无人机在输电线路巡检中的应用

王 延 严宝龙

国网辽宁本溪供电公司

无人机在输电线路巡检中的应用

王 延 严宝龙

国网辽宁本溪供电公司

近年来，电网规模迅速扩大，电力设备不断增加，在满足电力市场需求的同时，对输电线路的运行方式也提出了更高要求。做好线路巡检工作，对输电线路的运行状态进行实时监测，是确保电力系统安全稳定运行的关键，在输电线路巡视中，引入无人机巡检技术，能够有效提升巡检效率和巡检质量，减轻电力工作人员的负担，应该得到足够的重视。

无人机；输电线路巡检；应用

1 输电线路巡检现状

目前输电线路巡检手段主要可分为人工线路巡检、机器人线路巡检、载人直升机线路巡检和无人机线路巡检4种方式。考虑到输电线路分布广、地域环境恶劣、所处地形复杂等情况，采用人工巡检方式，操作人员的作业条件艰苦且工作量大，特别是对于高远山区以及跨越江河或沙漠等输电线路巡检，人工巡检方式面临花费时间长、各种成本高、操作困难大、作业风险高、工作强度大且巡检效率低等诸多问题，故此巡检方式越来越不能满足线路巡检需求。机器人巡检方式是针对高压架空输电线路的1种自动化线路巡检方式，虽然该巡检方式巡检精度高，但也面临着巡线距离短、巡检速度慢和难以跨越障碍等缺陷，限制了它的应用范围。载人直升机线路巡检方式由于可通过直升机搭载成像设备，能够对输电线路拍摄图像，具有较高的输电线路巡检效率，但投入成本大，需要大量的人力资源，管理及技术储备复杂，因而载人直开机巡检方式没能广泛推广使用。

无人机是一种利用无线遥控设备和机身自带程序控制装置操纵运行的不载人飞机系统。由于无人机能够携带图像采集设备与信息传输设备，可将所采集的巡检信息传送到地面工作站。而电力系统常常存在高压、偏远等情况，为了减轻操作人员工作量和危险性，无人机逐渐得到了广泛应用。

2 无人机巡检技术在输电线路中的应用

无人机巡检技术的应用，能够有效解决现有常规巡检制度中存在的各种问题，对线路的巡视过程进行优化。从巡视方式看，通过无人机巡视，可以减少工作人员的负担，提高输电线路巡视的效率和质量，对线路的运行情况进行准确、全面地反映；从巡视制度看，无人机巡视与人工巡视的相互结合，能够实现对于输电线路的状态巡视，从而弥补由于统计错误导致的线路巡视不到位问题。不仅如此，在科学技术飞速发展的带动下，无人机的运行成本将会不断降低，无人机全线路日常巡视成本可能，能够切实保证输电线路的运行安全。

2.1 实际应用效果分析

输电线路巡检工作是一项精细化工作，由于一些重要的检测对象体积较小，应用红外线就能进行双重的巡检，其具有很强的操作任务难度。文章从四旋翼的无人机和遥控操作的直升机两个方面分析其在输电线路中的巡检应用效果。

2.1.1 无人操控直升机巡检输电线路分析

无人直升机巡线系统分为无人直升机平台和检测系统两部分。其中，无人直升机平台主要负责完成飞行任务，检测系统主要负责完成输电线路和杆塔的检测工作，应用的检测系统主要有可见光和红外相机对输电线路和杆塔。从总体上看，无人驾驶飞机可以分为固定翼无人机、旋翼无人机、涵道式无人机。其中，固定翼无人机具有飞行速度快和路径大的优势，但也具有飞行速度快带来的飞行高度较高和承重能力较小等问题。无人直升机虽然飞行速度不快，但是其飞行的稳定性和悬停性能较高。机载检测系统的核心是检测控制计算机检测终端为可见光相机和红外热像仪。在经过试验之后选择一段220kV的输电线路，在输电线路的80m之外，可以发现无人直升飞机会以每小时15km的速度沿着规定好的线路进行飞行，遇到障碍物的时候会通过云台来进行现场情况的调整，实现对杆塔由上到下的检测。通过检测图像能够发现设备是否存在制作上的物理缺陷、导线是否出现破损等。

2.1.2 四旋翼的无人机巡检输电线路分析

四旋翼无人机应从飞行控制参数、飞行稳定性、系统兼容性和完整性几个方面都需要保证其满足在电力巡检中自身功能的需求，经过综合测试发现四旋翼无人机需要在40min以内、3km的距离上进行电力巡检的效果最好。在这个距离和实践的巡检输电线路能够代替人工进行输电线路巡视工作，并且能够在一些人员难以抵达的特殊地形上进行安全到达，对特殊时期的危险性高的任务进行充分的执行。四旋翼的无人机短距离的巡检方案可以应用人工控制和自主导航控制两种模式。将四旋翼的无人机技术应用在输电线路巡检中，能够获得良好的应用效果。应用无人机进行高空巡检工作能够对输电线路进行全方位、多角度的检查，从而及时发现输电线路存在的故障，减少巡检人员的高空作业和带电作业，在减少巡检工作人员工作强度的同时，在最大限度上减少巡检工作中容易出现的安全隐患。

2.2 无人机技术的未来发展

在未来的发展中，无人机巡检技术有着良好的发展前景，首先是性能的改进，应该进一步提高无人机的续航能力，拓展巡检范围，同时提升无人机在恶劣气象条件下的作业能力，保证无人机运行的稳定性；其次是机型的改进，需要针对无人机在线路走廊巡查、故障查找、线路缺陷分析等不同的方面，对无人机的机型进行深入开发和改进，为一个班组配备多种不同型号的无人机，以适应不同环境和不同任务的要求；然后，应该对无人机的具体作业模式进行深入分析和研发，确保其能够真正实现自动化和智能化，在自动控制、自主能源补给以及自主缺陷识别等方面取得更大的进步。

结语

随着无人机技术的日益成熟，无人机线路巡检的优越性将得到更加充分的体现，它的应用将更加广泛。通过融合模式识别、通信和电子等诸多技术，形成了有效的无人机巡检系统，很大程度上降低了输电线路巡检人员的工作量，可快速且有效地对输电线路进行巡检。随着无人机路径规划、智能故障诊断及预测技术的发展，无人机巡检系统可进一步提高巡检质量和智能化水平，增强电力自动化能力。

[1]李明明，秦宇翔，李志学.无人机在输电线路巡检中的应用及发展前景 [J].电子制作，2014，(21)：61.

[2]诸葛葳.无人机巡检输电线路技术的应用探析[J].科技经济市场，2015，(05)：16.

王延，严宝龙，单位：国网辽宁本溪供电公司，省市：辽宁省本溪市，邮编：117000