空中电网创客 呵护电网运行——记漳州供电公司无人机研发团队

  红外线成像技术是电力行业一种广泛开展的检测设备故障的技术方法，它对故障点情况的显现更为形象、直观，具有较高的准确性，能将缺陷发现在萌芽阶段。而输电线路杆塔多处高山峻岭，现有红外测温设备携带体积较大，对检测工作员的体能消耗较大，工作效率较低。“融合了红外成像检测技术的小型无人机，就像给无人机戴上‘显微镜’一样，可以填补这一领域的国内技术空白。”

  这时，被誉为“空中电网创客”漳州供电公司无人机研发团队又站了出来，他们在自主研发2台牵放引线台线台线路精细化巡视无人机的基础上，提出了将红外成像检测技术融入无人机系统的全新设计理念，利用无人机拍摄，把红外电晕检验测试的数据及图像同步、实时、清晰、准确传输到地面站及在线监测终端，实现无人机与红外成像检测技术的集成一体化。目前，这一项目已立项，他们正紧锣密鼓地投入研创，力争今年正式投用。

  与此同时，漳州供电公司无人机研发团队在现有自主研发的无人机技术基础上，加快对输电线路夜间高空巡视机器人的研制，力求将输电线路空中巡视同夜间巡视有效结合，减少故障造成的损失、故障快缩短故障造成线路停运的时间、降低系统运行的风险，给输电线路多一个的夜间“空中守护者”，有效提升漳州电网的可靠性。

  说到这，不得不提起这个被称为“空中电网创客”的漳州供电公司无人机研发团队。

  “空中电网创客”目前共有36名成员，平均岁数在27岁，共有21人考取中国民航总局的AOPA无人机资格证书，16人考取无人机机长证，其中2人为省内仅有的女机长。

  “一开始，真的是啥都不懂，自己就努力跟老师学，跟身边同事请教，再花时间自己摸索……”谈起从新手到女机长，林雅云用“一脸懵圈”来形容她的初学状态。气象知识、空域知识、无人机构造知识，电子线路连接、飞行原理、遥控系统、无人机日常维护、民航无人机法规等等一系列课程让这个读理科的女生也是吃尽了苦头。经过了一段时间的学习，她终于通过了AOPA的严格考试，拿到“民用无人机驾驶航空器系统驾驶员合格证”，也就是常说的“无人机驾照”，成为全省首位女机长。

  然而，这一切才起步，相对于安逸的办公室，风吹日晒的田间地头才是无人机飞手的“归宿”。除了必要的专业相关知识，操作的流程中还得抗晒抗风，恶劣的工作环境往往让很多女生对无人机飞行望而却步。不同于男飞手，女飞手手法更细腻，在飞行过程中，林雅云往往担任任务手的角色，经过控制无人机的云台及相机对线路情况做拍摄。“由于无人机飞行过程中，机身容易受风影响产生轻微晃动，所以在对线路情况做拍摄时，我必须一点点地操控着摄相机的镜头，尽可能将线路上的情况完整地勘察下来。” 林雅云说，由于公司女机长有限，她往往要一边兼顾班组日常工作，一边参与无人机作业。忙碌，但很充实。

  像林雅云一样的，无人机自主研发小组成员分散在公司运维、检修、带电等班组，自主研发无人机并非是他们的主业。性格各异、专业不同的他们是如何走到一起，保持着绵绵不绝的激情、步调一致，走上这条“无人机创新”之路的呢？

  漳州地处福建南端，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，近10年来全市山地大面积种植经济速生林，线路运行环境日趋恶劣，若按传统的巡检方式需要大量的人力，不仅危险而且效率还不高。如果不用人工攀登几十米高的输电线路杆塔，也能进行查障呢？这群年轻人想到了无人机，他们大胆设想，在无人机上安装相机，用一架“可以飞的相机”不就能轻松实现了……

  为什么要自主研发，无人机不是能买到吗？漳州供电公司无人机研发团队的回答是：NO！“因为自主，你就能以最小的资金干更多的事，因为自主研发，我们在飞机的设计、制作、生产、软件编程、安全飞行、作业规程等方面，就可拥有全部自主知识产权，不权有能力造飞机，让它飞行有我所用，还要有能力进行自我维护，有问题出故障能自主应对处置维修，就好比汽车，很多人会开，但大多数人都不会修，更别说制造，我们要做的就是造飞机、飞飞机，还要能修飞机……”漳州供电公司无人机研发团队创始人陈杰说道。

  无人机的研发并非一帆风顺。原理上理解容易，但对于一群飞行器的“门外汉”来说，可一点也不简单。每一架成功投运的无人机，都要经过上百次的试飞，找到察觉缺陷的症结，而后一点点改进。

  怀着“实现空中电网维护”的梦想，这群年轻人利用业余的时间，在网上搜索研究相关的知识背景、理论体系，购买零度、大疆等消费级无人机寻找灵感，研究原理，动手制作零部件，实践试飞。

  终于——2013年10月28日傍晚，他们自主研发的输电线路巡检用无人机试飞成功，实现了“飞巡”15分钟顶人工1小时，查看到望远镜看不清的线路死角。

  这一阶段性成果的取得，令这群年轻人兴奋不已，他们的兴致一发不可收拾。“无人机”研发之路越走越宽、越走越远。

  如果说2014年是无人机研发团队实现巡线年后，则是他们自主创新突飞猛进的时期，无人机的更多功能被他们发掘出来，应用到供电生产的各个领域。

  在原有的巡线无人机基础上，研发团队不断地进行设计、改良，提升制作水平，反复进行各种模拟试验，依托集体的智慧和力量，成功地将热熔机具定性与无人机相结合,创新研发出热熔清障无人机。2015年4月，热熔清障无人机成功完成在220kV导线上清除氢气球的任务，这是福建省首例应用无人机进行高空清障任务。

