图片  在国网山西电力（电科院）太行黎明共产党员服务队队员的操作下，无人机“警报员”飞向了电力杆塔，开始它的自助巡检任务。

　　“请注意，系统检测到一处耐张线夹螺栓松动，属于严重缺陷，需要尽快处理……”11月8日10时许，国网山西电力（电科院）太行黎明共产党员服务队接到了无人机巡检管控平台传来的故障信息，并生成了太原市柴村桥附近的某220千伏输电线路缺陷数据。设备状态评价中心服务队党员迅速将系统报警反馈到该段线路运维工区，运维人员根据缺陷情况立即制定解决方案，并及时完成了设备检修，保障了该片区居民生活、生产正常供电。

　　你或许要问，故障是电力设备自动报警的吗？答案是否定的。那么到底谁是幕后的“警报员”呢？其实，这个幕后的“警报员”就是我们常用来在高空拍摄视频的无人机。这么小体积的无人机，到底是如何实现电力系统自主巡检的呢？国网山西电科院设备状态评价中心副主任芦竹茂带着记者赶赴巡视现场，见证了搭载可见光摄像设备、激光雷达扫描设备、X射线无损检测设备的无人机，是如何快速、高效完成电力设备自主巡检的。

即使是螺栓松脱也难逃无人机“法眼”
　　12月7日，伴随着旋翼的轰鸣声，一架搭载着高清摄像头的无人机在晋中市220千伏启吉I线36号杆塔附近腾空而起，开始对几十米高的架空输电线路进行精细化巡检，排查输电线路存在的安全隐患。
　　“架空输电线路巡检，原来都是由运维人员进行的，他们需要穿着厚重的防护服，背着各种检测工具，爬上几十米高的杆塔上操作。不仅辛苦，还存在安全隐患。”芦竹茂告诉记者，如今，只要无人机巡航一圈，就可以完成检测任务，“不过，无人机上需要挂载可见光、X射线、激光雷达等检测设备。”
　　通过芦竹茂随身携带电脑上显示的画面，记者发现，即使是拇指大小的螺丝松脱，也逃不过无人机的“法眼”。
　　为何要进行电力设备巡检呢？
　　电能从生产到供给用户使用需要经历发电、变电、输电、配电等环节。在输变电环节，输电线路相当于电力系统的“大动脉”，其运行状态影响着电力系统的安全和效益。“古人云：千里不运粮，百里不运草。这是因为在粮草运输过程中，损耗非常严重，加上运输过程中还可能受到极端天气等环境因素的影响，造成粮草损失。电能的传输过程也是如此。”芦竹茂解释，所以，在尽可能减少电能损耗的同时，还要保障电网供电的安全和可靠，这是电力设备运维人员巡检工作的重中之重。

图片  X射线无损检测装置通过颜色差异，反映不同部位的压接程度。

激光雷达扫描准确检测树线距离
　　无人机自主巡检不只是解放了人力，大多时候，它比人工检查更精细。比如，在人工攀爬比较困难、环境比较复杂的架空输电线路检查工作中，无人机自主巡检的精细度要比人工检查高。
　　如今，随着生态环境的持续改善，地表植被覆盖率显著提升，但输电线路线下超高树木引起的树线距离不足，成为线路安全运行的重大隐患。尤其在夏季用电高峰期，因为降水充沛，树木生长旺盛，加上环境气温高、线路负荷大，导致弧垂线路（变形而形成一个向下抛物线的弧度）增大。这时，树障对电力线路造成的安全隐患就会凸显。如果输电线路中的导线和树木之间的距离过小，就会造成短路，引起跳闸停电，影响周边居民的正常生活以及工厂生产。除此之外，输电线路还会受到天气变化的影响。例如，在雷雨天气，线路附近的树木在雨中会出现导电的情况，使线路发生短路停运。
　　在这种环境下，如何快速定位超高树木，精确测算树线距离，有效提升检测效率，成为困扰输电线路运维的一大难题。“为了解决这种问题，把安全隐患降到最低，国网山西电力（电科院）太行黎明共产党员服务队采用搭载激光雷达的多旋翼无人机，对输电线路及通道进行激光扫描，将输电线路及通道周边地形地貌精准映射到三维模型，实现了对树线之间距离的准确测量，充分发挥了无人机飞行不受地形限制的优势，解决了传统人工巡视难以徒步到达、观测视角受限、巡视效率低等问题。”芦竹茂说。
　　除此之外，国网山西电力（电科院）太行黎明共产党员服务队还用此方法完成了1000千伏长南I线，220千伏南古线、冶古线、赵南线，110千伏古水线等二十余条输电线路耐张塔引流线弧垂、树线距离、交叉跨越、大高差跨越、沉降塌陷等输电线路及通道状态巡检，通过对影响线路运行的关键参数进行分析计算，实现输电线路及通道安全评估。

形成X光照片线路缺陷一目了然
　　除了可见光摄像设备和激光雷达扫描设备外，X射线无损检测设备也是电力设备检测的主要工具。“过去使用的输电线路耐张线夹压接质量X射线无损检测设备，由于体积大、重量沉，导致搬运困难、检测费时费力，面对海量的检测任务捉襟见肘，且高处坠落、射线辐射更威胁着作业人员的人身安全。”国网山西电科院设备状态评价中心状态信息室主管孟晓凯博士向记者介绍，为解决这一难题，国网山西电科院设备状态评价中心联合中北大学开展了技术攻关，历经三年时间完成基于无人机搭载的小型化X射线无损检测设备研制。
　　科研人员先针对其体积、功耗和重量方面的问题，使用碳纳米管制作冷阴极X射线源代替原来的采用热阴极的热灯丝X射线源，实现了设备的小型化改造，满足了无人机搭载的重量要求。随后，又针对采集图像背景噪声大、图像显示不清晰的问题，提出基于多尺度变换的图像降噪技术，对采集图像进行颜色修正、去模糊以及细节增强处理，改善图像的质量，提高了识别效果。
　　如今，无人机搭载的小型化X射线无损检测设备已经开始巡检工作。它可以将原先需3人配合拖拽20千克设备、1人登塔、耗费40分钟的工作任务变为仅需1人操控无人机、1人现场监督、5分钟即可完成的检测工作，在提升工作效率的同时，避免了人工登塔带来的高空作业风险。“无人机通过搭载X射线无损检测设备，可以对耐张线夹、接续管内部压接质量进行有效检测。你看，现在显示屏上显示的颜色差异，就表示不同部位的压接程度。一旦发现线夹漏压、欠压、过压等内部缺陷，就需要根据缺陷情况进行处理，避免断线事故的发生。”孟晓凯博士介绍。
　　如今，山西电网各供电运维单位利用无人机巡检影像识别技术，对海量的输电线路无人机巡检照片开展智能识别已经成了常态。自2018年以来，累计代替人工识别巡检照片10万余张，发现缺陷照片15000余张，极大减轻了一线运维人员劳动强度，提升了电力设备巡检效率。 记者 乔静涛 

图片 无人机巡航，保障电力输送安全。