电力输电线路巡检中无人机的应用

邹奇锦

关键词：输电线路;巡检;无人机

引言

为了满足人们的电力需求，电力输电线路不断增多，分布范围越来越广泛，许多输电线路都位于地势复杂、环境恶劣区域，这大大增加了电力输电线路的故障发生几率。为了确保电力的正常供应，就必须要对这些输电线路进行及时的修复或更换，因此，确保电力输电线路的巡检工作的高效性是非常重要的。无人机在电力输电线路巡检工作中有着巨大的应用优势，其能够有效代替人来进行电力输电线路巡检，使巡检人员能够通过无人机来检查输电输线的故障情况，从而大大减少了登塔高空作业，有效减轻了巡检人员的工作强度。

1无人机巡检技术概述

电力巡检工作主要负责及时、准确的巡视监测电力线路、附属设备的运行状态及电力线路周边的环境，排查故障、排除安全隐患，确保输电线路安全。电力巡检的传统方法为人工巡检，巡检的工作人员通过辅助设备巡视电力线路和相关设备。该方式不仅效率低，且在进行高危作业、面对各种恶劣环境时，工作人员的人身安全也受到了较大的威胁。以人工巡检为主的巡检方式工作量大、效率低、成本高，已不能适应如今电力发展建设的需求。因此，需要更为高效、安全、低成本的方式实现电力巡检作业。

无人机是由无线控制、操作的不载人飞行器，其成本较低、空域限制小，且能够完成载人飞机不宜执行的航拍任务。因此，无人机能够为电力巡检提供低成本、高性能、高稳定性的专业航空摄影飞行平台。倾斜摄影测量技术具有高精度、全方位、真实性等优点，能够根据多个视角的全方位观察，更为真实地展现出实际地物的情况，得到更高精度的有用信息。此外，其还能通过定位、融合、建模等技术得到真实的三维模型。

固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机为常用电力专用无人机，其各有优缺点，应用于不同的巡线场合。固定翼无人机飞行速度快，续航时间长，但不能悬停于空中，适用于进行输电线路通道大范围、长距离巡检。无人直升机飞行灵活，能快速准确的进行输电线路作业，现已基本运用到对输电线路通道环境监测，交叉跨越复核检查，重要隐患监控等方面的巡视工作。多旋翼无人机最大的特点便是能垂直起降，飞行控制灵活，稳定性高，可应用在电气线路设备的参数收集、故障查找等任务中。在故障段确定的情况下，多旋翼无人机能在接近线路处进行空中悬停，完成输电线路杆塔设备、绝缘子等定点目标的精益化巡檢工作。总结以上各类无人机的优缺点与当前电力生产工作实际相结合，架空输电线路的巡线建议使用固定翼无人机搭配小型旋翼机或无人直升机进行。而固定翼无人机和无人机直升机的价格相对较高，基于巡线频率与性价比综合考虑，价格便宜且操控灵活的小型旋翼机是现阶段最值得推广的机型.

2电力输电线路人工巡检中无人机的应用研究

2.1电力输电线路全方位巡检中的应用

无人机巡航系统则指利用无人机搭载可见光、红外等检测设备，完成架空输电线路巡检任务的作业系统，包括无人机分系统（通过遥控指令完成飞行任务的无人机系统）、任务载荷系统（完成检测、采集和记录架空输电线路信息等特定任务功能的系统）、综合保障系统（保障无人机巡检系统正常工作的设备和工具的集合）。

无人机线路巡检过程中，一方面需接收来自地面控制中心的控制信号，以实现导航、巡线、避障等工作;另一方面需把巡检过程中拍摄的照片、巡检的数据通过无线网络传输到地面信息处理中心。无人机线路巡检过程产生的数据很庞大，仅依靠存储设备不能满足其要求，往往需要将这些数据传到地面信息处理中心，所以能否及时、有效、正确地将巡检的数据传回，直接影响到无人机线路巡检的质量。输电线路常布设在人迹罕至的区域，其地理位置复杂，地形变化多样，高山、树林、建筑、高压输电线路的电磁干扰物对无线网络的传输具有很大的影响，因此建立一个安全、可靠、通信能力强的无线传输通道非常重要。

2.2电力输电线路异物清除中的应用

在电力输电线路巡检工作中，经常会遇到输电线路中存在异物的情况，如果不将这些异物进行及时的清除，便可能会引起输电线路故障，甚至还会因此而发生触电事故。巡检人员经常需要通过人工的方式来清除异物，这大大增加了巡检人员的安全风险，无人机的出现，使其在电力输电线路的异物清除中发挥着重要的作用，在应用无人机清除输电线路中的异物时，传统的方法是在无人机的机载部分搭载激光二级管模组，通过光线的聚焦作用来烧断异物，考虑到激光二极管模组所发射的激光是平行的，因此需要利用凸透镜来聚焦光线，并且光线的聚焦点需要准确的落在异物之中，在烧断异物过程中，巡检人员需要确保无人机和周边的带电设备能够保持一定的距离，而且异物在受到风力的作用下会晃动，这也使巡检人员在操控无人机来清除异物时存在较大的难度，异物清除的效率较低。通过对传统的无人机清除异物方法进行改进，将电涯、激光模组以及控制模块在多旋翼无人机中进行搭载，并由巡检人员通过云台摄像头来观察异物所在位置，通过对无人机的位置进行调整，能够使激光模组的焦点正好处于异物位置，此时巡检人员便可利用GPRS远程控制继电器来开启激光模组，从而使模组发射的激光能够很快烧断异物，进而实现对电力输电线路中异物的快速清除。

3无人机巡检技术的发展前景        首先在高压输电线路中引进无人机巡检技术，将能够在故障发生的第一时间高效、快速、真确的找到故障位置，能够对可能引发故障的地点进行及时的巡检，提高了高压输电线路的稳定性。其次，若高压输电电网的某个路段或者局域设备发生故障，无人机能够快速对故障进行定点，并且该过程成本低、速度快、效率高，操作安全、可靠。然后，无人机可以在高压输电线路的绝缘子或某个特定位置进行准确的对应悬停检查，该方法操作便捷，可以降低检查人员的工作负担，在一些恶劣的极端气候环境中无人机更不会受到天气影响，因此更具有巡检优势。最后，在无人机内部安装的陀螺稳定可见监视器与红外线成像仪设备可以承担对高压输电线路的实时监测、检测、录像、巡检等工作，还可以克服复杂地形地貌进行巡逻检查，从而避免人工检查时发生危险，也可以进一步的提高高压输电线路检查效果，确保高压电网运行的稳定性与可靠性不受影响。

结语

总而言之，在电力输电线路巡检工作中，无人机有着巨大的应用优势，有效代替了人来进行高效准确的巡检工作，大大减轻了巡检人员的工作强度，并且可对输电线路的故障点进行准确快速的排查，降低了人力物力的投入，有效保障了电力输电线路巡检工作的安全，大大促进了电力领域的技术革新。

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