浅谈无人机巡检输电技术应用

李永祥

摘要：输电线路大多分布在荒郊野外，地形复杂，人工巡视困难。线路设备在遭受狂风、暴雨、冰雪等自然原因和违章施工碰线等人为原因破坏后，须迅速查找故障点，分析故障原因，这对线路运维单位查找故障点的准确性和及时性有着很高的要求。因此，探索能够迅速、简单、准确地查找到故障点，能够实现多角度、全方位地观测检查隐性或潜在的安全隐患的方法，是当前线路运行部门面临的一个重要课题。采用无人机巡检输电线路可以在第一时间查明故障位置，且不会受到地形条件的影响，同时，还可以实现多角度、全方位的巡检，进而从整体上掌握输电线路的运行状况。可见，无人机的应用对于输电线路巡检工作具有重要意义。

关键词：无人机；巡检；输电技术；应用

1无人机技术的概述

1.1技术要素

一般情况下，四旋翼无人机（M4R）和遥控直升机（UH）是专门用于输电线路巡检工作的，其中四旋翼无人机主要由地面站和四旋翼无人机无人机两部分组成，M4R是采用4个旋翼对称分布形成的气动布局，具有良好的悬停、起降能力，M4R可以携带无线微型高分辨率图像采集设备、无线图像传输设备等，能采集高清晰输电线路的特定目标，同时还能实现远程传输。UH主要由地面摄像监视与操控系统、影像采集传输设备、减振悬挂装置、遥控直升机本体等组成，UH在飞行过程中，能采集输电线路的目标视频图像，并通过无线图像传输设备传输到后台，这样工作人员就能及时判断输电线路存在的故障。

1.2功能概述

遥控直升机无人机由人工遥控飞行或悬停在输电线路附近（满足输电线路安全距离要求），然后进行线路设备图像的实时采集与传输。M4R无人机在地面站的引导下，沿着输电线路飞行并到达设备附近（满足输电线路安全距离要求）。其主要功能有自主悬停在特定空间位置，以提供合适的图像角度；通过调节M4R的航向和减振云台，调整图像采集设备与被检测设备的光学角度和距离；进行设备图像的实时采集与传输；按人工操作控制指令，沿输电线路进行飞行检测。M4R地面站的主要功能有与M4R无人机进行遥控遥测通信；引导M4R无人机飞行到预定的检测位置；接收无人机传回的检测图像；对无人机的飞行状态和云台状态进行操作控制。

2无人机在输电线路巡检应用中的不足及优势

2.1无人机存在的不足

无人机在输电线路巡检中具有一定的优势，但其中也存在着许多的不足。例如，无人机的巡航时间相对而言是比较短的，由于无人机的体积较小，使其自身的电容容量相对比较小，这样就会在很大程度上影响其巡航时间。再加上无人机的遥控范围是比较小，通常情况下，其遥控范围在1000M内，而且不能有效的自动的对图像进行缺陷分析。

2.2无人机在输电线路巡检中的优势

（1）四旋翼无人机具有自主悬停、自主导航飞行的特点，可以进行输电线路跳闸后的故障点查找，并在此基础上，构建一个完整的输电线路全过程立体式的巡检系统。（2）四旋翼无人机的另一个功能就是可以对输电线路起到防碰撞保护作用，用于输电线路的巡视和检测，同时，还可以对严重自然灾害下的输电线路起到保护作用，比如常见的大风、暴雨等。（3）地面实时监控技术和图像防抖降噪技术在输电线路巡检中的应用。无人机所配备的可见光视频可以在网络信息技术的作用下及时传输到监控中心。（4）对四旋翼无人机一体化设计和输电线路的快速检测系统进行优化，有效解决流线型机身的碳纤维制作工艺问题，进而解决锂电池的选型、旋翼的升力、电机的选型和空气动力等相关问题。（5）自主悬停和飞行控制系统具有自驾和手动两种工作模式。在自主悬停的状态下，无人机不仅可以通过地面站的高清录像检查线路，并保留手动模式，还可以按照既定的路线进行自主导航的飞行和巡检。

