无人机输电线路智能巡检技术综述

【摘 要】随着国家的发展，离不开电源行业的支持，和输电线路直接影响供电的安全与稳定，因此它具有重要意义，确保输电线路的安全性和可靠性的操作过程。传统的输电线路普遍存在以下两个缺点：一是检测工作的效率相对较低;二是检测工作的成本相对较高。为了有效解决传统输电线路的上述不足，开发了智能输电线路无人机检测系统，并将其应用于实际检测工作中。相关实践结果表明，智能输电线路无人机巡检系统不仅能有效提高巡检工作效率，还能通过可视化巡检方式不断提高巡检工作质量，具有非常重要的应用价值，值得进一步推广应用。

【关键词】无人机;输电线路智能;巡检技术

引言

线路巡检是保证架空线路正常运行的重要手段，随着我国输电线路的快速发展，线路巡检工作面临着作业强度大、周期长，部分线路环境恶劣等问题，传统的人工巡视方法面临巨大挑战。为此，近年来电网积极引进新技术，提高线路巡检工作自动化程度，改进巡检工作模式。

1实现了智能电力检测系统的主要过程分析

智能功率检测系统的研究和开发主要包括以下系统：（1）输电线路走廊的三维建模系统;（2）自动塔断层解释和识别系统，输电线路智能无人机，等检查具有重要意义的操作状态通过无人机输电线路检查，主要包括以下方面：首先，它可以有效地提高检查的效率通过无人机的检查工作，它还可以发挥重要作用的营救和救灾工作;其次，在发生一些突发事件时，可以有效地保证巡逻工人的生命安全通过线停电检查。此外，传统的检测方法往往受到输电线路所处地形、当地交通、气候等因素的影响，而无人机检测方法能够有效克服这些问题，实现对输电线路高效、高质量的检测。最后，智能无人机巡逻系统的实现和应用，可以实时向相关决策者提供事故现场的真实画面，使决策者能够做出更加科学合理的应急响应方案。

1.1输电线路走廊的三维建模系统

对于输电线路的走廊位置，应该以客户的实际巡检需要以及电力行业相关的走廊巡检方式作为重要依据，给出下述新的研究思路。如果在输电线路走廊建设工作中使用无人机倾斜测绘技术，那么就可以实现走廊可视化三维模型的建立，进而能够实时观察和分析输电线路周边环境变化对线路运行的影响，主要包括以下三方面：首先是通过对输电线路周围树木的观察及时发现并测定线路与周边树木的实际距离，便于作出相应的处理;其次，能够实时的检查周围环境对于输电线路的影响，例如输电线路周围是否存在会对输电线路运行产生不良影响的工程施工等;最后，实时观察输电线路周围是否出现一些会对线路正常运行产生不良影响的新建建筑。在输电线路中应用走廊三维建模系统主要具有下述优点：与传统的以照片进行判读的工作方式相比较而言，通过便携式单镜头测绘无人机的使用获得三维线路的相关走廊数据能够更加直观并且高效的判读通道的实际状态，不仅需要的成本比较低，而且还能够有效提高工作的效率，为客户提供更加直观且准确的可视化线路走廊图。

1.2塔架故障的自动判读以及识别系统

对于输电线路中的塔架部分，则摒弃原有的人工处理方法，通过塔架故障自动判读以及识别系统的开发应用实现了真正意义上的塔架精细化以及自主化的巡检方式：首先是前端塔架数据的采集工作主要通过工业旋翼机实现;其次对于获得的前端采集数据，主要通过数据识别系统的应用实现自主删选以及判断，并获得相关的缺陷报告，报告内容主要涉及线路以及缺陷的名称以及巡检的日期等等。该系统的应用能够通过现代化人工智能技术的应用改变原有的人工判读照片工作方式，在很大程度上缓解了工作人员的工作强度，提高了工作效率。

