無人機在架空輸電線上的巡線運用

 

一、前言

     現在科技日新月異，中國大陸的無人機不僅在軍事上大放光芒，暢銷中東，民用的無人機也用在各項事業包括電力事業展露頭角，但台灣不重視科技，大多學法律的綠委不懂科技、故步自封，還喜歡亂戴帽子，實在是阻礙台灣現代化的石頭，民進黨立委林俊憲質疑台電公司計劃推動用無人機清洗高壓電塔礙子的方案，因而購買了中國大陸品牌的無人機和華為路由器，「這些無人機拍攝的輸配電位置若被中國大陸取得，將嚴重衝擊台灣的安全，尤其中國大陸目前有1500枚的飛彈對準台灣」，林俊憲不知道中國大陸有間諜衛星嗎?大陸的高科技及軍事實力早超越台灣許多，蒐集情報不需靠此無人機。事實上，2015年11月，台灣曾發生直升機在清洗電塔礙子意外墜毀的事故，造成兩人身亡，使用無人機是技術的進步，怎能用此幼稚理由阻撓台電進步。

    無人機在架空輸電線路巡檢作業中應用有其必要性，目前中國大陸有六大電網，主要以500kV及以上的交直流輸電線路為主。中國幅員遼闊，地形複雜，加上氣象條件複雜多變，給跨區電網和超高壓輸電線路工程的運行帶來一定難度，簡靠常規的運行方式很難滿足電力運行的要求。近年來，隨著航空、遙感、以及信息處理等技術的快速發展，電力行業積極開展線路施工及運維檢修新技術研究，其中無人機在線路架設牽引及線路巡檢上方式靈活、成本低，不僅能夠發現杆塔異物、絕緣子破損、防震錘滑移、線夾偏移等缺陷，還能夠發現金具鏽蝕、開口銷與螺栓螺帽缺失、查找閃絡故障點等人工巡檢難以發現的缺陷，可與直升機和人工巡檢方式協同配合，成為線路運檢技術發展的重點方向之一。

 

二、傳統人工巡檢存在的問題及無人機的優勢

     以往架空輸電線路巡檢的主要方式為人工沿線路步行或藉助交通工具，使用望遠鏡和紅外熱像儀等對線路設備和通道環境進行近距巡視和檢測。隨著線路里程不斷增加，人均運維長度逐年增加，現有巡檢方式效率低，特別是在高山、沼澤等複雜地形以及雨雪冰凍和地震等災害條件下人員難以到達，難以發現杆塔上部設備缺陷等缺點顯得更為突出。傳統巡線存在的主要問題有(1)巡線距離長、工作量大、巡線效率緩慢(2)遇到自然災害天氣時，巡線工作將無法開展。

(3)山區巡線具有高風險性，時刻威脅巡線人員生命安全。

無人機攜帶方便、操作簡單、反應迅速、載荷豐富、任務用途廣泛、起飛降落對環境的要求低、自主飛行。無人機的優勢包括(1)無人機巡線提高了電力維護和檢修的速度和效率，使許多工作能在活線環境下完成(2)採用無人機進行常規輸電線路巡查，可降低勞動強度，可提高巡線作業人員的安全性並降低成本。

(3)無人機具有巡線速度快、應急瞬速的特點並及時發現缺陷，及時提供信息，避免了線路事故停電，挽回了高額的停電費用損失。

 

三、無人機進行活線清障作業

     無人機巡檢系統指利用無人機搭載可見光、紅外等檢測設備，完成架空輸電線路巡檢任務的作業系統。無人機巡檢系統一般由無人機分系統、任務載荷分系統和綜合保障分系統組成。無人機分系統指由無人駕駛航空器、地面站和通訊系統組成，通過遙控指令完成飛行任務的無人飛機系統。任務載荷分系統指為完成檢測、採集和記錄架空輸電線路信息等特定任務功能的系統，一般包括光電吊艙、雲台、相機、紅外熱像儀和地面顯控單元等設備或裝置。綜合保障分系統指保障無人機巡檢系統正常工作的設備及工具的集合，一般包括供電設備、動力供給(燃料或動力電池)、專用工具、備品備件和儲運車輛等。

    無人機巡檢系統包括無人直升機（按結構形式，一般分為單旋翼帶尾漿式和多旋翼式）巡檢系統和固定翼無人機巡檢系統。巡線的具體步驟為： 首先無人直升機根據巡檢事前編好的電塔GPS坐標點，進行自動飛行巡檢，巡檢內容包括跳線、杆塔、絕緣子、防震錘、線夾、導線、地面環境等內容。

    採用無人機在日常巡檢工作中做好對輸電線路的巡視和維護工作，具有非常重要的意義:(1)有利於電力部門制定有針對性的維護措施，加大線路運維工作力度，確保重要輸電線路安全運行(2)有利於加大強降雨後重點區段的特巡力度，增加大負荷運行下設備檢測次數(3)有利於定期對線路通道內樹木、違章建築等情況進行重點排查、清理，確保輸電通道安全。

 

四、中國大陸無人機廣泛用於電力事業

    鄂州供電公司早已使用四旋翼無人機巡檢220千伏線路，並曾發現安全隱患4處。此四旋翼無人機，配備了微單數碼相機及測溫型紅外熱成像檢測系統，續航時間可達45分鐘。該無人機具有最大7米/秒的爬升速率及12米/秒的最大巡航速度，飛行半徑大於5公里，相對飛行高度大於1000米且具有抗6級風速能力。鄂州供電公司介紹，通過無人機高空全方位拍照，設備上的螺栓頭都可以看得清清楚楚。該公司使用的無人機搭載高清相機可近距離無死角、無盲區地檢測架空輸電線路,並可觀察到地面巡視人員看不到的線路缺陷,既有效避免了各種人工登塔巡檢的危險,又進一步提高了線路維護和檢修的速度和效率。

　　 福建與台灣相同，都會受到颱風侵襲，處於颱風頻繁地區的福建，電網企業使用無人機來加強防汛防颱各項工作，中國大陸漳州供電公司的無人機研發團隊於2012年6月率先開始研發小型實用化的無人機，不論是配件，還是重要組件，電力公司團隊提供技術構想和試驗， 2016年超強颱風“莫蘭蒂”災後搶修中，有一架噴火清障無人機大顯身手，它正是這支隊伍的作品。經過無數次失敗後，自主研發的輸電線路巡檢用無人機，實現“飛巡”15分鐘頂人工1小時，查看望遠鏡都看不清的線路“死角”。2016年9月17日搶修人員發現，受颱風“莫蘭蒂”影響，地面上的布條被風吹起、纏繞到220kV興泰變導線上，需緊急處理。通過無人機向布條噴灑汽油，待布條充分吸收汽油後，利用噴火器使其自燃。單純清障過程，僅用了不到5分鐘，極大提高了工作效率。

 

五、台灣應努力方向

    台灣應將無人機發展視為戰略性工業，不論軍用或民用軍應該大力發展，立委不該打擊使用無人機改進科技作業，反而應鼓勵國人開發無人機製造及使用。