人机协同重塑高空作业：南方电网 "无人机 + 小飞人" 特高压检修技术突破

2025 年盛夏，广东怀集县中洲镇的群山之间，±800 千伏新东特高压直流线路正输送着千万千瓦级电力。与以往不同，检修人员无需背负沉重装备攀爬百米铁塔，而是通过地面控制台操作 "小飞人" 电动升降装置，沿着无人机预设的柔性轨道平稳升至 35 米高空作业点，仅用 28 分钟就完成了导线断股修复任务。这标志着南方电网自主研发的 "无人机 + 小飞人" 协同作业模式已成熟应用于特高压带电检修领域，将传统需要 5 小时的作业压缩至 1 小时内，开创了电力运维智能化的新范式。

技术协同：空中部署与精准升降的创新融合

"无人机 + 小飞人" 系统的核心突破在于构建了 "空中精准投送 - 地面远程控制 - 高空安全作业" 的完整技术链条。南网科技公司研发的 "小飞人" 装置并非传统意义上的机器人，而是一套智能化全自动电控升降系统，整套设备重量仅 35 公斤，却能承载 200 公斤载荷实现 ±0.1 米的精准定位。在 ±800 千伏新东特高压线路检修中，无人机首先挂载绝缘防坠绳和升降绳，在保持与带电体 5 米安全距离的前提下，将绳索精准挂设在分裂子导线和架空地线上，整个部署过程耗时不超过 8 分钟。

作业人员身着全套屏蔽服，通过 "小飞人" 的电动升降平台升空，避免了传统软梯作业中导线剧烈晃动的风险。这套系统特别设计了圆弧形行进轮，能均匀分布对导线的压力，即使在覆冰或油污环境下也能保持稳定。韶关供电局在 220 千伏雄墨线的实践中，作业人员借助该系统仅用 3 分钟就完成了三角板开口销缺失的补装任务，而传统方法需要至少 4 名工作人员协作 2 小时以上。更关键的是，该系统集成了后备保护、过载保护和紧急制动三重防护机制，在 2024 年通过中国电力企业联合会鉴定时，其安全性能指标达到国内领先水平。

重载无人机的加入进一步拓展了系统能力。南网通航公司在高海拔地区的试验显示，载重无人机可在 6 分钟内完成原本需要工作人员负重 60 公斤攀登 1 小时山路才能完成的工具运输任务，将检修物资吊运上塔时间从传统的 20 分钟缩短至 30 秒。在 ±800 千伏云广特高压直流线路作业中，这种 "空中运输 + 地面升降" 的组合模式使整体工作时间较传统方式减少 5 倍以上，大幅降低了作业人员的劳动强度。

实战突破：复杂场景下的效率革命

在 500 千伏紧凑型杆塔这类传统作业难以施展的复杂场景中，"无人机 + 小飞人" 模式展现出独特优势。紧凑型线路因相间距离小，传统等电位作业法存在安全隐患，而 "小飞人" 通过柔性轨道设计，使作业人员能沿导线平稳移动至缺陷点。梧州局在处理 500 千伏桂山乙线的导线断股修复时，采用该系统首次实现了高海拔地区紧凑型线路等电位作业，成功完成扭绞复位和间隔棒更换等多重任务。

迎峰度夏等关键时段的抢修效率提升尤为显著。2023 年夏季用电高峰期间，南网超高压公司广州局采用 "小飞人" 系统对天广直流、牛从直流等西电东送关键线路进行接头预绞丝补强，仅通过无人机挂设攀爬绳这一改进，就单组作业减少 2 小时，为电网在高温高负荷运行下提供了快速保障。数据显示，自该系统规模化应用以来，南方电网特高压线路带电作业年均完成次数从 2022 年的 32 次提升至 2024 年的 47 次，缺陷消除及时率提高至 98.7%。

高海拔地区的作业难题也被攻克。在大理局 ±800kV 直流线路检修中，重载无人机与 "小飞人" 配合，解决了强电场环境下的工具运输和人员升降问题。技术团队通过优化无人机抗干扰算法和升降装置的绝缘设计，使系统在海拔 3000 米以上、电场强度达 15kV/m 的环境中仍保持稳定运行，验证了该模式在极端条件下的可行性。这种适应性使其能够覆盖我国西南复杂地形中的特高压线路，为 "西电东送" 主通道提供可靠运维保障。

安全设计：从被动防护到主动预警的全链条保障

南方电网在这套系统中构建了多层次安全防护体系。绝缘绳索的检测标准极为严格，每次作业前都必须使用 2500V 及以上绝缘电阻表检测，确保阻值不低于 700MΩ。作业人员的屏蔽服采用全编织结构，各部分连接电阻不超过 20Ω，能有效分流感应电流，使其在 ±800 千伏电场中仍保持安全电位。在电位转移瞬间，系统会自动监测人体与带电体的距离，确保不小于 0.4 米的安全间隙。