3无人机技术在输电线路巡检中的应用

3.1无人机技术中的应用

3.1.1常规应用

常规应用主要是指对输电线进行常规的巡检，供电公司的技术部门依照输电线路的巡检计划，对其进行常规性和周期性的巡检。数据的收集、现场地形优化探查以及线路走廊的实时监控这些都是日常巡检的主要内容。由于我国地大物博，有很多地区都是崇山峻岭。因此，输电线路的走廊地形是非常复杂且多变的，同时这也给电力线路的巡视带来很大的难度性。电力公司工作人员由于受地形因素的影响，很难近距离的接近杆塔，所以根本无法细致的观察线路，同时也很难发现电路所存在的各种问题，这对输电线路的安全及输电线路的巡查效果都造成极大的影响。自从无人机巡检作业得到有效的推广，使其诸多的供电公司都从自身的实践情况出发，充分的利用无人机巡检输电线路设备及技术对积极的开展的线路的巡线工作。

3.1.2雷击故障检查

无人机巡检输电线路技术的应用，主要体现对雷击故障点查找。据调查显示，影响输电设备及线路安全的关键因素就是雷害，其中在输电线故障中雷击跳闸而引起各类故障占据了很大的比例。其最容易引起绝缘子闪络放电，而后果就会导致绝缘子导线挂点铁构件融化堆积，绝缘子与其体表的釉层分离，网状裂纹会逐渐布满玻璃体外表，或者是烧伤其绝缘子，有些时候绝缘子闪络会在表面上留下十分明显的烧伤痕迹。通常情况下，凭借肉眼很难发现其金具和绝缘子串存在的问题，即使是使用人工登陆检查，也有存在着一定的盲区，将其无人机巡检输电技术应用到其中准确的找到其故障点。如某供电企业500kV输电线路特别容易在夏天发生跳闸。针对于此，使用了多架旋翼无人机对其进行故障排除，无人机清楚的排到输电线路到线上放电烧蚀点。

3.2无人机技术的应用前景

无人机的发展前景可以概括为以下几点：（1）进行高压输电线路故障点的快速查找和架空线路高空巡检作业，高效地排查可疑故障点，发现和确定故障点。（2）减少登塔高空作业及带电作业次数，通过人员在地面操作航模机，多角度拍摄视频和高清晰照片，实现高空检查，便于快速开展状态检修。（3）较适用于具体区段、局部设备的快速反应故障巡查，使用方便、成本低、体积小、安全性强、维护费用较低，具有强大的技术、经济优势和广阔的应用前景。（4）智能定点悬停在线路金具、绝缘子上方进行局部检测，方便快捷，减少人工线路巡视的劳动强度和时间。尤其是进行山区、跨河及恶劣环境下的线路巡视，其优势凸显。（5）无人机通过携带陀螺稳定的可见光监视器和红外线成像仪等设备，对输电线路进行录像和检测，实现自动巡视，解决复杂地形巡视难、诊断难的问题，替代人工实现危险区域作业，改变人工巡视受自然环境、地形、观测角度局限的局面。

结束语：

综上所述，输电线路的运行状态对整个电力系统的持续运行有十分重要的意义，做好输电线路巡检工作是十分重要的。然而输电线路很多是分布在荒郊野外，其地地貌十分复杂，对输电线路进行人工巡检时，存在很大的难点。并且输电线路在正常运行过程中，很容易受自然因素、人为因素的影响，使得输电线路受到破坏，从而对整个电力系统的稳定运行造成影响。将无人机技术应用在输电线路巡检中，能有效地提高输电线路巡检效率，提高输电线路的可靠性。因此，在实际工作中，要加大无人机巡检输电线路技术的应用，从而确保输电线路的正常运行。

参考文献：

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