无人机在输电线路运维检修中的应用

肖勇

国网青海省电力公司海东供电公司

输电线路建设通常采用架空的方式，虽然为人们的生产和生活带来诸多的便利，但输电线路运维检修时需要高空作业，这也增加了作业人员的危险性，再加之输电线路所处地形和环境复杂，运维检修难度提升。而且输电线路运行过程中还会受到各种因素的干扰，线路运维检修工作量较大。为了能够满足输电线路运维检修的要求，可以利用无人机作为运维检修的设备，以此来提高输电线路运检工作的整体水平，更好的发挥出运检工作的作用，保障供电的稳定性和可靠性。

一、目前我国输电线路巡检方式

目前人工巡检、机器人巡检、直升机巡检和无人机巡检是输电线路最常用的巡检方式。人工巡检相对传统，输电线路存在线路长及环境复杂的特点，人工巡检难度较大。机器人巡检在高压输电线路上更具适用性，但当前机器人检测速度和工作范围仍有待提升。直升机巡检需要投入大量的资源，成本较高，无法广泛应用。无人机巡检主要是通过无线遥控设备和编程系统，利用成像设备收集信息，并将信息传输至设备再传至地面工作站，还可以执行危险巡检工作，工作效率较高，可以保证输电线路巡检工作的质量。相较于其他巡检方式，无人机巡检具有效率高、成本低及精度高等特点，在输电线路运检工作中具有较好的应用前景。

二、无人机应用在输电线路运检中的优点

（一）降低验收及检修成本

输电线路运检工作离不开检修人员的高空作业，需要逐一进行排查，不仅工作量较大，而且工作十分危险。利用无人机进行输电线路维修，运用扫描设备对输电线路进行拍摄，后期通过对照片拼接，针对输电线路中存在的安全隐患进行分析。检修作业时也可以利用无人机在故障周边检查是否存在漏电短路的情况。利用无人机对输电线路故障排查时，可以节省人力、物力和财力，有利于降低电力企业运营成本。利用无人机还可以对输电线路进行3D 建模，准确对各个基准点的数据进行显示，精准测算与其他塔杆的连接数据，为故障排除带来诸多的便利。当出现停电问题时，检修人员利用无人机针对人力无法到达的地方进行故障排查，可以有效提高维修工作效率。在输电线路建设时，由于工期较长，工作量较大，利用无人机协助工作人员完成数据三维图，详细标注各连接点和基准点，有利于提高线路建设工作的效率。而且在建成后验收时，利用无人机进行扫描和拍摄，检查各塔杆上连接点质量和连接问题，逐一测算塔杆高度、倾斜度及塔杆坐标等，了解输电线路走向电路走廊的地理和人文等因素，优化输电线路检修路线，为后续运检工作的顺利开展提供更多的便利。

（二）提高安全性

利用无人机进行输电线路运检，不需要与输电线路直接接触，能够对塔杆和输电线路各个细节进行检测，减少运检人员爬杆带来的安全隐患，能够保障运检人员的人身安全。日常巡查工作中，利用无人机可以排除一些小问题，降低运检人员工作量。而且为了保证输电线路安全，排除巡检过程中人为因素的干扰，可以将语音设备安装在无人机上，及时与地面人员进行沟通，在巡检过程中也能够提醒周边居民远离塔杆。另外，利用无人机也可以在夜间对输电线路进行巡查，及时发现违法行为，保证输电线路整体设施的完整性和安全性。

（三）收集数据准确

无人机收集数据具有快速和简便的特点，在运检过程中，可以利用红外线技术对输电线路连接点进行测温，当输电线连接点温度超出正常范围时，则要排查原因，并利用图片识别技术识别故障原因和明确故障范围，从而快速完成故障排除工作。利用无人机检测输电线路和塔杆各点数据时，还可以完成地理位置坐标海拔及温度风力的测算，并运用三维立体成像技术获取数据，如杆塔倾斜度、环境因素对输电线路的影响等数据，从而协助运检人员及时防范恶劣天气带来的影响，保证输电线路运行的安全性。无人机在输电线路运检中的应用，避免了运检人员主观因素带来的偏差，有利于提高运检工作的效率和质量，使运检工作更加规范和科学。

