多旋翼无人机在输电线路巡检中的应用

多旋翼无人机在输电线路巡检中的应用

张攀

（广西电网有限责任公司南宁供电局广西南宁530031）

摘要：为了保证电网运行的稳定性和安全性，需要对输电线路进行定期检查，以便及时发现输电设备的紧急或重大缺陷，排除线路通道的外部安全隐患，防止发生设备事故或外力破坏事故。直升机巡检作为目前一种相对成熟的巡检技术，已在我国电网推广应用。有人直升机巡检存在一次性投资大、巡检成本高、机载人员安全风险高、对飞行员技术水平、心理承受力要求高以及高空域管制等问题，目前还不能完全满足不同电压等级、复杂地形条件和各种特殊灾害条件下的巡检需求。

关键词：无人机；输电线路；巡检

在电力系统中，输电线路巡检是指电力工作人员根据相应的巡检计划，针对线路本体、电力设备、附属设施以及线路所处的环境等进行巡视和检查，从而准确掌握输电线路的实际运行状态，及时发现线路中存在的故障和隐患，进而保障输电线路的运行安全。伴随电力产业的飞速发展，输电线路的分布日渐广泛，传统人工巡检的方式存在效率低下的问题，基于此无人机巡检技术逐渐受到了电力企业的重视，在线路巡检中扮演着越来越重要的角色。

1无人机巡检系统组成

无人机巡检系统是一个复杂的一体化系统，主要包含了电子通信、跨航空、地理信息导航定位、图像识别等多个学科的技术。无人机的巡检系统一般由六个部分组成，包括飞行平台、地面监控系统、信息传输系统、飞行控制系统等。飞行平台主要包括机体、动力系统、电力系统、云台和能够保障飞行平台正常工作的设备。飞行控制系统主要包括全球定位系统接收机、惯性导航系统、气压传感器等。地面检测系统主要包括为图像监视系统和飞行数据监控系、检测系统也被人们称作是任务设别，主要用来传输和接受输电线路的巡检资料。旋翼的无人机由遥控直升机本身、减震悬挂装置、影像采集、无线传输设备和地面影像监视和操作系统共同组成。遥控操作的直升机主要包含遥控操作直升机站和遥控操作地面站。

2输电线路巡检内容

在巡检输电线路的过程中一定要注意以下三个问题：线路、线路的相关部件以及线路所在环境。在检查线路自身情况时要注意以下四点：①地面和地基，重点在于确保地基建设时的质量，杜绝地陷等不良情况的出现；②杆塔，在检查时必须保证杆塔基础的牢固性，避免出现松动或下沉等情况，以免造成不必要的损失；③接地装置，要尽量避免外露或断裂等问题，保证接地装置的稳固与可靠；④拉线，拉线比较容易被腐蚀或出现松动的现象，在检查时要重点关注这些问题。而线路的相关部件和注意事项包括：①防雷设备，要保证避雷器的正常工作，及时发现计数器的破损或松动等问题并尽快处理；②检测设备，需要检查其是否存在损坏、失效或部分缺失等情况；③防鸟设备，需要检查鸟刺是不是有变形、破损等情况出现。对架空线路环境通道的巡检主要以线路是否与附近的物品保持合适的距离；有没有违规的施工作业存在；附近不能够有易燃易爆物品；地面有没有出现裂缝多塌陷等。

3无人机巡检输电线路技术的应用

3.1雷击故障点查找

一般来说，悬垂绝缘子串雷击放电后，横担侧与导线侧绝缘子烧伤最为严重，且横担侧挂点金具之间的连接点会有烧伤痕迹，悬垂线夹与或导线有明显的放电痕迹，若安装有均压环，则均压环上有明显的烧伤痕迹。耐张杆塔若无跳线串，一般直线烧伤横担侧若干绝缘子后对跳线放电，若跳线弧垂过大也可能沿绝缘子串放电。而这些部位受视角的限制，人工很难在地面通过高倍望远镜巡视发现。即便是人工登检，也只能对杆塔侧绝缘子串或金具进行有效检查，对剩余部位依旧存在盲区。由于视角限制，也不能通过高倍望远镜查找故障点。无人机操手在山脚距杆塔约260m位置选取空地进行故障查找工作，经过1个架次约10min的查找工作，准确清晰地拍到放电点。

3.2多旋翼无人机的应用

运用实例：国网某修公司在日常使用最多的便是型多旋翼无人机，这种机型具有无可比拟的优势，它不仅有着最大起飞重量，而且也有着最大载荷量。它的机身采用的是碳纤维复合材料，并且采用双路复合供电。它的起降方式有两种：①自驾；②手控，并且具有增稳、手控或者自驾等控制方式，还有失控保护的功能，从而大大降低人员的生命安全风险。此外，随机还搭配柔性防抖云台，很多的器材可以搭载，比如红外热像仪器、可见光照相机以及摄像机等等。在设备带电的条件下，该机型可以解决很多的问题，具体有以下几方面：①对地线上、线路导、下挂点金具连接情况进行检查；②对地线、导与金具的连接部位的磨损情况进行检查；③对特殊地段绝缘子串销钉锁紧缺情况进行细致的检查；④对地线、线路导损伤情况进行诊断，并且能够提供依据给检查缺陷的处理方式；⑤能够进行故障巡视作业，比如寻找雷击闪络点等等。

4无人机巡检技术的发展前景

无人机巡检输电线路技术具有非常广阔的发展和推广前景。一是可以针对高压输电线路进行日常巡视以及故障查找，实现对可疑故障点的快速排查，做到故障的准确定位。二是无人机巡检技术的应用可以减少高空作业以及带电作业的次数，通过地面远程控制实现对线路和设备的高空检查，为状态检修提供必要的数据支持。三是在具体的区段以及局部设备故障巡查中有着良好的适用性，不仅操作方便、成本低廉，而且安全性更强，在经济、技术和安全方面有着广阔的应用前景。四是无人机能够实现定点悬停，针对绝缘子、线路金具等进行局部检测，不需要登杆检查，减少了劳动强度和巡检时间，在一些恶劣的地形条件下，更是可以实现自动巡视，不受环境因素的影响，能够保证良好的巡检效果。

5结束语

综上所述，输电线路的运行状态对整个电力系统的稳定运行具有重要的意义，为此做好输电线路的巡检工作具有重要的意义。经过实验证明将无人机技术应用到输电线路的巡检中能够有效提高输电线路的可靠性、稳定性。为此，在具体的实际工作中，需要有关人员加强对无人机巡检输电线路技术的分析和应用，从而在真正意义上保证输电线路的正常运行。

参考文献：

[1]张侃.多旋翼无人机在输电线路巡检中的运用及发展[J].现代工业经济和信息化,2013,16:72-73.

[2]赵晨,杜勇.四旋翼无人机在输电线路巡视中的应用[J].湖北电力,2012,06:35-36.

[3]熊典.输电线路无人机巡检路径规划研究及应用[D].武汉科技大学,2014.