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

潘佳华 1 徐锐 2 王晟 1

1. 国网浙江长兴县供电有限公司 浙江湖州 313100

2.国网浙江德清县供电有限公司 浙江湖州 313200

摘要：我国经济建设最近几年发展非常迅速，推动我国各行业快速发展。近年来，随着社会经济快速发展，科技手段的不断创新，利用无人机巡检成为一种高效、智能、全新的输电线路巡检模式。随着无人机巡检技术的发展进步，电力巡检已逐步过渡到“机巡为主、人机协调”的巡检模式，代表了智能电网输电线路巡检的发展方向。

关键词：无人机；电力输电线路巡检；应用

引言

科学技术的快速发展使我国快速进入现代化科学技术发展阶段的同时，改善我国人们的生活水平。为满足我国日益增长的电力需求，我国电网规模不断扩大，输电线路急速增加，输电范围愈来愈大。许多输电线处在复杂的地形与严峻的环境中，大幅增加了输电线的故障概率。为了确保稳定供电，提升输电线的检测效率是关键。采用无人机视察输电线可大大提高工作效率，减少了安全风险，特别是在环境恶劣的地方和人工检查难以抵达的地方。

1 无人机巡视输电线路的特征

在输电线路巡视中无人机具备非常明显的特征，这是因为输电线路其中的绝缘子和金具较小并且与居民区靠近等，尽管塔杆自身的高度较低，可是飞行难度要求超出输电线路，所以在可见光摄像头进行拍摄过程中，因为输电线路自身的绝缘子和金具相对较小等，有关部件具备的精密度则要高出一些，为了可以得到较为详尽的图片信息无人机一定要靠近目标，这对于人员自身的操作技能给出了更为严格的提出了更高的要求。通常在进行拍摄过程中，一般使用的是推拉杆的一种操作形式，让无人机慢慢的与杆塔设备靠近，并且把无人机控制在距离拍摄物体大概2.0到3.0m左右的位置时进行悬停，同时对其进行拍照。基于这种操作模式下，推拉杆操作的核心就是需要掌握无人机停住的瞬间以及推杆自身杆量，这样的一个操作要求具备一定的工作经验才可以进行，通常熟练人员可以按照相关要求在3.0m左右进行抓拍，甚至可以与被拍摄物体靠近。假如至对线路通道进行巡视，则需要在下风侧进行飞行，和带电体之间需要保持在3m米之上的一个安全距离，使用7m/s-8m/s平稳飞行同时完成拍照以及录像。

2 无人机在电力输电线路巡检中的应用

2.1线路故障探测技术

第一，视觉检查技术。无人机上安装高清摄像机，能实时检测线路装置的表面故障，并且把图像信息储存到上位机。人可通过图像识别算法确认线路设备的缺陷类型。第二，红外线与紫外线探测技术。无人机通过红色与紫外线摄像设备展开检测，依据图像热源可辨别线路中的连接器、绝缘子与夹具存在的问题。通过紫外线接收装置分解紫外线信号图像，确认线路日冕强度与日冕的特定位置，进而辨别线路损伤与绝缘子放电故障。第三，通过包含时隔波振幅雷达与脉冲雷达在内的激光器方向特性，构建激光雷达探测技术。激光测距原理包含用作火箭时隔或是脉冲激光器信号的测距仪。

2.2线路本体的安全巡查

在安全巡查时，主要的工作内容有地面的巡查和基面的巡查等，还包括了杆塔的巡查，要对杆塔的损坏情况进行检查，还要对倒塌等问题进行巡视。在检查接地装置时，要对断裂和锈蚀等问题进行发现，还要观察是否存在螺栓的脱落和接地带的丢失及外漏现象。在进行拉线及基础检查时，要对金具的拆卸、拉线棒的锈蚀或蚀损，以及拉线的松弛、断股等现象进行巡查。在检查绝缘子的过程中，如果存在伞群的破损和污秽等问题，还有放电痕迹和钢帽的破损等现象，也要进行记录。在检查线路时，还要检查导线和地线等，要检查是否存在断裂和烧毁等问题，以及构件的磨损情况。

