浅析无人机对架空电力线路巡检技术与综合应用

作者简介：罗任刚（1990.02-），男，贵州兴仁人，本科，助理工程师，主要从事工作：输电线路运行维护与检修。

摘 要： 电力企业是我国经济重要的支柱型企业，可以为人们提供日常所需的电能。随着我国经济的不断发展，电网的建设规模不断扩大，电力线路增多，而部分电力线路所处区域的环境复杂，致使电力建设与巡检难度明显增加，本文从无人机在输配电线路巡检与架线施工中的优势分析入手，论述了无人机技术在输配电线路巡检与建设中的具体综合应用。

关键词： 架空电力线路;无人机;线路巡检;施工带电跨越

【中图分类号】TM755 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.172

1 无人机在输配电线路施工与巡检中的优势

无人机是近年来新兴的一项技术，在诸多领域中得到广泛应用，对于输配电线路精细化巡视、电力线路故障排查、现场施工安全管控、架线跨越带电施工来说，无人机的优势主要体现在如下几个方面：

1.1 可有效降低巡检成本

我国有很多输配电线路架设在山区，传统的人工巡检方式存在较高的风险，且杆塔上端精细化的巡查工作具有一定的难度，为满足工作需要，常常会增加投资。而无人机并不会受到地形的限制，在有效的飞行距离内，作业人员只要操控无人机便可从不同的角度对输电线路上的设备进行巡视检查，减轻了人员的工作量，相关费用也随之降低。此外，由于巡检人员无需亲临现场，从而使得作业安全性得到可靠保障，避免了安全事故的发生。

1.2 提高线路故障排查效率

电力是当今市场赖以生存的基础，必须是经济发展的先行者，在国民经济中占有极其重要的地位。输配电线路的正常运行是极其重要的，架空线路常见的停电故障性质有接地故障、断线故障和短路故障，然而部分故障是易通过地面人員肉眼检查发现的，可用无人机搭载故障查找设备，替代人工检测，更高效完成任务。优势在能有效对比分析，能全面掌握整段线路现场情况，减少现场工作工作时间，提高工作效率，降低作业风险。

1.3 架空电力线路带电异物消除

暴露于野外架空线路，常常遭受外部的影响，如风筝、广告布等物体落挂在导线上，使线路存在安全隐患。为减少停电时间或者不停电，减少高空作业风险，使用无人机搭载喷火装置处理该类缺陷，降低作业安全风险。

1.4 施工现场安全管控更全方位

近年来，随着经济的发展，电力投资也逐渐增加，施工现场现场安全管控尤为重要，落实现场作业前停电、验电、挂接地线等安全措施。在复杂的作业中，无人机辅助检查安全措施落实，同时可快速了解作业现场施工、监护等情况。

1.5 降低带电跨越架线施工成本

无人机可用于牵引绳索和提升物体，如在新架设架空线路施工及检修更换导地线跨越带电线路施工过程中，在带电封网时，使用无人机牵引小号绝缘绳，通过小号绝缘绳牵引绝缘中号绝缘绳，最终完成绝缘网布置。避开封网设备牵引时与导地线直接接触，避免了被跨越带电线路损伤，提高了供电可靠率。

1.6 电力线路巡检更为高效快捷

无人机基本不会受自然环境和气候条件等因素的影响，在可能发生自然灾害的地区利无人机对输配电线路进行巡检，可以在较短的时间内顺利完成任务。无人机具备快速巡检的能力，通过在指定位置进行悬停，可检查线路上的设备，确定缺陷，并对巡检结果进行实时回传，整个过程耗时较少。此外，无人机巡检前基本不需要进行较长时间的准备，大部分无人机在80s以内便可起飞，当一个区域内的线路巡检完成后，可以快速转移至下个区域，有效缩短了输电线路的巡视检查时间。

在线路故障检查时，无人机能够快速检查杆塔顶部设备缺陷情况，减少登杆检查流程，能够补充人员地面检查的盲区，减少作业人员登杆流程，降低作业风险，提高工作效率。

1.7 巡检与施工技术更上新台阶

随着无人机技术的不断发展和完善，其功能日渐强大，通过搭载不同的平台和系统，可以使无人机具有更多的功能，如绳索的牵引、设备缺陷快速查找、故障定位、实时监测等等。由此使得无人机的巡检更加全面，线路的跳闸次数和停电时长随之减少，确保了整个电网的运行安全性和稳定性，给供电可靠性提供了有效保障。

