无人机在架空输电线路上的运用

周秋延 吴建波

摘要：目前，国家对于无人机的发展重点关注，重点发展。伴随着经济的飞速发展和科技的进步，无人机巡检输电线路的技术水平也在不断提升、完善。在人工巡检过程中，由于观察角度以及巡查人员的水平限制，效率远远小于无人机巡检的排查。无人机巡检排查降低了成本，提升了效率。国家电网在无人机技术和人才培养方面着重进行培养，恰恰说明无人机将迎来新的发展应用阶段。

关键词：无人机;架空输电线路;运用

1无人机应用于巡检输电线路的技术优势

无人机拥有自动导航和自动悬停技术，巡检时能够做到全方位的高空信息采集，多角度进行观察，高效率降低架空输电线路巡检工作的难度，最大程度上杜绝安全事故的发生，提升巡检效率和巡检质量。这种优势在极端恶劣天气条件下能够得到充分发挥。雨雪天气中，铁塔容易打滑，人工蹬杆走线容易发生危险。无人机能够代替人工工作，保证工作人员安全的同时，保障电网安全可靠地使用运行。在灾后道路不通、工作人员亲自到现场巡检有困难以及危险系数较高时，无人机能够发挥重要作用。许多工作能够在带电情况下完成，效率极高。

在当前的技术条件下，巡检输电线路中应用最多的是遥控直升机和四旋翼无人机。下面将详细介绍这两种不同的无人机技术和功能。遥控直升机装备有图像采集和实时传输装置，装载的是普通直升机的气动布局。在巡检线路过程中，不应该在设备正上方悬停，将采集的信息图像迅速发送到监控中心，方便后台的工作人员及时根据输电线路可能存在的故障进行判断。作为人工遥控的应用遥控直升机，工作时需要工作人员操作来保证无人机能够在距离输电线路安全距离处停留，然后依托无人机内部的拍照机器进行图像拍摄，并且传送回后台监控人员处。四旋翼无人机有着较强的起降能力，主要原因是它的气动布局结构不同于遥控直升机。此外，为了保证传输线路图像的清晰度，四旋翼无人机配备了无线微型高分辨率图像采集装置，能够获得高清信息，并将其传送回地面站。四旋翼无人机在工作流程上和应用遥控无人机有些许不同。四旋翼无人机通过地面站发出的指令自主在距离输电线路安全距离范围内悬停，工作人员通过遥控控制旋翼的航向和减振云台，保证无人机在各个地方拍摄的图像的清晰，实现输电线路设备巡检情况的实时采集和传输。

在巡检输电线路工作中，无人机发挥着重要作用。但是，由于技术问题的局限，它在续航方面存在缺点。首先，无人机体积较大，但是电池容量较小，其巡检时间和距离十分有限。其次，无人机不能够自主分析故障点，需要通过传送图像到后台进行人工判断。所以，在创新技术方面可以从以下几个要点进行分析研究。作为具有自主悬停、自主导航特点的四旋翼无人机，能够及时发现输电线路跳闸的故障。在这一前提下，可以构建一个完整的全方位巡检模型，保障在巡检过程中输电线路的安全，还能够分析在恶劣天气条件影响下输电线路可能发生的灾害。为了解决无人机的工作时长问题，可以对锂电池的选型、电机的选型以及空气动力等进行研究。通过改善飞行控制、结构强度等条件，优化流线型机身碳纤维制作工艺问题，进一步升级四旋翼无人机的技术条件。