（四）不受地理环境及空间影响

利用无人机可以对检修设备实现全天候和全方位的检测，并能够完成人力无法到达地方输电线路的检测工作，特别是在恶劣天气和复杂环境下，无人机能够解决运维检修中的各种问题。而且在无人机检测过程中，操作简单，不受时间和地形的影响，针对突发状况下输电线路的运检工作更具适用性。无人机在检测过程中，无论是地形较高地区还是山谷中，无人机都可以携带设备及时获取需要的数据，保证运检工作的顺利开展，确保输电线路的安全运行。在实际应用无人机运检时，需要运检人员实时操作，但利用无人机进行夜间巡检时，需要加强对无人机技术的研究，使无人机在计算机程序指示下即能够按照既定线路巡查，及时传回相关数据，这不仅能够提高运检工作的效率，而且输电线路运维检修工作也更具便捷性。

（五）操作灵活，作业效率高

由于无人机可以配备各种检测设备，因此利用无人机进行输电线路运检时，能够执行不同输电线路巡检任务。而且无人机在实际巡检过程中，通过灵活操作，可以有效提高作业效率。但在实际应用过程中，仍需要通过人工方式来构建检查路线，这样工作人员能够全方位对输电线路进行观察，有效保证输电线路运检工作的全面性和高效性。

三、无人机在输电线路运检中的具体应用

（一）输电线路巡检工作中的应用

由于输电线路运行环境较为复杂，且输电线路长时间的运行，配备的设备易出现老化、线路破损及连接部件发热等问题，这必然会对线路安全运行带来较大的影响，因此需要做好输电线路巡检工作。利用无人机进行输电线路巡检，由于无人机的视觉跟踪技术可以使无人机巡检时精确躲避障碍物，使无人机能够按照既定线路完成巡检任务。同时无人机的无线通信技术，能够将巡检时拍摄的线路影像信息及时传输至地面基站的计算机中，为检查人员判断输电线路的运行状态提供重要的依据。地面基站也能够向无人机输送控制信号，使无人机着重对传输中画面不清晰影像区域或是应该重点检查区域进行检查，双向通信有效的提高了巡检工作的全面性和准确性。针对有指定目标的巡检区域，运检人员通过操控无人机遥控器可以控制无人机飞行，并检查目标区域，调整无人机摄像焦距，针对输电线路实施近距离观察，快速发现输电线路中的故障位置。

借助于红外测温技术，无人机可以在被测点附近悬停，不需要与被测点接触，也不需要取样和破坏，即能够对被测点实时监控测量，而且无人机近距离靠近被测点，还能够发现输电线路中温度异常情况，及时排查隐患，降低输电线路故障发生率。另外，针对新建成线路开展验收时，采用人工方式验收时，需要登塔走线，不仅工作量较大，而且工作过程危险，当遇到雨雪天气时，还会影响工作进度。利用无人机验收新建线路时，通过提前设定好路线，实现精准悬停，针对输电线路中的绝缘子、导线和铁塔等进行全面检查，并对影像资料进行传输和保存，有利于提高输电线路整体验收效率和质量。

（二）应用无人机清除输电线路异物和完成故障检测

当输电线路上存有异物时会引发供电故障，严重时还会发生触电事故，威胁到人们的生命和财产安全。因此在输电线路运检工作中，清除输电线路上的异物是较为重要的一项工作。一般情况下会将激光器和凸透镜安装在无人机机身上，这样无人机在巡检时，激光器发射的光束聚焦在异物所处位置时，在光聚集作用下可以将输电线路上的异物清除掉。同时将各种不同监测设备搭载在无人机上，通过雷达检查、摄像检测及红外线检测等方式可以实现对输电线路故障的检测。特别是利用红外线对线路故障检测时，通过红外线成像为检修人员分析提供重要的依据，而且在输电线路金属探伤方面也具有较好的效果。这三种方式在实际运用过程中，能够将输电线路故障情况更直观的呈现出来，有利于提高输电线路故障检测效率，为输电线路检修工作提供科学的数据支持。

（三）在输电线路测距和应急抢修中的应用

在输电线路测距中无人机应用十分广泛，具有测距范围广，高精准和适应特殊环境等诸多优势，有效的弥补了传统技术的不足。利用无人机进行输电线路测距时，主要是借助于超声波设备和视频采集装置等测量传输线，可以提高传输线测量的精度。同时还可以用来测量树障，精准对导线与树障的净空进行测量，获取准确的数据，为运维人员提供可靠的数据支持，为运检工作的高效率开展起到积极的促进作用。另外，在一些突发事件和自然灾害发生时，通常会导致输电线路故障，对人们的用电安全带来严重的威胁。这种情况下，需要开展应急抢修，但输电线路应急抢修现场勘察工作十分复杂，抢修工作难度较大。通过应用无人机进行应急抢修勘察，及时拍摄抢险救灾现场设备的受损情况，能够为抢救方案的制定提供准确的依据，并为抢修救灾工作争取到更多的时间。

