中国铁路郑州局集团有限公司新乡供电段
摘要：基于铁路供电设备检测监测业务需求，通过对无人机设备的功能与巡检实践案例的介绍，提出了无人机在铁路供电设备检测监测工作中的作用发挥，解决了现行供电6C系统的检测监测盲区问题，进一步推进了铁路供电设备检测监测工作。
关键词：无人机；检测监测；铁路供电；
1 引言
为实现对铁路供电设备事故、故障、隐患，状态的及时监控，特采用无人机对铁路供电、电力关键设备进行巡检。
1.1无人机应用范围包括：
1.1.1周期性巡检关键设备，如：电力架空电杆、变配电所门型构架、架空避雷线、T型线夹、接触网钢柱上部横向承力索、跨越线、高架桥梁侧面等。
1.1.2辅助事故或故障的抢修时设备的检测判断、隐患的排查、状态的确认。
2 无人机在铁路供电设备检测监测工作中的运用
2.1无人机巡检工作流程
（1）供电段专业技术科根据管内设备现状，编制周期性无人机巡检计划。
（2）检测部门根据专业技术科公布的季度巡检计划，按照周期和实际情况编制月度巡检计划并执行。
（3）检测部门负责无人机巡检视频数据过程分析和关键设备专项分析工作。
（4）车间自配合检测部门完成巡检之后拷贝视频数据，组织车间、班组骨干技术人员开展分析工作，后续安排计划对发现设备缺陷进行整改。
（流程图）
2.2无人机巡检安全管理
（1）接触网巡检
接触网巡检方式可分为网内巡检和网外巡检两种。
网内巡检：大站区及站场股道总数超过五股道的站区，允许作业人员、无人机入网进行飞行巡检作业，根据现场需要可按规定办理第三种工作票。
巡检过程中，严禁作业人员侵入行车限界。无人机必须时刻与带电设备保持足够的安全飞行距离，要求其距离设备水平方向、垂直方向均不得小于10米。
网内巡检需按规定落实点外上道的相关安全措施，设置双防护，并向供电段指挥中心申请有关命令。
高铁（城际）线路严禁进行网内巡检。
网外巡检：普铁及高铁接触网，允许对其设备进行网外顺线路来车方向的飞行巡检，按规定办理第三种工作票。
巡检过程中，严禁作业人员侵入行车限界。无人机必须时刻与带电设备保持足够的安全飞行距离。
网外巡检需提前向供电段指挥中心报备。普铁接触网网外巡检，需设置驻站联络员和现场防护员双防护；高铁接触网网外巡检需设置驻局联络员、现场防护员。
巡检高铁接触网设备时，严禁入网飞行，仅限距离防护网水平方向10米以外且顺来车方向飞行。
巡检普铁接触网设备要求距离设备水平距离不得小于10米，严禁跨越或在铁路线路上方飞行。
（2）电力线路巡检
允许不入网对电力线路的杆塔、架空线、隔离开关、避雷器、高压开关、变压器进行野外飞行巡检，需按规定办理安全工作命令记录薄。
巡检过程中应时刻与带电设备保持3米以外的足够安全飞行距离。巡检过程中若沿铁路线路飞行，应距离防护网水平方向不得小于5米且顺来车方向飞行，严禁侵入行车限界、严禁跨越铁路线路飞行。
（3）变配电所亭巡检
对于变配电所亭220、110、27.5KV及以下的高压设备，巡检过程中应时刻与带电设备保持不少于10米、6米、3米以外的足够安全飞行距离。变电专业需办理第三种工作票，电力专业需按规定办理安全工作命令记录薄。
（4）安全风险卡控措施
各种巡检方式的作业均需严格执行各专业的安全管理规定、标准化作业程序，并由巡检设备的所属车间负责落实。
无人机巡检飞行，必须执行一人操作、一人监护，此项由检测部门人员负责。操作人必须由取得民航AOPA无人机驾驶资格证的人员担当，且持证上岗。
（5）无人机巡检现场安全防护组织
无人机巡检的现场作业组织由设备所属车间（班组）负责。
网内巡检的作业人员组织，应包括工作领导人、现场防护人、驻站联络员、无人机驾驶员、无人机驾驶监护人。
网外巡检的作业人员组织，应包括工作领导人、驻站联络员（高铁接触网巡检应设驻局联络员）、无人机驾驶员、无人机驾驶监护人。
驻站（驻局）联络员要按规定提前向现场防护员通报来车信息，现场防护员要及时通知工作领导人，工作领导人及时通知无人机操作人，让其及时与线路保持相应的安全飞行距离及飞行方向。
电力线路、变配电所亭巡检作业人员组织，应包括工作领导人、巡检专业的监护人、无人机驾驶人、无人机驾驶监护人。
（6）每次作业前需按要求开展作业风险辨识、制定相应的设备及人身安全卡控措施。网内巡检要制定上道巡检措施、行车防护措施、防无人机坠落；网外巡检要制定网外巡检措施、防无人机坠落措施。
2.3无人机巡检飞行条件
（1）无人机可在飞行高度120米以下及天气、环境条件良好的情况下进行超视距飞行，但在雨、雪、雾、大风（5级及以上）恶劣天气下和夜间禁止使用。
（2）严禁在人口密集的场所及国家法定的禁飞区域内进行飞行。周围应有宽阔且平坦的地面可用于起飞、降落。
（3）巡检飞行由供电段检测部门指定取得民航AOPA无人机驾驶资格证的人员操作，同时设一人专人监护飞行操作过程。每次作业前和车间配合人员共同做好安全风险筛查，到达作业地点后共同确认巡检范围，并确认作业手续齐全、防护和应急准备到位，方可操纵无人机进行飞行作业。
