探讨无人机巡检输电线路技术分析范荣

探讨无人机巡检输电线路技术分析范荣

范荣

（国网山东省电力公司烟台供电公司山东烟台264000）

摘要：随着电力企业的快速发展，巡检工作量和难度也在不断的提高，因此，电网事故的发生也越来越多，而新研制出的一种新型的输电线路巡检设备无人机，在某种程度上减轻了巡检的工作量，并且降低了事故的发生率，它的作用十分显著。本文从无人机技术和巡检线路工作内容入手，针对无人机巡检输电线路技术应用的优势和劣势进行了分析，并对其应用路径和发展前景展开讨论。

关键词：无人机；巡检；输电线路技术

引言

基于输电线路的特殊位置，而且随着近几年我国电网规模的不断扩大，电力设备的数量也出现了高速增长的趋势，这就对输电线路的运行结构和巡检工作带来了大的挑战，加之一部分输电线路分布在地势地形较为复杂的郊外，人工巡检会产生诸多不便，因此开始利用无人机进行输电线路巡检。如果想保质保量的完成巡检工作，就要针对可能导致输电线路的不同因素进行及时的排查，以提升检修工作的效率，利用无人机技术能有效提升巡检项目的实际效率和巡检质量，从根本上减少电力工作的实际难度和负担，提升工作效率。

1.无人机的设计研制

1.1技术要素

在飞行中，UH使用常规直升机气动布局，利用传输设备和图像采集设备收集并传输电线路上的目标视频图像，然后由后台工作人员及时对输电线路存在的故障作出判断。M4R采用的气动布局由4个旋翼对称分布，在悬停和起降方面性能良好。在M4R中设置了微型高分辨率图像采集设备、无线图像传输设备和减振云台装置，因此，可以高清晰的收集输电线路特定的目标图像，并进行储存和远程传输，从而实现地面站远程监视输电线路设备的过程。

1.2系统组成

（1）UH无人机的组成包括：影像采集和无线传输设备、地面影像监视和操控系统、遥控直升机本体、减振悬挂装置等。

（2）M4R无人机主要包括地面站和M4R无人机两个部分。

1.3功能简介

（1）无人机的主要功能。UH无人机通过人工遥控，使其飞行到输电线路安全距离范围之内，悬停在输电线路附近，进行采集和传输图像的工作。M4R无人机是通过地面站发出的指令，引导该机沿着输电线路飞行，并在离输电线路安全距离的位置悬停，即完成M4R无人机自主悬停在安全的空间位置的功能，有利于在最合适的位置拍摄图像，此外，工作人员只需对航向和M4R的减振云台进行调节就可以调整图像采集设备和被检测设备的光学角度和距离。

（2）地面站的主要功能。M4R地面站的主要功能包括：操作控制无人机的飞行状态和云台状态、接受无人机传回的检测图像、与M4R无人机进行遥控遥测通信、引导M4R无人机飞行到预定的检测位置。

2.无人机巡检输电线路技术分析

2.1无人机技术内涵分析

（1）对其技术要素进行了解和阐述。一般情况下，无人机技术主要是利用四旋翼无人机或者是遥控直升机，前者主要是由地面基站以及无人机组成，利用的是两对旋翼对称分布确保在运行中形成气动布局，不仅具有较高的悬停优势，而且整个设备的起降能力也比较突出。除此之外，实际的巡航速度约为3~60千米每小时，最大飞行速度控制在相对2km以下，升限高度约为5km。并且能携带高分辨率图像的采集设备以及影像的采集传输系统，并且具有较为优化的减振悬挂配件，实现整体无人机的平稳运行。在遥控直升机飞行时，能对目标的图像进行有效的收集和整理，优化图像和数据的远程传输，确保工作人员能对其问题进行集中的分析处理，从而对隐患进行排查。

