超高压线路的无人机巡视技术与应用

秦博

摘 要：随着社会的进步，超高压线路开始遍布人们生活的方方面面，为了保障安全，必须对线路进行全方位无死角的巡视，由于某些线路的特殊位置，人工巡视就变的特别困难，甚至不可能实现，无人机技术可弥补这方面的缺陷，无人机可在空中对超高压线路进行巡视，并监测及航拍，将有关数据及资料传到地面专门控制的平台，大大的提高了工作效率。文章以多旋翼电动力无人机为例，对无人机在巡视中的应用及优势进行描述。

关键词：无人机技术；超高压线路；应用；优势

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）27-0007-02

1 引 言

我们国家地缘辽阔，电气化现在已经遍布各个角落，超高压的输电线路也是越来越密集，甚至许多偏远山区也已经告别了煤油灯时代。既然线路已经布设好了，那么就必须要做到实时监护，保证其的畅通性，毕竟超高压线路都在野外，像大风大雪等一些恶劣天气，泥石流地震等自然灾害包括人为的偷盗破坏设施都会对高压线路的正常运行造成威胁，其造成的后果是不可估量的。因此做好高压线路的检测和维护是利国利民的大事。鉴于线路的广泛性，如果全都指望人力去实时监测肯定是不现实的，像修建在偏远山区的高压线路塔是无法通过人力去进行检测的，这就给我们管理人员带来了极大的困难。随着科技的发展许多的国内外电力部门将目光投向了无人机的研究，如果把无人机应用到高压线路的检测和维护上，那么工作效率必将会大大的提高，也克服了一些人力无法触及的盲区，所以，将无人机如何很好的融入到高压线路检测维护中是一个非常重要的问题。

2 无人机系统的构成及分类

无人机作为一个新兴事物，现在已经在许多领域得到应用，比如环境质量检测，航拍任务等。无人机系统主要包括飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等。飞控系统又称为飞行管理与控制系统，相当于无人机系统的“心脏”部分，对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响，对其飞行性能起决定性的作用；数据链系统可以保证对遥控指令的准确传输，以及无人机接收、发送信息的实时性和可靠性，以保证信息反馈的及时有效性和顺利、准确的完成任务。发射回收系统保证无人机顺利升空以达到安全的高度和速度飞行，并在执行完任务后从天空安全回落到地面。

无人机分固定翼无人机、单旋翼无人机、多旋翼电动力无人机三种，应用比较广泛的要数多旋翼电动力无人机，相比固定翼无人机的体积大、没法悬停及操作困难及单旋翼电动力无人机的抗风的能力差及起飞的重量小、悬停的稳定低等缺陷，多旋翼电动力无人机具有体积较中等，运输起来携带很方便，性价比也高，可抗5级自然风，起飞载重可满足常规摄像和拍照设备的要求，带有陀螺稳定系统，悬停稳定度高，单次滞空时间30 min左右，可满足日常巡检和故障排查的需求，操作难度不高，容易使用等优点。经综合评比，在运维检修过程中建议引入电动力的多旋翼无人机巡线。如图1所示。

3 电动力多旋翼无人机在应用过程中的优势

3.1 工作效率高

超高压线路普遍分散在人工很难到达的地方，因受到特殊的地理环境以及人员本身的综合素质以及天气的影响，巡视就变的不但效率很低而且周期也会特别长，更重要的是，巡视出来的数据也不一定精确。此时，无人机巡视技术就显得特别高效，相比较人工日均巡视五公里的长度，无人机一个小时就可巡视二十到三十公里的长度。最重要的是无人机可以沿着导线来飞行，地形没法限制住无人机的巡视。而且无人机可以巡视到人工很难看到的缺陷问题而且可以很大程度的降低人工劳动的强度。采用无人机还可以避免伤害到工作人员，提高工作的安全系数，最大限度的增加工作的效率。