（4）每次飞行前，操作人员均需逐项检查无人机及其各部件组装连接状态良好、摄像镜头清洁、内存卡插入正确，控制平台信号通信正常、图传正常、巡检作业电池电量充足。
（5）无人机巡检飞行之前要正确设置自动返航功能，并确认所加挂的电池电量充足，飞行中电量低于10%要实现自动安全返航。
（6）入网上线路或临近铁路限界进行飞行作业时，车间必须严格按要求设置好驻站（高铁为驻局）和现场防护后方可进行。
2.4无人机使用要求
（1）开机前检查：检查无人机及遥控器，桨叶是否旋紧、电池是否安装到位、相机SD卡是否插入、遥控各操纵杆是否恢复默认以及各结构连接点是否有松动；检查显示器、遥控器电量是否充足。
（2）功能检查：启动电源，查看飞机自检指示灯是否正常，观察自检声音是否正常；检查显示器与遥控器设备连接，确保连接正常；操作拍摄设备是否在可控范围内活动，拍摄一张相片检查SD卡是否正常；检查图传信号、控制信号是否处于满格状态，并无相关警告提示；旋翼低速旋转，观察是否存在电机异常、机身振动异常。如有异常，应立即关闭无人机，停止飞行；遥控器上提示危险电量的低于10%时，必须终止巡检作业。
（3）指南针校准：指南针校准结果直接影响飞行安全性，未校准可能导致无人机工作异常，指南针错误时无法执行返航功能；请勿在有铁磁性物质的区域校准，如大块金属、磁矿、停车场、桥洞、带有地下钢筋的建筑区域等；校准时切勿随身携带铁磁物质，如钥匙、手机等；校准成功后放在地面上，出现指南针异常，驾驶员可将无人机更换位置后再查看异常是否消除，否则不准使用。
（4）飞行中过程监控：操作人在飞行过程中注意监控飞机电量、图传及遥控信号强度、飞行数据（高度、距离、提升及平移速度）等；监护人注意监控飞手周围环境，包括通报列车通过信息、周围车辆及人群等；操作人、监护人需同时监控飞机姿态，并判别附近的干扰源和与带电设备保持足够的安全飞行距离；无人机操作飞行前后填写巡检记录表，飞行时操作人员需佩戴并使用单兵全过程录制视频，无人机应安装飞行记录仪。
（5）飞行中的应急处置：
实时图传中断：保持无人机悬停，重新进入相机界面，或者调整天线的摆放，以重新获取图传，并操控无人机飞回返航点。
无人机进入失控返航：无人机会自主返航，飞回记录的返航点，等待遥控信号恢复。
无人机悬停不稳：悬停不稳，可能是卫星信号较差，或指南针干扰导致，应当控制无人机降落在安全地面。
指南针干扰：App显示指南针干扰提示时，建议切换到姿态模式，尽快控制无人机降落或返航，之后在无干扰的地方，重新上电后校准指南针。
智能低电量返航：此时应当执行返航，等待无人机飞回视距内，降落在合适的地点。请勿轻易取消返航，否则将导致无人机电量不足，无法返航。
风力5级及以上时，无人机无法保持悬停姿态：此时应当马上降低无人机高度，尽快在合适的地点降落。
2.5无人机在铁路供电检测方面的运用
（1）工作完成情况：
自2018年11月起，新乡供电段利用无人机对管内供电、电力设备展开了巡检工作，完成情况如下。
接触网专业：京广高铁避雷线及托架513处、京广线同杆合架供电线109处、新荷线同杆合架供电线151处、同杆合架回流线2处、供电线馈线12处、接触网附属设备19处。
电力专业：太焦线襄垣电力工区847电源2#、襄垣至五阳贯通30#-32#;长治电力工区小宋至长子贯通84#-111#;东坡电力工区东坡至孔庄贯通24#-29#、34#、47#-56#共计47处。
变电专业：鹤壁东、新集、卫辉、汤阴、修武西、月山变电所6个所亭。
（2）发现设备缺陷及典型缺陷情况如下。
检测部门利用无人机巡检数据进行全面分析共发现设备缺陷40件，其中电力专业16件，接触网专业18件，变电专业6件。
3 结束语
综上所述，随着铁路业务需求的不断变化和飞速发展，从各种检测手段和检测设备入手，弥补6C检测的技术漏洞和检测盲区。由于小型无人机的航空特性和大面积巡查的特点，在设备检测监测和评估方面特别具备优势。在设备巡检和日常检修中，由于设备及接触网、电力线路所处地形的限制，人工巡检倾向于比较基础性的检查内容。无人机巡检与6C检测监测进行结合可有效提高效率。随着无人机技术的日益成熟，无人机巡检的优越性将得到更加充分的体现，它的应用将更加广泛。
另外持续从数据分析、实践和软件开发等方面不断地发现和积累经验，为铁路供电专业高效管理夯实基础，从技术和管理两方面入手保障设备安全，为我国铁路供电事业的发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1] 吴积钦,钱清泉.受电弓与接触网系统电接触特性[J].中国铁道科
[2] 吴积钦.受电弓—接触网系统电接触特性研究[D].成都：西南交通大学，2009.
[3] 程礼椿.电接触理论及应用[M].北京：机械工业出版社，1988：46—47.
论文作者:徐阳
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第07期
论文发表时间:2019/8/15
标签：无人机论文; 设备论文; 作业论文; 铁路论文; 工作论文; 距离论文; 人员论文; 《当代电力文化》2019年第07期论文;