“一高一低”两项科技保障电力设施安全

     输电线路分布点多、面广，部分设备所处环境恶劣，微气象、特殊区段导致的故障时有发生;变电设备虽然分布相对集中，但设备高大、密集，相互遮挡，很多部位无法带电巡视检查。因此，输变电设备运维工作面临条件艰苦、劳动强度大、电力设施保护任务重、人员配置明显不足、视觉死角长期缺乏巡检等问题。针对上述情况，国家电网、南方电网公司等一些相关公司企业，利用微型电动无人机、智能化巡线机器人小巧轻便、操作简单、成本低廉的特点，多机型对应多角度任务，推动微型无人机、电力巡检机器人关键技术研发，建立无人机、机器人与电网人工协同工作模式，实现电力一线工作设备的专业化、工具化应用，对输电线路的安全维护等问题，提供了有利的保障。

      陆地巡线神奇――巡线机器人

      众所周知，在高压线上工作是件危险的事情。高压输电线的电压可以达到735kv甚至更高，巡线工人一旦出现失误，轻则影响输电重则付出生命。此外，巡线工人无法在恶劣的气候条件下工作，比如暴风雪。针对这些问题，适应现代化发展需要，电力行业相关企业及国网、南网各部门开发了自主研发的巡线机器人。

      什么是巡线机器人?

      巡线机器人是以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪、其它检测仪器作为载荷系统，以机器视觉―电磁场―GPS――GIS的多场信息融合作为机器人自主移动与自主巡检的导航系统，以嵌入式计算机作为控制系统的软硬件开发平台;具有障碍物检测识别与定位、自主作业规划、自主越障、对输电线路及其线路走廊自主巡检、巡检图像和数据的机器人本体自动存储与远程无线传输、地面远程无线监控与遥控、电能在线实时补给、后台巡检作业管理与分析诊断等功能。

      未来巡线机器人的前景可期

      智能语音控制技术在电力行业的广泛应用，是智能电网发展的必然趋势。在未来的物联网时代，“说出需求得到反馈”的互动模式将进一步延伸，所有的电器都将拥有“听”，甚至是“说”的能力，语音控制将成为构建智慧城市的重要手段，人们美好的生活将再次“传为佳话”。

      “出发!对1号主变进行巡检。”一声令下，一个身高1米多的巡线机器人自动启动，沿着变电站内的小路，根据指令开始工作。未来变电站智能巡检机器人工作将出现这样一个场景。在山东电科院(300215,股吧)电力机器人技术重点实验室里，机器人语音交互实验平台项目已列入了研究规划。

      “语音控制功能不但能够有效利用用户个性化的语音，提高系统的识别准确率;而且能够提高用户输入词表的方便性和灵活性。”山东电科院首席专业工程师王滨海对《亮报》记者介绍，“随着指令发出者年龄的变化，还可以选择合适的语音替换用户原来的语音模型，使得语音智能平台具备更强的适应性，识别效果不会随着时间变久而变差。”

      除了应用在智能机器人开发领域，在智能家居建设方面，语音控制技术也保持着极高的热度。

      有朝一日，用户只需躺在沙发上，对家里的各种电器下达命令，电器就能自动完成操作，随着物联网的发展成熟，这种看似奇幻的情景正逐渐变为现实。

      “智能语音控制技术在智能家居领域的广泛应用，将实现一加一大于二的效果。”北京国电通网络技术有限公司李天杰告诉《亮报》记者，“在未来，语音控制技术将是智能家居设计方案中的主要部分。语音控制技术的成熟将为物联网的快速发展奠定基础。”李天杰提及的物联网，其技术核心是智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合，而语音控制技术正是智能感知和识别技术的重要组成部分。

      “虽然，目前语音控制还只是限于一些基本的操作，还不能完全替代按键操作，但是语音控制与消费者实现了生动有趣的交谈，有针对性地提供服务和帮助，真正意义上拉近了电器与消费者的距离。”李天杰说。

      “作为一种人机交互的新型解决方案，智能语音控制技术必定会在智能家居、智能电网等领域发挥作用。”科大讯飞有关人士认为，与电网的深层次合作将进一步丰富语音控制技术的智能化内涵，同时也会开辟出一块新的语音产业市场天地。

      由智能家居、智能园区、电动汽车充换电设施建设等部分构成的智能电网，在未来的发展中将进一步拓宽物联网的发展道路，而在这个过程中，智能语音控制技术势必将扮演重要的角色，向更高层次发展。

      空中巡线神器――无人机

      近年来，无人机作为一个高频词时常出现在公众视野。如今，曾经神秘气息十足的无人机，被应用在输电线路巡检领域，成为线路巡检的“智能千里眼”。

      立足输电线路巡检实际需求，研制了电网运维微型无人飞行器系统，构建了微型无人飞行器电网巡检作业技术体系，主要实现了三方面创新突破。

      (1)研制了适宜一线班组应用的微型无人机巡检作业系统。通过应用GPS模块、自动驾驶仪，搭载云台、高清摄像机、照相机和热红外仪等任务设备，采用模块化设计，实现整机快速拆装换件、超视距、全自主飞行作业的功能，降低了技术门槛和应用成本，更加契合现场作业条件。

      (2)开发了航摄数据分析处理信息系统。综合集成无人机巡检数据的数据库管理、数据可视化、检索等功能。可按时间、杆塔号、地理信息等作为索引主键检索巡检数据，实现航摄信息的自动管理和后方分析处理的功能。

      (3)提炼了电动无人机和人工相互协同的输电线路巡检作业模式和方法。明确了固定翼无人机和旋翼无人机作业的方式方法和作业流程，形成无人机与人工共同开展外部隐患高频次监控、山区线路非抵近巡检、线路故障跳闸应急处置、基建线路竣工验收和变电站串补平台日常巡视等工作的协同作业原则和标准。

      自应用至今，无人机共巡检输电线路20条，巡检变电站内设备268台次，航巡里程3000公里，航摄照片5万余张，发现缺陷百余处;申请专利3项;编制电力行业标准1项，国家电网公司企业标准6项，完成了常规技术难以企及的工作量，为电网运行维护提供了全新的技术手段。

      本项目的实施，实现了对输电线路的高频监控和快速巡查，消除了变电设备巡视死角，降低了人员登高作业风险，缩短了设备跳闸响应时间，维护了电网安全稳定运行，避免了停电造成的巨大损失，有力保障了经济社会的健康发展。(

      1、什么是无人机巡检?