3.2 无人机可将红外线测温和可见光的巡视这两个工作 一起完成

无人机的巡线是利用了紫外线、红外及GPS导航、3G视频进行检测，可精确的对线路的缺陷进行检测。若缺陷出现，巡检的人员及时将消息传给运维的单位，对超高压线路的正常运行有影响的隐患及缺陷可以予以消除，可确保线路的安全运行。比如陕西省的超高压线路，由于其恶劣的气候变化以及外地的破坏等因素可影响电网的安全运行，这时候运用无人机，它不但科技含量很高而且巡视的效率也很高，可有效保障电网的安全。

3.3 可对故障针对性排查

由于多旋翼无人机具有易于操控、云台的控制、巡航以及悬停等多项功能，所以可以对特定的位置进行近距离的精准高清晰度的巡视，这样可以定点对可疑的故障进行排查及定位，提高排查的效率，缩短排查故障的时间。

3.4 可以将视频实时接入国家电网统一的输变电监测的 主站系统及视频平台

因为无人机有专门的接入的插件，这样就可以实时的将信息传回，可现场对监测到的问题进行解决。

4 无人机在运维检修中的应用

多旋翼电动力无人机可在日常的巡检及应急性的抢修过程中，运用高精度的飞行控制系统，低速的悬停或者飞行近距离的去靠近输电线路，精细的对隐患及故障点进行检测，最大限度消除隐患，通过制定合适的抢修及巡检方案对人力和物力进行节省、对抢修的时间进行缩短。

在使用电动力多旋翼无人机的时候，不需要额外补充人力及器械，也没有安全问题，直接就可以精细的对抢修中遇到的各种故障及隐患点进行监测，而监测的对象可以覆盖想要覆盖的所有位置，很多工作的人员没有办法到达和很难到的地方都可以监测到，这样，可以为平台管理的人员下提高真实详细的数据为决策和指挥提供参考数据。如图2和图3所示。

5 无人机的应用推广

超高压线路的无人机巡视技术在运维检修中的应用，在陕西省乃至西北整个地区在电力系统中的应用也属于第一次，所以工作人员明显缺乏操作及实际应用的经验，与此同时，无人机在控制过程中也非常复杂，针对这个问题，在前期的应用推广过程中最好采用租用的方式，每次巡检维护的过程中，全部由厂家派专门的技术人员进行检测及操作，并在巡视之后提供巡视的记录报表、高清的图片及视频以及工作的报告等一系列文件资料。在此过程中，工作人员也要多学习，并由厂家提供技术服务和培训，使工作人员慢慢的可以自己操作。对超高压线路进行巡视原则上一年开展一次，要要充分发挥无人机灵活性特点要和季节性的特点紧密进行结合，对不同季节不同时段的线路进行巡视，通过无人机在不同地理环境下进行巡视的记录，将经验进行积累，为以后全面的进行推广打下坚实的基础。

6 结 语

无人机在超高压线路巡视中的广泛应用是我们对于人工智能实际应用的一次成功的案例。依靠其方便操控，灵活性高，对于作业环境要求不高的几大优点，能够准确的发现故障线路，从而得到及时的处理，很好的完成了对于线路的检测和维护，将风险和损失尽可能的降到最低点，不仅节省了人力物力，还大大的提高了工作效率。

参考文献：

[1] 何鹏杰，赵晓锋，秦严.超（特）高压输电线路直升机巡检应用[J].山西电 力，2012，03：7-10.

[2] 郭昕阳，李卫国，郑建刚，等.一种轻型电动无人机在输电线路巡视中的 应用技术[J].华北电力技术，2013，04：61-64.

[3] 姚亮.无人机在输电线路全工况监测系统中的应用[J].电力信息化， 2011，05：94-97.

[4] 周辉，杨颖锐，杨生兰.无人机在电力系统中的应用及发展方向分析[J]. 科技创新与应用，2016，04：185.