1.3输电线路的智能无人机系统

以输电线路所处的地理情况以及相关的巡检工作要求作为主要依据，智能无人机系统主要有以下三种类型的无人机机型：第一种是固定翼无人机，该种无人机主要是通过便携的操作方式、比较长久的航时性能以及高清的数码相机等来实现对走廊三维高清图片的收集工作;第二种是复合式无人机，该种无人机主要是通过垂直起降的工作方式、飞行快速、长时间的航时以及三轴增稳可见光吊舱实现低走廊快速巡检视频的采集工作;第三种则是多旋翼无人机，该种无人机主要是通过空中悬停的方式以及三轴增稳双光吊舱，实现对塔架巡检和缺陷照片数据的获取工作。通过对上述三种无人机机型的引进，能够更好地适用各种不同的需求以及工作环境，有效提高巡检工作的工作效率以及准确度，实时采集输电线路的实际情况，通过相关数据的获取结合人工的方式查询和判断输电线路中出现异常状况的主要原因，及时采取合理有效的处理措施，在最大限度上保障输电线路运行的安全性以及稳定性。

2无人机在输电线路巡检中的应用

（1）杆塔本体精细化巡视。无人机精细化巡视是通过多旋翼无人机对杆塔精细部位进行高清拍照，通过图片巡检发现开口销、金具、绝缘子等部位缺陷，拍摄的内容主要包括导地线杆塔侧挂点、导地线侧挂点及绝缘子。实践证明，无人机可发现杆塔部位90%以上开口销缺陷，尤其是金具上方的开口销缺陷可达100%，同时可精细发现复合绝缘子芯棒和瓷瓶的破损情况。（2）通道巡视。使用多旋翼无人機在输电线路杆塔上方10m外或使用固定翼无人机在杆塔上方100m外边飞行边录像，记录输电线路全线廊道状况，一方面留存通道历史档案数据，供运维人员反复查看廊道情况，同时为停电检修前现场勘查提供参考数据;另一方面供排查违建、交叉跨越、大棚等漂浮物、易燃物、树竹隐患用，通过无人机排查隐患具有准确、快速、无遗漏的特点。（3）防外力巡视。使用多旋翼无人机通过高空快速飞行排查通道内的外力施工情况，可发现隐藏于厂区、林区内部和遮挡物后面的隐蔽施工详情。（4）故障巡视。输电线路发生故障跳闸后，旋翼无人机可进行高空巡检及全方位、多角度的检查，能在输电线路的巡检过程中较快发现故障点，减少巡检人员的高空作业。（5）三维建模。使用无人机搭载激光雷达装置，在输电线路通道上方飞行，快速建立线路和廊道的三维点云数据模型，实现导线和树木、建筑物距离的自动测量及通道隐患的自动预警分析。（6）灾后巡视。发生灾情后，人员可能第一时间无法到达现场，此时可通过无人机快速到达现场了解灾情，为巡检人员提供一个更全面、直观的视角，为风险级别判断及事件原因分析提供准确依据。（7）设备测温。无人机搭载红外成像仪可近距离对杆塔金具、绝缘子进行温度检测。对于复合绝缘子因芯棒受损引起的过热缺陷，人工地面检测时因检测方向与绝缘子方向平行而难以发现过热缺陷，无人机巡检方向与绝缘子方向垂直因而能检测出来。

结语

输电线路无人机巡检技术正逐步向智能化方向发展，目前具有深入研究价值的内容有：建立智能立体巡检体系，即综合直升机、旋翼机、固定翼等机型开展输电线路雷达扫描、测温、夜巡、防外力等多种巡检作业，建立线路数字化通道，实现数据的自动分析;建立无人机自动驾驶系统，通过提前规划航线或使用无人机航线记忆功能，实现无人机自动巡视，使巡检更简单、安全、高效;开展无人机巡检中缺陷自动识别技术，通过图像识别技术，实现无人机云台前端缺陷自动判别和图片的自动分类命名;无人机巡检视频影像的后处理技术，结合杆塔坐标，完成影像中杆塔快速定位，开发影像与二维坐标地图融合技术。

参考文献：

[1]董卫.无人机在输电线路巡检应用中的操作措施[J].通讯世界，2019（7）.

[2]郑贤龙，汪旭旭，叶鹏涛.输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题分析[J].电气开关，2018（3）

作者简介：

韩曙光，出生年月：1983.10.06，性别：男，民族：汉，籍贯：河北省衡水市安平县，学历：本科，职称：工程师，研究方向：输电线路方向。

（作者单位：保定吉达电力建设集团有限责任公司线路分公司）