      一提到无人机，很多人都会把它作为一种新生事物，和军事、高科技等联系在一起。实际上，随着时代的发展，各行各业对空中执行任务的需求日渐强烈，相比起载人飞机，无人机拥有很多方面的优势，因此越来越受到关注，尤其在电力行业，无人机的作用近年来得到了进一步凸显。

      无人机全称为无人驾驶飞机，飞机上没有驾驶人员和观测人员，它是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵的飞行器。机上安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备，操控者通过地面、舰艇或母机遥控站的雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和信息传输。

      无人机从技术角度可以分为无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞冀机等。电力巡检工作主要应用的是小型多旋翼无人机、固定翼无人机、中型和大型无人直升机。

      2、无人机巡检有哪些优点?

      (1)传统的电力线路巡视流程是工作人员现场巡视线路，巡线人员是否巡视到位无法动态管理，当遇到冰雪水灾、地震、滑坡等自然灾害时，巡线工作也无法开展。此外，架设铁塔的一些山区里既有猛兽和有毒生物，也有猎人布下的陷阱和捕兽夹，这都对巡线人员的人身安全构成了威胁。应用无人机巡线，不仅可以对输电线路本体缺陷、通道隐患进行快速检测，还能在各种复杂地形、恶劣气候、灾害天气下，及时、准确、高效地获取现场信息，因此可代替载人飞机去完成一些危险的任务，即使发生了飞行意外也不会造成人员的直接伤亡。尤为重要的是，无人机巡线提高了电力维护和检修的速度和效率，使许多工作能在完全带电的情况下迅速完成，比人工巡线效率高出40陪。

      (2)无人机可垂直起飞和降落，无需任何辅助装置，不需要专门的机场和跑道，对环境要求极低，可在野外随处起飞和降落。

      (3)无人机飞行精度高，可长时间悬停、前飞、后飞、侧飞、盘旋等。旋翼和固定翼无人机能在平原、湖泊、高山等地形地貌下飞行巡检，可以利用空中优势，全方位、高精度检查输电线路运行情况，因此能够很好地弥补人工巡检的不足。

      (4)无人机速度可控范围大，智能化程度高，可实现程控自主飞行及自动返航等多种先进功能;操作十分简便有效，有较强的容错能力;系统性能稳定可靠、机动灵活，运营成本低。

      (5)在夜晚，无人机的火眼金睛同样也能发挥作用，无人机搭载的热成像设备，可以通过温度异常变化对比值，发现隐蔽性较强的故障点，比如导线、线夹、引流线有无发热点，绝缘子、杆塔有无击穿发热等。结合传统可见光巡线，热成像巡线能顺利完成夜间输电设备故障巡检，大大提高故障点检测的准确性，为故障抢修赢得宝贵的时间。

      3、不同类型的无人机分别适合哪种巡检工作?

      大中型无人直升机属于传统无人机机型，巡检范围可达到50公里，但因其与杆塔距离必须保持在70米之外，当需要进行精细巡检时，就需要使用多旋翼无人机。操作人员遥控多旋翼无人机上所携带的照相机与电脑形成无线同步连接，无人机在杆塔、导线侧面或上方行进，通过地面上的电脑画面实时观察无人机相机中的杆塔、导线情况，对输电线路各部位进行近距离观察，还可以对杆塔各部位进行拍照、录像等操作，尤其是在高山、河流、湖泊等人员不能或很难到达的地方更能大显神通。

      固定翼无人机具有准备时间短、飞行速度快、飞行里程长等优点，主要用于输电线路大面积快速巡检、线路走廊巡查、灾后电网评估、线路设计勘察选址等。

      目前，小型无人机可实现“超视距”自主飞行。它可以在升空后飞离控制人员的视线，沿着线路自主飞行，并将拍摄到的画面实时传回，监控人员在电脑上能够同步收看和操控，特别是对位于山区的线路走廊可进行快速勘察，及时发现线路隐患。

      4、无人机巡检的发展方向是什么?

      随着电网规模的不断扩大，无人机也迎来了全面推广应用的新阶段。未来无人机荷载能力将越来越大，飞行时间将越来越长，其稳定性也会进一步优化，应用范围会越来越广泛。据相关消息，一种以无人机和人工巡检相互协同的输电线路新型巡检模式已进入试点准备阶段。

      国家电网公司运检部相关人士介绍，目前，国家电网公司相关部门正着力推进无人机班组建设、完善各类保障支撑体系,为无人机在电力行业的广泛应用做好全面准备工作。(亮报)

      在我们节省人工成本的同时，对于现有问题的发生及处理将更加高效。未来国家仍然会积极推动微型无人机、电力巡检机器人关键技术研发，建立无人机、机器人与电网人工协同工作模式，实现电力一线工作设备的专业化、工具化应用，以应对输电线路的安全维护等问题，为我国电力输配环节提供强有力的保障。