无人机巡检输电线路技术及应用实践探讨

无人机巡检输电线路技术及应用实践探讨

樊鑫

内蒙古电力（集团）有限责任公司巴彦淖尔供电分公司输电管理处 内蒙古巴彦淖尔市 015000

摘要：随着电力企业的发展，电网规模不断扩大，增加了巡检工作量与难度。整个电力系统的稳定运行主要受到一些自然与人为因素的影响，导致输电线路受到破坏，使输电线路无法正常运行。一旦发生故障，为及时抢修，必须尽快找到输电线路故障点。因此，在输电线路故障巡检中，利用无人机技术能有效提高抢修效率。

关键词：无人机巡检；输电线路技术；应用

在输电线路巡检中，无人机的应用能实现多角度、全方位高空信息采集，有效降低架空输电线路巡检强度，减少安全隐患，促进巡检效率及质量的提高，尤其在恶劣环境下，无人机能取代人工蹬杆及走线，确保电网安全稳定运行。此外，无人机的应用能降低巡检成本，为生产生活用电提供保障。可见，无人机的应用对当前电力企业的输电线路巡检工作意义重大。本文重点分析了无人机巡检输电线路技术的应用。

一、输电线路巡检现状

从目前电力行业的发展情况分析，输电线路巡检包括正常、故障、特殊巡视，并且在技术发展带动下开始向着状态、超前巡视等方面发展和演变。但受技术条件等的限制，输电线路巡检都采用人工地面巡视模式，只有在遇到一些特殊情况时才会登上杆塔检查，存在诸多局限性，无法满足当前输电线路快速发展的需要。电力技术人员难以及时准确了解线路运行状况，而且缺乏巡视重点。未考虑各方面因素的影响，造成资源的大量浪费，也无法保证线路运行稳定安全性。在这种情况下，开发新的更加高效快捷的输电线路巡检技术就成为电力技术人员普遍关注的问题。无人机巡检技术也因此得以产生和发展，并迅速成为电力企业重点关注的课题。

二、无人机技术的概述

1、技术要素。一般情况下，四旋翼无人机(M4R)和遥控直升机(UH)是专门用于输电线路巡检工作的，其中M4R主要由地面站和M4R无人机两部分组成，M4R是采用4个旋翼对称分布形成的气动布局，具有良好的悬停、起降能力，M4R可携带无线微型高分辨率图像采集设备、无线图像传输设备等，能采集高清晰输电线路的特定目标，同时还能实现远程传输。UH主要由地面摄像监视与操控系统、影像采集传输设备、减振悬挂装置、遥控直升机本体等组成，UH在飞行中，能采集输电线路的目标视频图像，并通过无线图像传输设备传输到后台，这样工作人员就能及时判断输电线路存在的故障。

2、功能。四旋翼的无人机在巡检中会直接受地面站的引导，进而沿着输电线路飞行，在保证输电线路一定距离安全情况下，能放置到设备附近。四旋翼无人机功能是能在特定时间内在特定空间位置上自主悬挂，从而保证在合理角度上进行图像的拍摄。在对图像信息进行采集和检测时，能根据实际对设备进行有效调整，这种调节工作一般是工作人员应用减震云台和航向来实现。遥控操作的直升无人机是通过人工遥控，飞行到输电线路周围，在保证和输电线路安全距离情况下，将直升机悬停在设备周围，之后利用图像来传输和采集。四旋翼无人机地面站功能能保持和四旋翼无人机遥控遥测间的通信，同时能引导四旋翼无人机到达预定位置。另外，地面站还能接受无人机传输和检测的图像信息，进一步实现对无人机云台的有效控制，保证其飞行状态的稳定。

三、无人机巡检技术应用优势

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及导航飞行技术，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。同时，上述技术的应用可保障无人机巡检中所测得数据的安全。借助悬停与飞行控制技术的应用，无人机巡检期间工作人员可通过手动操作、自动控制操作模式来开展巡检。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，工作人员可手动设定无人机检查线路，确保在特殊地形线路检查期间能做到集中检查。

