多旋翼无人机在输配电线路巡检中的任务管理

多旋翼无人机在输配电线路巡检中的任务管理

罗龙

（云南电网有限责任公司昆明供电局输电管理所云南昆明650000）

摘要：目前输电线路巡视正逐步转向由“航空巡视为主，人工目测巡视为辅”的方式，航空巡视具有快速性以及数据可以共享等优点，而其中微型多旋翼无人机是巡视体系中重要的补充，近年来得到了大量的应用，随着技术的进步近几年来微型多旋翼无人机的完成任务能力有了很大的提高。本文就多旋翼无人机在输配电线路巡检中的任务管理进行探讨，以供参考。

关键词：无人机；输电线路；巡检

1无人机巡检系统的组成结构

无人机巡检系统是一个复杂的一体化系统，主要包含了电子通信、跨航空、地理信息导航定位、图像识别等多个学科的技术。无人机的巡检系统一般由六个部分组成，包括飞行平台、地面监控系统、信息传输系统、飞行控制系统等。飞行平台主要包括机体、动力系统、电力系统，主要保障飞行平台正常工作的设备安全。飞行控制系统主要包括全球定位系统接收机、气压传感器等。地面检测系统主要包括为图像监视系统和飞行数据监控系，地面检测系统也被人们称作是任务设别，主要用来传输和接受输电线路的巡检资料。旋翼的无人机由遥控直升机本身、减震悬挂装置、影像采集、无线传输设备和地面影像监视和操作系统共同组成。遥控操作的直升机主要包含遥控操作直升机站和遥控操作地面站。

2无人机系统的选择要点

2.1飞行平台及传感器

水平起降式无人机对场地要求高，虽可通过倾斜弹射、定点伞降等方式获得垂直起降能力，但维护保障难度将加大，限制了水平起降式无人机的使用便利性。平台需要考虑到携行问题，全系统体积重量不能太大。平台可携带三轴稳定器，在低空紊乱气流下中保持视场稳定，并能保证传感器视场始终对准目标区域，生成清晰的高分辨率影像。

2.2安全性

在飞行平台发生失控及故障时，应能保证在指定区域盘旋或悬停，飞行平台不能随气流飘飞。无人机自身安全性受各系统的各环节制约，目前国内缺乏统一的适航标准及质量标准，安全性与无人机的制造成本直接相关。但过高的价格又会限制使用，需在各个方面有一个折衷。

2.3数据链路

数据链路应具有较好的抗干扰性，同时可传输高清高分辨率画面。高清高分辨率实时画面可以在第一时间帮助发现疑点目标，而不用等数据采集后分析，同时地面站应拥有数据接口，借助通信设备连接卫星转播系统或移动互联网络，将其采集到的图像信息实时转发。

3无人机巡检输电线路技术的应用

3.1雷击故障点查找

一般来说，悬垂绝缘子串雷击放电后，横担侧与导线侧绝缘子烧伤最为严重，且横担侧挂点金具之间的连接点会有烧伤痕迹，悬垂线夹与或导线有明显的放电痕迹，若安装有均压环，则均压环上有明显的烧伤痕迹。耐张杆塔若无跳线串，一般直线烧伤横担侧若干绝缘子后对跳线放电，如果跳线弧垂过大的话也可能会沿绝缘子串放电。而这些部位受视角的限制，人工是很难在地面上通过高倍望远镜巡视所发现。即使是人工登检，也只能对杆塔侧绝缘子串或金具进行有效检查，对剩余部位依旧存在盲区。由于视角限制，也不能通过高倍望远镜查找故障点。无人机操手在山脚距杆塔约260米位置选取空地进行故障查找工作，经过1个架次约10分钟的查找工作，准确清晰地拍到放电点。

