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技术献策

小小无人机 发挥大作用

作者:刘丹青  2017-06-22

  福建处于台风多发地区,漳州供电公司无人机研发团队的小伙伴们正在完善现有的放线机、清障机等,为抗击台风保供电做好充分准备。


  6月13日,受今年第2号台风苗柏影响,福建省启动了防暴雨III级应急响应。


  福建处于台风多发地区。在漳州,有一个“国网福建省电力有限公司无人机工作室(检修基地)”。随着今年台风季的到来,漳州供电公司无人机研发团队的小伙伴们正在完善现有的放线机、清障机等,应对福建山区狭隘空间和气流变化等情况,为抗击台风保供电做好充分准备。


  线树矛盾集中区的特殊需要


  今年4月,在“海西杯”高压线路带电检修工(多旋翼无人机作业)技能竞赛中,漳州供电公司代表队获得冠军。最近,这支冠军队伍中的部分成员,正代表国网福建电力在武汉参加国家电网无人机比武集训。


  相比其他地区,无人机在漳州有着特殊的作用。


  2016年8月,漳州平和110千伏北常线在半个月内跳闸4次,平和县供电公司15名运维人员巡查了3遍,查不出原因。130多基杆塔、40多千米长线路,从平和县跨越到隔壁的云霄县,相当于1人30天极限工作量,或15人至少两天工作量。


  后来,漳州供电公司无人机班组5名成员带上自主研发的无人机,分组全线巡视,仅用两天时间,就发现全部故障——主要是线树距离不足造成的。


  漳州南部面海,中部、中东部及西北、西南部地处山区,原始热带雨林众多,且近10年来全市山地大面积种植经济速生林,输电线路运行环境日趋恶劣。漫山遍野的速生林,特别是巨尾桉、尾巨桉,使漳州成为全省线树矛盾最突出的地区。若按传统巡检方式巡检,需较多人力,危险且效率不高。在输电运检领域使用无人机,可弥补人工巡线的不足,还可提高带电作业几率。


  陈杰是漳州供电公司运检部输电室副主管兼科技项目负责人,也是该公司无人机研发团队队长。该团队由无人机班组与班组外柔性成员组成。他们研究分析市面各类无人机发现,续航能力不足、飞行控制系统不完善等问题,使这些产品不适用于输电运检。为了用最少的资金办大事,便于维护和使用,陈杰和同事们决定,自己造飞机。


  2008年起,国家电网公司系统开始研发、使用大型无人机,国网福建电力是首批试点单位。2012年6月,漳州供电公司率先开始研发小型、基于实用化、适用于输电运检的无人机。经过无数次试飞失败后,2013年10月28日傍晚,该团队研发的输电线路巡检用无人机,实现飞巡15分钟顶人工1小时,能查看望远镜都看不清的线路死角。


  2016年,无人机班组共计多旋翼巡检4355基杆塔、固定翼巡检220千伏线路1400多千米,发现隐患及缺陷416处。


  输电运检领域使用无人机,与玩家找空旷场地爽飞不同,要求任何气候、地理条件都适用,特别是贴山飞行难度大。陈杰团队中,共有21人取得中国民航总局AOPA无人机资格证书,16人取得无人机机长证。其中,林火煅获得了最高级别的教员资格证。


  抗灾抢险大显身手


  今年5月1日晚,中央电视台《新闻联播》中,出现了一个喷火清障无人机作业的镜头。这台无人机曾在2016年超强台风“莫兰蒂”灾后抢修中大显身手。


  2015年,该团队在原有的巡线无人机基础上改良,研发了热熔清障无人机,即一代清障机,可以清除导线上的氢气球。但对布条状、网状障碍物,它就无能为力了。于是,团队主力陈锜、林火煅等人,继续创新之路,研发出二代机——喷火清障无人机。


  2016年9月17日17时,抢修人员发现,受台风“莫兰蒂”影响,地面上的布条被风吹起,缠绕到漳州220千伏兴泰变导线上,需紧急处理。在以往类似清障工作中,要在线路密集的导线上处理异物,需先停电,并使用软梯,步骤繁琐,仅单纯清障时间就需40分钟以上。无人机班组出动,单纯清障过程仅用了不到5分钟,极大地提高了效率。


  值得一提的是,当时,在线路十分密集的环境下,两条母线间距离仅约3米,无人机螺旋桨外侧紧贴母线——执行如此高准度低空清障操作,在全国尚属首例。


  2016年,福建接连遭受三场强台风袭击,该团队共完成本地、外地灾前灾后输电线路特巡100余架次,查找台风隐患180处、故障点86处、展放牵引导线15千米,有力地推动了防灾抗灾工作。


  “从这几年的实践看,无人机巡线效率是人工的3~5倍,查找故障是人工的10倍。”陈杰说。


  从一个团队到众多团队


  在无人机应用中,陈杰团队十分注重细节。一方面是遵守无人机相关法律、法规、规定,另一方面是加强安全工作。


  今年2月6日,漳州龙海一家木材厂上空的导线上出现异物。无人机班组到达现场后,分析可用喷火设备处理。经许可后,一人操作起飞无人机、确定位置,一人负责观察,一人负责在落点处备灭火器灭火。此次清障,从勘察到结束,全程仅用了10分钟。


  在研发过程中,该团队也注重各种细节,不断提高无人机在输电线路巡检中的实际功用,包括更好地匹配电机与螺旋桨、电子调速器,在遥控器上加装功率信号放大器,提升续航能力等。截至今年5月,该团队已为多旋翼无人机提升续航能力23%,为固定翼无人机提升续航能力135%。


  无人机相机与云台的搭配是技术难题。云台承载力有限,相机太重则过载;而相机太轻,则像素不高,拍照不够清晰。于是,他们与厂家一起设计云台,使巡检用无人机的云台能承载30倍变焦、2000万像素的相机——而市面上,某品牌航拍无人机搭配的视频相机也才200万像素。


  4月28日上午,漳州龙文区石仓南路,无人机班组巡视110千伏总和线63~67号塔。他们操作的无人机,距离输电线路30米拍摄的照片,可以拍到销钉级别(直径2毫米)配件。


  在不断的研发、应用中,该团队服务电网运维的专业水平得到了提高。据了解,该团队已获两项国家知识产权局授予的发明专利、6项实用新型专利授权,还获得2016年福建省百万职工“五小”创新大赛一等奖。


  为了更好地发挥无人机研发团队的作用,2016年12月29日,“国网福建省电力有限公司无人机工作室(检修基地)”揭牌成立,依托漳州供电公司运检部及输电室,履行国网福建电力输电无人机专业技术支撑、专业管理和技术服务职责。与此同时,国网福建电力有10家单位成立无人机专业班组、柔性班组。其中,漳州供电公司无人机班组负责工作室日常工作。


  目前,国网福建电力已全面实现多旋翼无人机常态化巡检,各项指标在公司系统名列前茅。今年,该公司无人机工作室还计划探索建立全省电网无人机联动机制,确保今后无人机在灾害面前第一时间应急起飞。


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来源:国家电网报

标签:无人机

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