2 无人机技术在输配电线路巡检与施工中的具体应用

2.1 无人机巡检系统与管控平台

利用无人机对输配电线路进行巡视检查，需要一套无人机巡检系统，根据系统对无人机的巡检路线进行规划，利用平台对线路上的设备进行拍照和摄像，并对相关数据进行采集，然后回传给地面控制站。

无人机巡检系统特点有：第一，可以垂直起降，不需要任何的辅助装置以及专门的机场与跑道，对环境没有较高要求，能够在野外任意地方起降;第二，具备较高的飞行精度，能够进行长时间的悬停与飞行;第三，无人机的速度有着较大的可控范围，同时有着较高的智能化水平，可以实现程控自主飞行、返航等多种功能;第四，光电吊舱能够对十分丰富的设备进行搭载，不仅有可见光，还包括红外热像仪、紫外成像仪，可在夜间进行使用，两者之间互补，同时与可见光巡视进行结合，可以显著提升检测工作的准确性，为故障抢修争取时间。

2.2 确定巡检项目

利用无人机对输电线路进行巡检时，应当对具体的巡视检查内容进行确定，常规的巡检包括线路通道、线路本体及附属设备，可以细分为输电线路范围、点位和精细巡检三个部分。通过无人机搭载的云台对输电线路本体及附属设备的异常损坏进行检测，或是借助红外成像仪对设备的异常发热进行检测。具体的巡检项目有线路走廊内的高杆植物、地质灾害、施工作业、构筑物等情况;杆塔、导线、金具、基础;防雷装置、标志牌以及各种监测装置等。

2.3 巡检流程

2.3.1 勘察作业区域

利用无人机系统对输配电线路进行巡视检查前，相关人员应当先对线路周边进行细致勘察，核实杆塔名称、地标物等数据，无人机在单次巡检作业路径应选择易观察，能够节约电池等能量的地段，随后对无人机的起落降场地进行选取，应当确保场地周围无高耸的建筑和树木，面积应当在4平方米以上，同时要尽可能远离信号干扰源。

2.3.2 准备起飞

无人机起飞前，检查无人机安装，电池电量等情况，检查无人机各部件连接，图传及信号稳定情况，相关人员应当对周边的环境及天气进行观察，看是否满足起飞条件，同时应对本次的巡检任务进行确定，依据现场情况，编制无人机飞行方案，若是在自助模式下飞行，必须提前进行路线规划，随后对无人机进行调试，由两名工作人员对无人机进行检查确认，设置警示线，准备起飞。

2.3.3 无人机升空与巡检

当现场指挥人员确认无人机可以起飞之后，便可发出相关指令，并對无人机的升空时间进行准确记录。此时，操作人员可借助遥控器，对无人机进行操控，使其进入到预先规划好的航线内，若是遇到特殊情况，导致无人机不能在规划的路线中航行时，必须终止飞行，对方案进行优化调整。可将无人机的飞行速度设定在7-8m/s，当需要对输电线路进行精细巡检时，可降低飞行速度，控制在3-4m/s。监护人员实时提醒无人机状态、与交叉跨越物情况，作业现场操作人可按照无人机实时画面，对云台的角度进行调整，并完成录像和拍照等操作，从而获取相关数据。

2.3.4 无人机回航

无人机进行巡检时，现场负责人可以按照一定能够的时间间隔，向操作人员提供状态信息，若是达到预警值，则可通知操作人员对无人机进行回航操控。在回航前，操作人员应对风向及风速进行判断，据此对回航速度进行调整，无人机回航的过程中，必须保持飞行平稳，缓慢地减速并下降，同时确认场地满足降落条件后，让无人机安全降落，关闭电源，填写本次巡检飞行记录，形成报告。

3 结论

综上所述，输配电线路在架线施工与巡视检查的综合应用是一项较为重要的工作，为了减少线路故障停电时间，提高线路巡检效率，减少线路配合停电时间，提高现场安全管控水平，可对先进的无人机技术进行合理应用。通过牵引绝缘绳带电跨越封网、搭建无人机巡检系统，对巡检项目进行确定，明确巡检作业流程，从而确保无人机巡检顺利进行。

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