3.2多旋翼无人机的应用

应用实例：国网某修公司在日常使用最多的便是型多旋翼无人机，这种机型具有无可比拟的优势，它不仅有着最大起飞重量，而且也有着最大载荷量。它的机身采用的是碳纤维复合材料，并且采用双路复合供电。它的起降方式有两种：①自驾；②手控，并且具有增稳、手控或者自驾等控制方式，还有失控保护的功能，从而大大降低人员的生命安全风险。此外，随机还搭配柔性防抖云台，很多的器材可以搭载，比如红外热像仪器、可见光照相机以及摄像机等等。在设备带电的条件下，该机型可以解决很多的问题，具体有以下几方面：①对地线上、线路导、下挂点金具连接情况进行检查；②对地线、导与金具的连接部位的磨损情况进行检查；③对特殊地段绝缘子串销钉锁紧缺情况进行细致的检查；④对地线、线路导损伤情况进行诊断，并且能够提供依据给检查缺陷的处理方式；⑤能够进行故障巡视作业，比如寻找雷击闪络点等等。

4微型多旋翼无人机系统在高压输电线路巡检运行时应注意的事项

随着经济的发展的需求，电网建设的不断完善，高压输电线路之间并行、穿越、跨越等情况越来越多，对于微型多旋翼无人机运行任务规划时应在现有电力工作安全规定的基础上进行，在实践中对于飞行器飞行中应有以下应注意的地方：

（1）对线路设施进行巡检飞行前应了解线路设施的运行情况，尤其是负荷高低、电流大小、杆塔类型、导线情况、前次巡视记录等。应建立任务规划单、安全检查单、任务规划单、安全检查单都应实现电子化，方便调取查阅及保存。

（2）不同类型的无人机和不同的巡线设备，其工作的安全距离的设置是不同的，需要在实践中确定。这个安全距离应是动力螺旋桨边缘与线路设施各处的安全距离，而不是传感器与被拍摄物的距离。

（3）在任务规划阶段就应仔细权衡飞行路线上电磁干扰所带来的影响，同时应考虑飞行器运行位置传感器特性及巡检要求。如遇到线路自高压线路下方穿越及跨越，遇到这类情况，应优先选择返回起飞点并回收，转移地点至线路对侧后重新发射飞行或选择在交叉点位置远距离悬停并凝视。

（4）对不同的塔形及导线布置方式，应制定优化路线，完善的巡视路线方案有利于高效的完成巡视任务。如：双回耐张塔应采用由上层开始，逐步下降高度。

（5）任务规划及执行阶段应考虑传感器的性能，如使用光学传感器在平行线路飞行时，背景有可能的闪耀模糊。还要防止飞行器运动时带来的模糊导致任务失败，尤其是光学传感器每秒帧数。而采用延时摄影法时应保证有较好的重叠率。红外传感器应考虑目标温度在大气环境中的水汽吸收以及所处阵位背景温度带来的影响。

4无人机巡检技术的未来发展前景

无人机巡检输电线路技术具有非常广阔的发展和推广前景。第一是可以针对高压输电线路进行日常巡视以及故障查找，实现对可疑故障点的快速排查，做到故障的准确定位。第二是无人机巡检技术的应用可以减少高空作业以及带电作业的次数，通过地面远程控制实现对线路和设备的高空检查，为状态检修提供必要的数据支持。第三是在具体的区段以及局部设备故障巡查中有着良好的适用性，不仅操作方便、成本低廉，而且安全性更强，在经济、技术和安全方面有着广阔的应用前景。第四是无人机能够实现定点悬停，针对绝缘子、线路金具等进行局部检测，不需要登杆检查，减少了劳动强度和巡检时间，在一些恶劣的地形条件下，更是可以实现自动巡视，不受环境因素的影响，能够保证良好的巡检效果。

5结语

从上面可以看出，输电线路的运行状态对整个电力系统的稳定运行具有重要的意义，为此做好输电线路的巡检工作具有重要的意义。经过实验证明发现，将无人机技术应用到输电线路的巡检中能够有效提高输电线路的可靠性、稳定性。所以，在实际工作中，需要管理人员加强对无人机巡检输电线路技术的分析和应用，从而在真正意义上保证输电线路的稳定运行。

参考文献：

[1]李翔.多旋翼无人机在输配电线路巡检中的任务管理[J].科技创新导报，2015

[2]潘文斌.无人机在丘陵地区输电线路巡检中的应用[J].山东工业技术，2015，03

[3]李翔.多旋翼无人机在输配电线路巡检中的任务管理[J].科技创新导报，2015，01

[4]岳灵平，章旭泳，韦舒天，等.输电线路无人机和人工协同巡检模式2016.01