2无人机在架空输电线路巡检上的运用

2.1无人机巡检线路运行情况

运用无人机巡检架空输电线路的运行情况，越来越受到线路运维检修人员的青睐。运用无人机查看地质灾害区域线路运行情况，对于采矿塌陷区等地质灾害区域，采用无人机巡检线路运行情况，通过不同时段巡查照片的对比，查看杆塔附近是否有地基下沉等现象的发生。运用无人机查看线路重要交叉跨越区段运行情况，采用无人机查看线路“三跨”区段、普通铁路区段、江河区段线路运行情况，确保重要交叉跨越区段线路运行安全。运用无人机查看线路山火隐患情况，采用无人机查看线路下方山火隐患情况，线路山火隐患过火面积，灭火处置总体情况，有利于对山火隐患的总体情况加以研判。运用无人机查看线路树障隐患情况，采用无人机查看树障对于线路导线的垂直距离、边线距离，判断树障是否影响线路安全运行。运用无人机开展线路大修技改现场勘查，采用无人机配合进行现场勘查，全方位勘查大修技改现场地形地貌，排查作业过程中可能遇到的安全隐患。运用无人机开展线路缺陷查找，采用无人机查找线路缺陷，克服天气及人力存在薄弱的环节。运用无人机开展线路故障点巡查，加快故障巡查进度，提升取证照片的清晰度。运用无人机开展自主飞行巡检线路运行情况，通过无人机飞行路线的提前规划，实现无人机的自主飞行，并在飞行过程中对于线路关键信息点进行记录，判断线路实际运行情况，实现无人机高效率巡检架空输电线路。

2.2无人机查找销钉级缺陷

运用无人机查找输电线路杆塔上的销钉级缺陷，意味着无人机在输电线路巡检工作上的运用再上新台阶，为智能化巡查微小缺陷提供了一种更加安全高效的途径。查找微小缺陷，需要将无人机距离杆塔及导地线的距离拉近，这就提出了多个方面的要求，对于无人机操作手的要求提高了，要求无人机操作手的熟练程度高，同时要求操作手把控好距离的“度”，这样一来，飞机既可以飞得更近，又可以避免故障的发生;同时对于无人机的性能要求也更高了：（1）无人机的自主悬停功能要求更高;（2）无人机机载摄像头的像素要求更高;（3）要求机载变焦摄像头。在查找输电线路杆塔金具的销钉级缺陷时，变焦摄像头相比定焦摄像头，能更好地做到精准定位和精准聚焦。查找销钉级缺陷是一门技术活，在新手操作的过程中，需要格外谨慎，不应急于求成，避免与导地线、杆塔碰撞，造成炸机事故。

2.3无人机在故障巡检上的运用

无人机为架空输电线路的故障巡视提供了新的选择，（1）杆塔湿滑、积雪覆冰天气的故障巡查工作。人工登杆塔进行故障巡查的安全风险大，劳动强度高，在这种情况下，采用无人机配合巡查，能够克服天气和架空输电线路的不利因素，达到很好的效果。（2）属于故障放电点位于导线档距中央，比如吊车等大型施工车辆对于架空输电线路造成的故障，或者故障放电点位于其他不容易人工拍照的位置。在这种情况下，运用无人机进行近距离查看，拍照取证，将大大缩减巡查的时间，为判定故障点的位置和具体原因提供有力的图片保障。（3）山林、河沟蔓延区域的线路故障巡查工作。受地理环境的限制，故障巡查的进度严重延缓，此时运用无人机配合开展线路故障查找，也将取得事半功倍的效果。

2.4立足巡视开展实效，合理安排人、机资源

建立健全符合企业自身特点的管理制度是一項工作能否顺利开展的前提和基础。无人机巡检应遵循统筹规划、因时制宜的策略，规章制度由公司层面统一管理颁布，而无人机和人员的配置则由工区层面统一安排。在普通运维班组中应配置多名员工，同时具有输电线路巡检和无人机巡检资格。在无无人机巡视任务时，携带无人机执行输电线路的日常巡检工作，工作过程中运行人员既能发挥主观能动性发现认为需要由无人机巡视的缺陷或隐患，又处于随时待命的状态，时刻准备迎接公司下达的无人机作业任务，在最短时间内根据巡检任务进行配置，完成巡检任务。

结论

提升输电线路运维管理水平，落实了国网公司规划要求。文中探讨的做法，可深化落实国家电网公司全面实现标准化作业、巡检效益全面提升的规划要求，实现了无人机标准化作业，显著提升巡检效益。该做法首先缩短了输电线路的巡检时间，在保证巡检质量的前提下将巡检效率提升，同时缓解了运维人员的运行压力，提升了巡检手段的先进性，提升了巡检效率。

参考文献：

参考文献

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[2]陈栋.架空输电线路无人机的应用[J].产业与科技论坛，2020，19（02）：44-45.