某地送變電公司運維的藏區(qū)電網(wǎng)線路總長超過 6500 千米，覆蓋 26 萬平方公里國土，跨越甘孜、阿壩、涼山少數(shù)民族自治州，保障和改善了藏、羌、彝、苗等各族群眾的生產(chǎn)生活，是區(qū)域經(jīng)濟社會的生命線。
然而藏區(qū)電網(wǎng)橫亙高山峽谷，輸電線路塔位最高海拔超過 5000 米，沿線自然環(huán)境極為惡劣，傳統(tǒng)人工巡檢異常艱辛，工作質(zhì)量和效率不高，還面臨一定的人身安全威脅。如何在高原山區(qū)進行高效安全的巡檢作業(yè)，是一個棘手的問題。
面對高原山區(qū)巡檢工作的極限挑戰(zhàn)，四川送變電公司自 2015 年起，逐步引入大疆無人機，積累了豐富的飛行經(jīng)驗，提出了行之有效的對策。
挑戰(zhàn)一：極寒環(huán)境
四川高原山區(qū)年冰雪期長達 4～6 個月，戶外環(huán)境溫度極低，在低溫環(huán)境下，鋰聚合物電池內(nèi)阻增大、容量減小，從而導致電池續(xù)航時間減少。
解決這個問題有兩種方法：一是使用可自加熱的動力電池，如大疆經(jīng)緯 M200 V2 系列、“悟” Inspire 2 等無人機，安裝電池并開啟電源后，當溫度低于 15℃ 時會自動加熱電池，并將溫度保持在 15～20℃ 之間，以發(fā)揮電池的最佳性能。二是飛手從駐地前往待巡線路途中，將動力電池置于車載空調(diào)出風口，持續(xù)吹出的熱風可將電池預先熱透。在冰雪天氣，經(jīng)過車載空調(diào)預熱的電池，溫度還來不及降下來，飛手就可完成這一架次的巡檢作業(yè)。
實踐表明，在極寒環(huán)境下飛行，利用車載空調(diào)預熱電池效果更佳，既不會耗費自身電量影響無人機的續(xù)航時間，也無需在起飛前等待電池的自加熱過程。
挑戰(zhàn)二：大落差航線
在大渡河、雅礱江、金沙江流域沿岸，輸電線路沿懸崖絕壁蜿蜒而上，車輛能到達的地方（起降點）與塔位間的高度差往往超過 1000 米，部分塔位甚至超過 2000 米。
如此巨大的航線落差，對飛行操作和電池使用效率提出了高要求。多旋翼電力巡檢無人機的最大上升速度一般為 4～5 米/秒，油門滿舵持續(xù)爬升耗時 3～8 分鐘，對電機的動力和可靠性要求很高，返航也需要在盡可能短的時間內(nèi)著陸。
一般可采用斜向俯沖或螺旋下降的方式返航，這樣既能快速降低飛行高度，也可使無人機的姿態(tài)更平穩(wěn)。然而江河兩岸狹窄，當沒有足夠的空間做俯沖或螺旋動作時，就需要無人機以豎直降落的方式盡快著陸，但下降速度達到 3 米/秒后將極大地考驗無人機的自穩(wěn)能力，以最小油門持續(xù)降高，應密切關注無人機的姿態(tài)，當無人機有失穩(wěn)跡象應立即加大油門，使其姿態(tài)恢復穩(wěn)定后再繼續(xù)小油門下降。
對于大落差航線的巡檢作業(yè)，應選擇動力性能好、姿態(tài)更穩(wěn)定、續(xù)航較長、支持 500 米限高解禁的無人機，如大疆“御” Mavic 2、精靈 Phantom 4 Pro。
挑戰(zhàn)三：復雜的風環(huán)境