环境适应性设计同样周密。系统运行有明确的气象窗口要求：作业现场实测湿度不大于 80%，风力需小于 5 级（10m/s），遇雷雨雾雪等恶劣天气立即停止作业。针对南方多山地丘陵的地形特点，无人机配备了激光雷达避障系统和高精度 GPS 定位，能在复杂地形中规划最优路径，避免碰撞杆塔或树木。在 2024 年梧州局的 110 余次带电消缺作业中，这套安全体系实现了零事故记录。

智能监控系统提供了全过程风险预警。通过部署在升降装置上的高清摄像头和传感器，地面控制台可实时监测作业人员状态、设备运行参数和周围电场强度。当检测到异常情况时，系统会自动触发声光报警，紧急情况下可远程启动制动装置。这种 "人机互监" 模式相比传统的人工监护，将风险响应时间从 15 秒缩短至 0.8 秒，大幅提升了作业安全性。

行业变革：从人力密集到科技赋能的范式转型

"无人机 + 小飞人" 模式正在重构电力检修的成本效益模型。传统特高压带电作业需配备 6-8 人的作业团队，其中至少 2 名经验丰富的高空作业人员，而新模式仅需 3 人即可完成：1 名无人机飞手、1 名地面操控员和 1 名作业人员。以 ±800 千伏线路绝缘子更换为例，传统方法单组作业成本约 2.3 万元，采用新模式后降至 0.8 万元，综合成本降低 65%。南方电网统计显示，该技术规模化应用后，2024 年特高压线路非计划停运时间同比减少 42%，相当于多输送电量 12.6 亿千瓦时。

这种变革更体现在对作业人员的职业保护上。过去，特高压检修人员需背负 80-100 公斤装备攀爬高塔，在高空作业时还要承受导线晃动带来的体力消耗，属于典型的高危职业。"小飞人" 系统将人员从繁重体力劳动中解放出来，通过地面遥控完成大部分操作，使高空作业的体力消耗降低 70% 以上。梧州局一位从事带电作业 15 年的老师傅坦言："以前上一次塔相当于跑一次马拉松，现在有了 ' 小飞人 '，一天可以完成 3 组作业，体力还绰绰有余。"

技术输出正在形成行业标准。南方电网基于该技术编制的《特高压线路人机协同带电作业规程》已被纳入中国电力企业联合会标准体系，其中 6 项核心技术指标被 IEEE 国际标准采纳。在巴西美丽山特高压项目和菲律宾电网升级工程中，这套作业模式已成功应用，成为中国电力技术 "走出去" 的新名片。南网科技公司透露，目前正与东南亚国家电力公司洽谈技术合作，计划在 2026 年前实现该系统的海外本地化生产。

未来展望：构建电力运维的空中智能生态

随着技术迭代，"无人机 + 小飞人" 系统正向更智能的 "空中维修站" 演进。南网通航公司正在测试的新一代重载无人机，续航时间从当前的 40 分钟延长至 2 小时，载重能力提升至 50 公斤，可携带压接工具等重型设备直达作业点。同时研发的 AI 缺陷识别系统，能通过无人机搭载的多光谱相机自动检测螺栓松动、绝缘子自爆等缺陷，准确率达 92%，为检修提供精准导航。

模块化设计将拓展更多应用场景。南网科技公司已开发出适配不同电压等级的 "小飞人" 系列装置，从 110 千伏配电网到 ±1100 千伏特高压线路均能覆盖。针对城市密集区的线路检修，还特别设计了低噪音电动升降系统，将作业声响控制在 60 分贝以下，减少对周边居民的影响。下一步计划集成小型机械臂，实现导线打磨、螺栓紧固等精细操作的自动化完成。

在构建新型电力系统的背景下，该技术将与数字孪生、5G 等技术深度融合。南方电网正在建设的 "数字特高压" 平台，可将无人机采集的线路数据与三维模型实时融合，形成动态数字孪生体。作业人员通过 VR 设备就能远程预览作业环境，规划最优操作路径。预计到 2027 年，这种 "数字预演 + 实体作业" 的模式将使特高压检修效率再提升 30%，推动电力运维向 "少人化、无人化" 转型。

从韶关的山谷到大理的高原，从迎峰度夏的紧急抢修到日常的精细运维，"无人机 + 小飞人" 模式正在书写电力检修的新篇章。这套完全自主研发的技术体系，不仅解决了特高压线路运维的世界性难题，更重塑了高危行业的安全标准和作业范式。当无人机的螺旋桨划破晨雾，当 "小飞人" 载着检修人员平稳升空，一幅科技赋能能源安全的图景正清晰展开，为构建新型电力系统注入源源不断的创新动力。