无人机在电力输电线路巡检中的应用

无人机在电力输电线路巡检中的应用

滕鹏程

国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司 内蒙古通辽 028000

摘要：借助无人机技术实现对人工无法巡检区域的高效巡检，进一步优化、改进输电线路巡检过程。本文针对无人机巡检输电线路技术的应用进行分析研究。

关键词：无人机；输电线路；应用；巡检

引言

我国地域辽阔，不同地方的地形地貌、水文信息、气候环境及地质构造等存在很大的差异。由于输电线路长期曝露在室外，受到风雪雷电等自然灾害的影响，输电线路的杆塔可能出现下沉、电气设备绝缘体破裂及输电线路断开等问题，导致电力故障，造成大范围停电事故。因此，为了确保输电线路安全有序运行，需要定期或者不定期对线路进行巡视，防止线路出现故障问题。由于输电线路运行范围广、运行环境负责，不利于电力线路巡检工作的开展。将无人机应用在电力线路安全巡检过程中，利用无人机的体积小、不容易受到地形环境影响、操作方便等特点，可以提高电力线路巡检的工作效率，降低巡检人员的工作强度。

1无人机巡检技术

无人机巡检是将可见光红外热像仪、遥感设备及数码相机等设备搭载在无人机内部，实现对输电线路巡视检查的新型巡检技术。无人机巡检系统由无人机分系统、任务搭载系统及综合保障系统三部分构成。其中，无人机分系统由无人机驾驶航空器、地面站及通信系统构成，向无人机发布遥控指令完成飞行任务；任务搭载系统主要完成信息采集、记录和检测等功能，主要由光电吊舱、云台及地面控制装置等构成；综合保障系统主要是无人机的工作站设备，包括供电设备、动力设备及储运车辆等。与传统的人工巡检相比，无人机巡检技术具有如下优点。第一，无人机可以垂直起飞和降落，不需要任何辅助设置，不需要铺设专门的跑到和机场，在野外可以随时起飞和降落，方便随时对线路进行巡视。第二，无人机飞行的精度比较高，可以根据巡检要求，随时调整无人机的角度，可以让无人机进行前飞、后飞及侧飞等各种飞行模式，从而全方位对线路进行检查。一旦发现问题，无人机可以及时将采集的数据信息发送到控制中心，便于控制中心对问题线路进行分析，并采取有效的措施，防止故障的发生。无人机巡检技术弥补了人工巡检在复杂地形巡视不足。第三，无人机具有智能控制技术，可以根据巡检的要求，调整无人机的飞行高度、飞机飞行的方向和航线，具有较强的容错性能，适应野外负责的飞行任务。第四，无人具有一定的空间，可以在无人机内部搭载红外热像仪、高清摄像头等设备。红外线成像仪可以监测输电线路的温度，如果输电线路的温度存在异常情况，可以及时发现并分析问题的原因，并及时处理。高清摄像头可以拍摄选检线路的电力设备运行情况，并将拍摄的视频和图片发送到数据中心，便于数据中心对视频、图像进行分析。

2输电线路巡检中无人机技术应用

借助无人机巡检技术，实现对以往人工巡检期间存在的问题与弊端消除与规避，通过对巡视过程的完善与强化，达到提升巡检有效性的目的。从巡检方式角度出发，无人机巡视的开展，大幅度降低电力企业人力成本的投入，并保障输电线路巡检效果达到标准要求，做到对实际输电线路的运行情况全面且精准的反应；从巡视制度出发，在具体巡检期间通过人工巡检与无人机巡检方式的结合，能够做到对输电线路运行状态的有效巡视，避免在巡视期间因巡检人员地面巡检而产生巡视不到位现象。

2.1无人机参数

FCZ四旋翼无人机依托于电动形式驱动，在空载状态下，无人机起飞重量为9kg，不算无人机自身重量，机身最大荷载重量为10kg。该型号无人机在不同荷载情况下续航时间分别为：8kg荷载状态续航为20min；5kg荷载状态续航为30min；无人机空载状态下，续航时间90min。FCZ四旋翼无人机最高飞行高度小于2000m，飞行速度最快60km/h，最大升限5000m，无人机云台位置可以搭载红外成像设备等。

2.2作业系统

（1）作业能力无人机巡检技术的应用，一架无人机需要配备工作人员2名、作业车一辆，具体巡检期间借助无头飞行操作模式，无人机操作难度较低。但是在实际巡检过程中若涉及到山地环境巡查，在视线受阻、视野不佳的前提下，无法开展超视距飞行，使得无人机巡检通工作范围缩小，工作能力受到影响。无人机可以保持较为稳定的悬停状态，借助云台控制与以及飞行状态的调整，可以保持无人机在巡检期间保持稳定的悬停，进而达到对目标区域高清拍摄的目的。（2）系统设备采用碳纤维结构的无人机设备，导航设备的应用为GPS导航、北斗导航、北斗+GPS导航3种。飞行期间水平导航误差小于2.5m，起降风速必须在6级或6级以下时方可进行开展无人机巡视。图片接收机型号为R760-FPV接收机，可以将无人机巡视情况清晰且准确的传输至液晶屏中，地面站对无人机分型参数的监控依托于数传系统。

2.3应用优势分析

在具体输电线路巡检期间，无人机技术的应用依托于自助悬停技术以及导航飞行技术的应用，实现无人机运行稳定性与效率的保障，确保无人机运行结构的合理性。借助无人机巡检技术，可以帮助工作人员完成输电线路巡检目标与任务的同时，做到第一时间发现输电线路运行期间存在的故障问题。与此同时，上述2种技术的应用可以保障无人机巡检过程中所测得数据的安全。借助悬停与飞行控制似乎的应用，实地无人机巡检期间工作人员可以通过手动操作、自动控制操作2种模式来开展巡检工作。在无人机悬停巡检期间，工作人员依托于高清监控设备的应用，实现对输电线路的检查与巡视，并将检查数据汇总并记录。若无人机处于手动操作状态，工作人员可以手动设定无人机的检查线路，确保在特殊地形线路检查期间可以做到集中检查。

3无人机巡检技术发展前景

基于我国科学技术的迅猛发展，无人机巡检技术的应用势必有着良好发展空间，而针对无人机技术的应用，首先需要重视对无人机性能的强化，侧重无人机续航能力提升，并结合具体情况进一步提升无人机作业能力，确保无人机在危险、复杂环境中可以做到稳定运行。其次注重机型改进，基于对走廊巡查、故障缺陷分析、故障查找等方面的综合性分析，合理改进无人机机型，尽可能做到在输电线路巡检期间针对不同情况、环境配置不同型号无人机。最后，注重对无人机巡检模式的开发与改建，提高对无人机自主控制、缺陷识别以及能源补给等方面的优化，真正做到自动化无人机线路巡检。

结语

综上所述，输电线路的巡视是一项劳动强度高、要求细致的工作，长期的巡视工作会给巡线人员带来巨大的心理和生理压力，从而影响到巡视的质量。运用无人机进行输电线路巡视，不仅能够提高巡视的效率，还能够减少财力、人力的投入，同时也能弥补人工巡视存在的很多不足之处。

参考文献

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