高原山區(qū)風環(huán)境復雜，峽谷地帶氣流紊亂，常常出現(xiàn)超過 5 級的陣性風，并伴有風切變現(xiàn)象，對巡檢作業(yè)安全造成了嚴重威脅，特別是快速降落中的無人機，遇到風切變時，機身容易出現(xiàn)劇烈顛簸，有失穩(wěn)墜落的風險。
雖然無法干預風環(huán)境，但我們?nèi)匀豢梢圆扇∮行Т胧┍Ｕ巷w行安全：放飛無人機前觀測風速、風向，確認航線風環(huán)境滿足飛行技術指標要求；掌握當?shù)仄痫L時間、風力等級、持續(xù)時間，盡量避開強風、亂流時段作業(yè)，高原山區(qū)通常在中午前風環(huán)境相對溫和，因此宜在早晨、上午飛行作業(yè)；在飛行過程中，特別是快速降高階段，作業(yè)人員應注意監(jiān)視無人機姿態(tài)是否穩(wěn)定，以便異常時及時采取措施，對于配備有 FPV 攝像頭的無人機，通過 FPV 畫面來監(jiān)視無人機的姿態(tài)更直觀。
挑戰(zhàn)四：陡峭的山勢
某地送變電公司運維的輸電線路不少建在陡峭的山崖之上，山勢高而險峻，巡檢的難點在于，當無人機飛越桿塔頂部，在上山坡面降低高度巡檢桿塔另一側時，桿塔與山壁、樹木間的凈空距離極為有限，無人機面向桿塔拍照，在移位過程中稍有不慎就可能撞擊后方、下方障礙物。
無人機飛越塔頂，在降高前可將無人機云臺相機朝下 90°，以評估上山坡側地形地貌，調(diào)整飛機位置，在與桿塔保持安全距離的情況下，適當遠離上山坡側山壁、樹木。此外，飛手宜輕柔打桿，防止動作過大無人機因慣性撞擊后方貼近的障礙物。同時，在較低的高度拍攝時，宜多次將云臺相機豎直朝下確認無人機與正下方地表、樹木的距離是否安全。
巡檢建在懸崖峭壁上的輸電線路，宜選擇具備后視和下視避障功能的無人機，如“御” Mavic 2 和精靈 Phantom 4 Pro，為飛行安全提供后備保護。
挑戰(zhàn)五：高海拔
四川高原山區(qū)的輸電線路，塔位海拔多數(shù)超過 3000 米，高海拔稀薄的空氣將導致升力明顯減小，無人機維持飛行高度將消耗更多的電能，導致續(xù)航時間銳減。
為提供足夠的升力，大疆 “悟” Inspire 2 專門適配了高原槳，以保證在 5000 米海拔高度穩(wěn)定飛行。通過安裝高原槳，“悟” Inspire 2 就能在四川高原山區(qū)正常開展電力巡檢作業(yè)。大疆精靈 Phantom 4、“御” Mavic 2 系列無人機配備通用槳，可在 6000 米海拔高度安全飛行，無需根據(jù)海拔高度更換槳葉，十分方便。
對于長續(xù)航需求，選擇配備高容量 TB55 電池的大疆經(jīng)緯 M200 V2 系列是不錯的選擇，實踐表明，預留 15～20% 的著陸電量且僅安裝禪思 X5S 或禪思 Z30 單云臺負載，經(jīng)緯 M200 V2 系列在高原山區(qū)電力巡檢續(xù)航達 22～27 分鐘，是大疆除客戶定制機型外續(xù)航最長的一款無人機，能較好地適應高海拔苛刻的飛行環(huán)境。
無人機在高原山區(qū)電力巡檢，應預先了解極端自然環(huán)境可能給飛行活動造成的困難，并充分熟悉解決問題的對策，保障巡檢作業(yè)安全。
未來，電網(wǎng)人會在無人機高精度自主精細巡檢的方向上繼續(xù)探索，切實降低藏區(qū)電網(wǎng)巡檢的難度和安全風險，不斷提高線路巡檢質(zhì)量和效益。