（四）输电线路架设中的应用

传统输电线路架设多采用人工方式进行，需要消耗大量的劳动力成本，而且施工周期较长，施工过程中存在较高的风险。通过将无人机在输电线路建设中进行应用过程中，在启动主牵引绳之前，应选择合理的线路，并设置开阔地面作为无人机起飞点，将牵引绳放在无人机上。在主拖缆部署过程中，无人机应停留在起始塔下方，针对无人机进行远程检查，将牵引绳带到第一个基地塔顶部，沿输电线路方向飞到下一个基地塔。在第二座基塔线路高空和操作人员确认后，可以选择抛绳或是预挂滑车等方式飞至第三座基塔，完成后再至第四座基塔，直至完成任务。将无人机设备应用在输电线路建设中，可以有效的提高输电线路架设的效率和质量，进一步保证输电线路架设的安全性。

四、无人机技术在输电线路运检中应用的策略

（一）构建智能化巡检模式

在输电线路运检工作中应用无人机技术，这也意味着输电线路运检工作加快了自动化和智能化的发展，因此在实际工作中需要构建智能化巡检模式。电力企业应搭建智能巡检平台，将无人机设备、图像及点位数据采集设备等与平台进行连接，完成数据采集、处理和分析等工作，充分发挥出无人机的优势，提升输电线路运检工作的现代化水平。

工作人员提前设置好巡检路线，利用无人机自动完成巡检工作，也可以借助智能平台远程操纵无人机，并通过三维可视化技术保证操纵的有效性和可靠性。在具体实施过程中，各部门应协同合作，共同搭建平台，利用无人机完成智能巡检工作。在无人机智能巡检平台搭建时，一般要搭载诸多设备和系统，还要利用大数据技术实施多维度分析，从而形成更具智能化的巡检模式。

（二）规范运检工作的内容

通过规范运检工作内容，可以提高无人机在输电线运检中应用的效果。无人机作为一种全新的技术，工作人员对其认知有限，而且无人机有一定的使用规范和注意事项，使用过程中还存在安全隐患，因此更需要合理规范无人机运检工作。在具体无人机应用之前，应提前做好准备工作，检查无人机及搭载的设备，检查没有问题后，应在平整和开阔的地方起飞和降落。提前对操作人员开展专业培训，培训合格后才能进行实操，这样可以避免人为原因导致的操作失误问题。针对日常巡检和专项巡检工作的要求要进行规范。日常巡检主要是针对输电线路上的导线、绝缘子和避雷线等进行检查，需要在无人机上配备小型摄像机、红外测温设备等。专项巡检有具体的巡检对象和目标，应合理对巡检路线进行规划，并做好设备的配备工作，针对性的检查线路上导线和设备的老化、腐蚀等情况。另外，线路突发故障时利用无人机全面检查时，操作人员远程观察线路损坏情况，并对线路损坏情况确定后，可以判断是否能够直接利用无人机进行抢修。

（三）重点突破关键技术

通过合理应用关键技术，可以充分发挥无人机的优势，提升输电线路运检工作的整体水平。在实际无人机在输电线路运检中应用时，一般会涉及到VR 技术、图像处理技术、无人机自主精准降落技术、无人机巡检管控技术等，应针对这些技术进行重点研究，提高技术的成熟度和应用效果，进一步提升无人机作业的整体水平。VR 技术是借助于智能平台生成三维环境，使操作人员高效和安全操作，并与无人机配备的雷达技术相结合，针对复杂环境实现自动化巡检。图像处理技术采用图像预处理方式处理光学系统对无人机运行和恶劣环境等的影响，增强图像亮度，调整颜色空间和提升图像分辨率等，保证无人机拍摄图像质量能够满足实际需求。在实际无人机自主精准降落技术和无人机巡检管控技术应用过程中，为了提高技术的应用水平，还需要借助于运维管控系统，积极完善具体的操作流程，并通过系统的自动化操作，全面提升操作的精度，进一步保证无人机在输电线路运检中应用的安全性和可靠性。

五、结束语

输电线路作为电力系统的重要组成部分，一旦输电线路发生故障，必然会影响电力的正常供应，因此需要重视输电线路运维检修工作。随着无人机技术的成熟和完善，利用无人机技术对输电线路进行运检有效的弥补了传统运检方式的不足，提高了输电线路运检工作的效率和质量，为电力行业的健康发展打下了坚实的基础。