四、无人机巡检输电线路技术应用

1、常规应用。其主要是指对输电线进行常规巡检,供电公司的技术部门依照输电线路巡检计划,对其进行常规性和周期性巡检。数据的收集、现场地形优化探查及线路走廊的实时监控都是日常巡检的主要内容。由于我国地大物博,有很多地区都是崇山峻岭，所以输电线路的走廊地形复杂且多变,同时这也给电力线路的巡视带来很大难度。电力公司工作人员由于受地形因素的影响,很难近距离的接近杆塔,所以根本无法细致的观察线路,同时也很难发现电路所存在的各种问题,这对输电线路的安全及巡查效果都造成极大影响。自从无人机巡检作业得到有效推广,使其诸多供电公司都从自身实践情况出发,充分利用无人机巡检输电线路设备及技术积极开展线路的巡线工作。比如,某供电公司为更好的巡检山区输电线路,购买了5台大疆精灵4无人机和9架大疆S900无人机,使用至今无人机巡检了数百公里的输电线路,巡视输电杆塔600余基,并查找出缺陷100多处,有效实现了无人机巡查的常态化。将其运用到输电线路常规检查中,其优势体现明显,能有效将航线动态规划系统及GPS定位导航系统结合起来,同时也将实际需求和模块化设计结构有机融合在一起,实行自控结构优化,进而有效降低电网故障巡检的风险和成本,极大的减轻工作人员负担。另外,还降低了电力运行成本及难度,使其更好的实行整个项目的效益最大化。

2、雷击故障检查。无人机巡检输电线路技术故障的应用，主要体现对雷击故障点查找。据调查显示，影响输电设备及线路安全的关键因素就是雷害，其中在输电线路故障中雷击跳闸而引起各类故障占据了很大比例。其最易引起绝缘子闪络放电，会导致绝缘子导线挂点铁构件融化堆积，绝缘子与其体表的釉层分离，网状裂纹会逐渐布满玻璃体外表，或烧伤其绝缘子，有时绝缘子闪络会在表面上留下明显的烧伤痕迹。通常，凭借肉眼很难发现其金具和绝缘子串存在的问题，即使是使用人工登陆检查，也存在一定的盲区，将其无人机巡检输电技术应用到其中，能准确找到其故障点。

3、特殊、细微缺陷检查。无人机巡检输电线技术进行特殊、细微缺陷的检查体现在其借助电力技术的参数对电路特殊区域与情况进行巡检。不仅如此，无人机巡检输电线路技术的特殊应用还要辅助相关工作人员对输电线路工程进行放线，这一工作的主要原理是在无人机上配备陀螺稳定的红外线成像设备和可见的监视器，对输电线进行检测和录像。

五、无人机巡检技术的发展前景

随着电子信息产业不断进步，无人机技术发展迅猛，此项技术必将得到更加广泛的应用，利用无人巡检输电线路技术能及时查找出高压输电线路中存在的缺陷和隐患。在很大程度上减少了工作人员登杆塔检查次数，同时进一步减少了高空巡检作业。此外，为更好的实现高空检查作业，工作人员可通过地面站来操作无人机自主飞行巡检，使无人机自动飞行至待巡检位置，实现多角度、全方位的拍摄高清照片，进而有效帮助工作人员及时准确的判断输电线路运行状态。无人机在重点地段设备巡检和故障巡检中具有较好的应用效果。无人机巡检具有维护费用低、成本低、安全系数高等特征，有着广泛的应用前景。尤其是在输电线路处在较复杂的天气或恶劣地理环境中，人工很难完成故障查找和巡检工作，但使用无人机后可有效补充人工巡检工作，能及时有效完成其输电线路巡检工作。应用人机巡检输电线路技术能有效解决传统人工巡视中因环境因素受限等问题。

参考文献：

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