（2）对无人机输电线路巡检项目进行功能概述。在实际运行时，无人机会受到地面基站的指引，沿着特定的输电线路有序飞行，也能维系好与输电线路的安全距离，特别是在到达设备的周边时，无人机会停留在特定的空间位置，然后选择最佳角度进行拍摄，对图像进行有效处理，工作人员可有效的调整无人机的减振云台以及航向，就能够对采集设备以及被检测设备进行性能调试，在确定安全距离范围的同时，确保设备及以图像采集完整。另外，M4R的地面站具有无人机遥控的功能，还能确保实时通信的优化升级，真正引导无人机到达指定位置，从而提供其接受影像图形的功效，确保整体云台转台以及控制机制常规化。

2.2巡检输电线路技术内容分析

随着电力设备的日益增多相应的巡检工作量也在不断增大，想要实现项目的正常安全运行，就要针对具体问题建立对应的处理机制，确保巡检工作符合要求，工作人员在工作过程中要针对巡检电线的本体以及电力设备进行巡视和检查，并且附属设备以及线路也要进行集中优化，巡检人员要能及时发现问题并运行对应策略，一定程度上确保线路运行安全稳定。

3.无人机巡检输电线路技术应用的优势及劣势

3.1在输电线路巡检中采用无人机的优势

自主导航飞行技术和自主悬停技术是无人机技术的基本功能，这两项技术能从根本上提升项目整体的运行效率和价值，确保运行结构的安全完整，因此可以与输电线路保持一定的安全距离，无人机巡检输电线路的具体优势体现在在灾害性天气中可以分析输电线路灾害，巡视、检测输电线路，查找线路跳闸故障点等方面。其不仅能确保输电线路具备防碰撞的自我保护能力，也能实现巡视和检测任务，并且能在较短时间内快速寻找出线路的故障点，尤其值得注意的是，在特殊天气中，这两种技术能有效保证巡检数据的完整科学。无人机巡检输电线路项目运行过程中，飞行控制技术和自主悬停技术能实现自驾和手动两种模式，这个意思就是，在无人机悬停操作过程中管理人员能借助高清监控录像对输电线路进行及时的检查，从而对数据进行有效汇总。在手动模式下，无人机在自主导航下，按照预定的路线飞行，并巡检线路，当无人机处于自主悬停状态后，可以高清的拍摄输电线路图像，并进行传输，地面站的工作人员通过监控录像检查故障点。除此之外，无人机技术的最大优势就在于能实现其自控结构的优化以及成本和风险的降低，实现GPS定位导航系统和航线动态规划系统的融合，确保模块化设计结构和实际需求的融合，能有效的降低运维操作难度和成本，实现项目整体的优化升级。

3.2在输电线路巡检中采用无人机的劣势

在任何项目的发展过程中除了具备相应的技术特色，还会遇到一些问题和不足，尤其是时间节点问题，利用无人机巡航进行操作，时间会比较短，而且工作运行不会受到无人机体积的影响。在实际任务推进的过程中，临时出现的时间问题都会造成项目推进进度受损。另外，无人机的实际控制范围比较受限，一般维持在1000m左右，若是超出范围，无人机的巡检数据就会失去准确性。此外无人机项目不能对收集到的图像进行有效的缺陷分析，这会导致图像在传递的过程中不能及时进行纠正。

4.无人机巡检输电线路技术的应用前景

在输电线路巡检技术中，无人机的应用十分广泛，利用无人机技术可以巡检架空线路高空作业，并能及时找出高压输电线路故障点，这在很大程度上减轻了登塔高空作业和架空线路高空巡检作业，提高了巡检工作的安全性。另外，项目还在研发地面航模机操作无人机技术，真正实现智能化全景操作，确保全方位多角度的升级影像资料的清晰度，工作人员能准确的判断输电线路的实际运行结构，真正突出了无人机巡检输电线路项目成本低、维护费用低以及安全性能高的特点。在今后的操作实践中，要不断提升无人机巡检输电线路技术的应用效果，优化升级项目分析管控措施。

结束语

整个电力系统能否正常运行，其关键在于输电线路的运行状态，因此，输电线路巡检工作发挥着重要的作用，而无人机的使用将会促进电力发展行业的可持续发展。

参考文献：

[1]李柯纯.无人机在巡检输电线路的应用探讨【J】.中国科技投资，2014,9

[2]李永.无人机巡检输电线路技术的应用与分析【J】.宿州学院学报，2013,28