  而以往，220kV导线位输电检修人员配合对线路进行停电、人工上导线、滑车、手工剪断等处理，最快也要几个小时，甚至由于现场情况复杂耗时还会有所延长，并存在一定的人身安全风险隐患。采用热熔清障无人机后，仅需2人就可以完成，耗时5到10分钟，且无需停电。不仅保障人身安全，还不伤及导线，绿色环保、高效快速，真正的完成事半功倍的效率，保障了电网的平稳运行。

  创新无止镜，研发在持续。时隔一年，无人机研发团队再次研发清障无人机第二代——喷火清障无人机。2016年9月17日，受强台风“莫兰蒂”影响，地面上的布条被风吹裹到220kV兴泰变导线上，情况紧急。以往在线路密集的导线上清除异物，需要对输电线路停电，运维人员再使用悬挂软梯或高空作业人员攀爬软梯上线，进行人工异物拆除， 步骤繁琐，作业危险，既降低电网线路供电可靠性，又耗费较大人力物力。

  为保障电网安全可靠运行，无人机研发团队临危受命，火速到达现场，快速组装喷火清障无人机，先通过喷洒汽油，待布条充分汽油后，利用喷火器使其自燃，将原来清障时间由原来的40多分钟（不包括输电线路停、复电操作时间）降低至5分钟以内。

  随着无人机技术的进一步成熟，漳州供电公司无人机研发团队承担的任务慢慢的变多。除了利用无人机参与巡线、协助基建施工、清障、架设导线月开始，每次台风灾过后的应急响应，都有无人机研发团队的身影。

  截至目前，研发团队共自主研发2台牵放引线台线台线路精细化巡视无人机，先后在“尼伯特”、“莫兰蒂”、“鲇鱼”台风灾后的抢险任务中开展灾后故障巡视，共排查人工行进困难路段的线处。

  无人机技术应用领域逐渐扩大，但在山区飞行，面临地形地貌、风向气流等情况复杂多变。“困难很多，但方法总比困难多。”陈杰说道，每次飞行任务结束，成员都会将当天的飞行情况做汇总，紧密围绕无人机使用的过程中遇到的重点、难点，针对性开展创新攻关活动。日子久了，他便萌生成立以“国家级科研实验室”为目标的无人机科研室的想法，专门致力于应用无人机技术解决工作中的难题，这一想法得到了漳州供电公司领导的大力支持。

  科研室成立之初，研发团队便遇到了第一个问题：无人机应用愈来愈普遍，可靠锂电池驱动的无人机即使充满电，四轴无人机单次飞行时间只有30分钟，六轴单次飞行时间也不超过50分钟，续航能力成了制约无人机“飞得更高”的最大短板。

  为破解这一难题，漳州无人机研发团队集思广益，在向有关部门专家咨询后，通过反复测试，终于完成无人机动力系统测试体系的建立，通过对无人机动力系统（包括无刷电机、电子调速器、螺旋桨）最佳效率点来测试，获取实际功率图表与参数等数据，匹配最佳能效。目前，通过该系统已分析得出108份动力系统匹配数据，为多旋翼无人机提升续航能力23%至52min，为固定翼无人机提升续航能力135%至96min，改变无人机面临的窘境。

  不仅如此，该团队还自主研发了无人机模拟飞行仿真驾驶训练舱，以交互式视景仿真模拟飞行方式向飞行人员模拟出真实的三维场景及有效的飞行信息，提供逼真的飞行效果与飞行姿态，以便受训飞行人能更快速、更安全、更熟练地使用各种飞行操作设备。

  一分耕耘一分收获。目前，该科研室先后研究出“输电超视距飞行巡视模式”、“小型微型无人机输电单面山地飞行”及“高空现场快速三维勘测建模”等11项无人机新技术，共取得授权专利11项，12项的科学技术进步奖励。

  无规矩不成方圆，无标准难以成事。输电无人机应用不仅对无人机本身装备要求高，对无人机操控手的技术水平更是存在极大的考验，需要有快速的反应能力和过硬的心理素质。无人机研发团队坚持“严”字当头，以细致的操作规范确保每次飞行的安全。日常，除了逐渐完备无人机各项安全准则规范、落实装备责任制、坚持做好无人机巡检数据登记等常规工作外，团队还定期组织无人机组装竞赛、行业知识普及、航空法规宣读、操控技能训练等多元化培养。把无人机作业人员的培训工作作为重点，通过基础理论知识学习、模拟器飞行操作、无人机拆装、无人机调试等多种手段，培养合格无人机飞行巡检专业方面技术人员，打造专业的作业团队。并在每年新员工入职安全技能培训基本科目的基础上加入无人机操控的训练，作为三级教育培训的必考科目。

  谈及未来无人机在电网应用中的前景，小组成员满怀憧憬。陈杰表示，为了让电网更坚强，他和他的伙伴们将继续发扬创新精神、勇于突破。正如电影《破风》中的台词一样：“当你将信心、勇气、毅力三者具备的时候，这样一个世界没什么是你做不到的。”

  这群“空中电网创客”不忘初心，凭着信心、勇气、毅力，凭着激情与执著，向着未知与不可能的方主向探索前行。（林俐）