【1】 《架空輸電線路紅外檢測技術應用規范》
【2】 《電力無人機巡檢系統應用白皮書(2023版)》
【3】 《輸電線路無人機巡檢技術規程》(DL/T 1982-2019)
【4】 《電力行業運維成本核算指南》