2.3全方位巡检

在保证无人机优良性能的基础上，将其应用于电力输电线路巡检中，能够获得理想的应用效果，准确快速地找到故障点，为故障处理提供帮助。无人机的硬件主要包含两个部分，分别为地面站与机载，将可见光相机搭载于机载部分，能够全方位拍摄电力输电线路，获得图像，进行视频转换，对信号传输及无线通信模块进行模拟，向计算机系统中发送所拍摄的图像信息。以计算机系统和专业软件为支持，巡检人员可对图像进行实时化查看，依据无人机所拍摄图像来对电力输电线路的具体情况进行分析和判断，以保障电力输电线路安全运行。在电力输电线路巡检过程中，若存在特殊的巡检要求，则可通过无人机的应用来进行巡检，由巡检人员操控遥控器，控制无人机的具体飞行路径，从而躲避障碍物，精准找寻故障点。在应用无人机来开展电力输电线路巡检过程中，可结合实际需求来灵活调节可见光相机的焦距，保证目标位置清晰化，提高无人机所拍摄图像质量，满足电力输电线路巡检要求。待巡检完毕后，可于计算机系统中保存无人机所拍摄的巡检影像，能够弥补人工巡检操作的不足。

2.4无人机在查找故障中的应用

考虑到输电线路一直都会在野外暴露，所以经常会产生多种多样的故障，对于这样的一种情况就要求将无人机自身的作用发挥到位，使用无人机去获得一个合理的视角，降低以往人工模式下产生工作量。这样的操作核心的优势就就是完成多角度的拍摄，在其详尽的得到故障线路相关的图像资料之后，工作人员能够按照图像提出的反馈结果去完成线路自身运行情况的判断，同时对于故障信息有效的完成故障点的处理，降低人为工作产生的压力。

2.5多旋翼无人机与人工相配合

在电力输电线路巡检工作中，多旋翼无人机巡检以及人工巡检各有利弊，出发点不同，各自具备一定观察优势。对于导线、地线类缺陷来说，其与地面存在较大距离，异常情况大多不明显，人工巡检存在一定难度，无法做出准确判断，可应用无人机巡检来提高工作效率。对于基础、拉线等缺陷，无人机巡检方式下并不具备良好的飞行环境，实际应用存在不便，则可通过人工巡检的方式来进行。对于杆塔瓶口来说，通过多旋翼无人机与人工相配合来巡检的方式，能够获得理想的巡检效果，通过无人机可发现瓶口以上所存在的缺陷，而通过人工巡检能够对瓶口以下的缺陷加以识别和判断，比如外力损伤等，通过两种巡检方式的协同运用，能够保证电力输电线路巡检质量，实现优势互补。单一模式下的隐蔽性问题也能够被发现，确保故障的顺利解决，为电力输电线路的安全可靠运行提供保障。

2.6电力输电线路异物清除中的应用

在输电线检查过程中，有时候输电线上常常出现异物。假如这些异物没被立即去除，有可能造成传输线路故障或是触电。为了防止这些问题，检查员需常常清除异物。无人机的出现对输电线中除去异物起到了关键作用。通过无人机去除传送路径中的异物，常规方法是把激光器加装于无人机，软管模块通过光的聚焦作用把异物吹走。由于激光器是平行的，必需采用凸透镜对光展开聚焦，专注后的光必需准确导向于异物。在异物纵火过程中，必需保证异物和无人机维持一定的距离，这样检查人员便可掌控无人机。

结语

无人机因其自身优势而在电力输电线路巡检中得到广泛应用，人工巡检的不足得以弥补，促进了巡检工作质量与效率的提升，巡检人员的劳动强度及安全风险都得以降低。在电力输电线路巡检过程中对于无人机的应用，需要保证作业流程的规范化，确保作业方法合理，从而为电力输电线路的安全可靠运行提供支持。

参考文献

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