巡检川藏电网：无人机如何应对高海拔极端环境考验？

本文摘要：国网四川送变电公司运维的藏区电网线路总长多达6500km，覆盖面积大约26万平方公里国土，横跨甘孜、阿坝、凉山少数民族自治州，确保和提高了藏、羌、彝、苗等各族群众的生产生活，是区域经济社会的生命线。然而藏区电网绵延高山峡谷，电缆线路塔位最低海拔多达5000m，沿线自然环境十分险恶，传统人工通判出现异常艰难，工作质量和效率不低，还面对一定的人身安全威胁。如何在高原山区展开高效安全性的通判作业，是一个棘手的问题。

国网四川送变电公司运维的藏区电网线路总长多达6500km，覆盖面积大约26万平方公里国土，横跨甘孜、阿坝、凉山少数民族自治州，确保和提高了藏、羌、彝、苗等各族群众的生产生活，是区域经济社会的生命线。然而藏区电网绵延高山峡谷，电缆线路塔位最低海拔多达5000m，沿线自然环境十分险恶，传统人工通判出现异常艰难，工作质量和效率不低，还面对一定的人身安全威胁。如何在高原山区展开高效安全性的通判作业，是一个棘手的问题。

面临高原山区通判工作的无限大挑战，四川送变电公司自2015年起，逐步引进大疆无人机，累积了非常丰富的飞行中经验，明确提出了行之有效的对策。极寒环境四川高原山区年冰雪期长达4～6个月，户外环境温度极低，在低温环境下，锂聚合物电池内阻减小、容量增大，从而造成续航时间增加。解决问题这个问题有两种方法：一是用于可自冷却的动力电池，如大疆经纬M200V2系列、觉Inspire2等无人机，加装电池并打开电源后，当温度高于15℃时会自动冷却，并维持在15～20℃之间，以充分发挥电池的最佳性能。二是飞手从驻地前往待巡线路途中，将动力电池置放车载空调出风口，持续喷出的热风可将电池预先冷浮。

在冰雪天气，经过车载空调加压的电池，温度还马上降下来，飞手就可已完成这一架次的通判作业。实践中指出，在极寒环境下飞行中，比起电池自冷却，利用车载空调加压电池效果较佳，既会花费自身电量影响无人机的续航时间，也需要在起飞前等候电池的自冷却过程。大高差航线在大渡河、雅砻江、金沙江流域沿岸，输电线路沿悬崖绝壁蜿蜒而上，车辆能抵达的地方（民航机点）与塔位间的高度劣往往多达1000m，部分塔位甚至多达2000m。

如此极大的航线高差，对飞行中操作者和电池用于效率明确提出了高拒绝。多旋翼电力通判无人机的仅次于下降速度一般为4～5m／s，油门满舵持续飞行高度耗时3～8min，对电机的动力和可靠性拒绝很高，回航也必须在尽量较短的时间内降落。

一般可使用横向低空或螺旋上升的方式回航，这样既能较慢减少飞行高度，也可使无人机的姿态更加稳定。然而江河两岸狭小，当没充足的空间做到低空或螺旋动作时，就必须无人机以垂直迫降的方式尽早降落，但上升速度超过3m／s后将很大地考验无人机的自稳能力，以大于油门持续降高，不应紧密注目无人机的姿态，当无人机有失稳迹象应立即增大油门，使其姿态完全恢复平稳后再继续小油门上升。

对于大高差航线的通判作业，不应自由选择动力性能好、姿态更加平稳、续航较长、反对500m限高被禁的无人机，如大疆御Mavic2、精灵Phantom4Pro。简单的风环境高原山区风环境简单，峡谷地带气流失调，经常经常出现多达5级的阵性风，并常有风湍流现象，对通判作业安全性造成了严重威胁，尤其是较慢迫降中的无人机，遇上风湍流时，机身更容易经常出现轻微摇晃，有失稳坠落在的风险。虽然无法介入风环境，但我们依然可以采取有效措施确保飞行中安全性：飞来无人机前观测风速、风向，证实航线风环境符合飞行中技术指标拒绝；掌控当地起风时间、风力等级、持续时间，尽可能避免强风、乱流时段作业，高原山区一般来说在中午前风环境比较保守，因此宜在早晨、上午飞行中作业；在飞行中过程中，尤其是较慢降高阶段，作业人员不应留意监控无人机姿态否平稳，以便出现异常时及时采取措施，对于配有有FPV摄像头的无人机，通过FPV画面来监控无人机的姿态更加直观。平缓的山势四川送变电公司运维的电缆线路不少辟在平缓的山崖之上，山势低而陡峭，通判的难题在于，当无人机飞到杆塔顶部，在上山坡面减少高度通判杆塔另一侧时，杆塔与山壁、树木间的净空距离十分受限，无人机面向杆塔照片，在移位过程中稍有不慎就有可能碰撞后方、下方障碍物。

无人机飞到塔顶，在降高前可将无人机云台照相机朝下90°，以评估上山坡外侧地形地貌，调整飞机方位，在与杆塔维持安全性距离的情况下，必要靠近上山坡外侧山壁、树木。此外，飞手宜柔和打杆，避免动作过大无人机因惯性碰撞后方切合的障碍物。同时，在较低的高度摄制时，宜多次将云台照相机垂直朝下证实无人机与正下方地表、树木的距离否安全性。通判辟在悬崖峭壁上的电缆线路，宜自由选择不具备后视和下视避障功能的无人机，如御Mavic2和精灵Phantom4Pro，为飞行中安全性获取后备维护。

高海拔四川高原山区的电缆线路，塔位海拔多数多达3000m，高海拔平流层的空气将造成升力显著增大，无人机保持飞行高度将消耗更好的电能，造成续航时间骤减。为获取充足的升力，大疆觉Inspire2专门兼容了高原桨，以确保在5000m海拔高度平稳飞行中，只需加装高原桨，就能在四川高原山区长时间积极开展电力通判作业。

而大疆精灵Phantom4、御Mavic2系列无人机配有的标准化桨可使其在6000m海拔高度安全性飞行中，且需要根据海拔高度替换桨叶，十分便利。对于宽续航市场需求，自由选择配有高容量TB55电池的大疆经纬M200V2系列是不俗的自由选择，实践中指出，腾出15～20％的降落电量且仅加装X5S或Z30单云台阻抗，经纬M200V2系列在高原山区电力通判续航约22～27min，是大疆除客户自定义机型外续航最久的一款无人机，能较好地适应环境高海拔严苛的飞行中环境。结语无人机在高原山区电力通判，不应预先理解极端自然环境有可能给飞行中活动导致的艰难，并充份熟知解决问题的对策，确保通判作业安全性。

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