综述无人机巡检在输电线路中的技术应用

综述无人机巡检在输电线路中的技术应用

赵志刚

（广东电网有限责任公司湛江供电局广东湛江524000）

摘要：近年来，电网规模迅速扩大，电力设备不断增加，在满足电力市场需求的同时，对输电线路的运行方式也提出了更高要求。做好线路巡检工作，对输电线路的运行状态进行实时监测，是确保电力系统安全稳定运行的关键，在输电线路巡视中，引入无人机巡检技术，能够有效提升巡检效率和巡检质量，减轻电力工作人员的负担，应该得到足够的重视。

关键词：无人机巡检；输电线路；技术应用

随着我国经济建设的大力发展，对电力能源的需求和依赖在不断地增加。目前，我国对输电线路的巡检工作越来越重视，但由于架空输电线路覆盖区域广，穿越区域地形复杂，自然环境恶劣，以至对输电线路运维水平要求越来越高。由于输电线路设备长期暴露在野外，为了掌握线路的运行状况，并及时排除线路故障、缺陷或隐患，每年都要投入大量人力、物力进行线路巡检。随着科技的不断发展进步，自动化也在不断地进步，从对最传统的地面人工巡视看，到如今逐步推广应用的直升机、无人机巡视，线路的巡检模式正向着多元化方式发展。

一、无人直升机性能简介

1.1技术要素

在巡检输电线路时，经常使用专门的遥控直升机（UH）和四旋翼无人机（M4R），UH的组成部分包括：遥控直升机本体、减振悬挂装置、影像采集传输设备、地面摄像监视和操控系统等，后台的工作人员主要是利用无线图像传输设备，将UH在飞行过程中采集到输电线路的目标视频图像传送回来，以此对输电线路存在的故障做出及时判断；M4R其组成部分包括地面站和M4R无人机，M4R中设置了无线图像传输设备和无线微型高分辨率图像采集设备等，因此，采集到的输电线路的特定目标清晰度很高，并能进行远程传输，同时，M4R应用了4个旋翼对称分布的方法，进而形成的气动布局，在起降和悬停方面性能良好。

1.2功能概述

在巡检过程中，通过人工遥控使UH无人机飞行到输电线路安全距离范围之内，并悬停在输电线路附近，进行采集图像，并通过无线图像传输设备传输到后台；而地面站会发出指令引导M4R无人机沿着输电线路飞行，并在离输电线路安全距离的位置悬停，即完成M4R无人机自主悬停在安全的空间位置的功能，以便拍摄图像时，可以保证各角度的清晰度，另外，工作人员要想调整图像采集设备和被检测设备，只需对航向和M4R的减振云台进行调节即可。其中，M4R地面站除了具备引导M4R无人机飞行到预定的位置、保持与M4R无人机的遥控遥测通信的功能之外，还具有很多功能，如：控制飞行状态、接收无人机传输检测图像、控制无人机云台状态等。

二、无人机巡视的特点

随着无人机技术的不断成熟，自动化程度越来越高，在无人机技术研发方面，我国处于领先地位，在电网企业正快速推广应用。一是机动灵活、效率高，安全性能高。穿越大档距、河流等对输电线路进行快速巡视，大大提高了线路巡视速度和效率。尤其是在交通困难的山区，使用无人机既减轻了巡视人员的劳动强度，又可以使巡视人员避开恶劣的巡视环境，确保了巡视人员的人身安全。二是精益化巡视水平高，提高了巡视安全性。比较人工巡视，无人机通过自身的技术特性，能够在理想的高度全方位地近观测到线路设备，现场实时判断和收集设备运行状况，能够准确地发现铁塔上方金具、绝缘子串、导地线等细小缺陷。特别在带电故障巡视时，避免了故障巡查人员频繁登塔靠近带电体触电的危险。固定翼无人机作为线路通道巡视，可以发现线路沿途的外部环境、通道环境，对防外力破坏、防山火等有优势。三是减少运维成本。如在220kV仲由-工艺线路验收中，113基，约60km。第一次全部用人工验收，投入人员26人，6台车辆，用时3d。在复检时，使用两台多旋翼无人机，采取人机结合，投入人员16人，4台车，用时一天，效果明显。

三、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

将在输电线路巡检计算机技术的应用，具有很好的应用效果，无人机空中视察，以实现全方位，多角度考察，在电力巡线，快速找出故障点，从而有效地降低高空作业和带电作业，这不仅降低了检验人员的工作强度的检验人员，也大大降低了安全检查过程中的隐患。在特殊的自然条件，如大雪，暴雨等恶劣天气，输电线路铁塔杆很容易出现打滑的现象。这时，如果检验人员爬上杆检查，很容易发生事故，计算机代替人工巡线，不仅大大提高了安全大检查，有效地提高了检查工作的工作效率，提高质量检查，从而可以提高电力系统运行的可靠性。

3.2无人机技术的应用前景

输电线路无无人机检测技术有着非常广泛的应用，无需人机技术可以迅速找到高压输电线路故障点，架空输电线路空中视察作业，大大降低了高空作业过多，有效减少架空线的高空检查行动。工作人员可以通过地面航模机操作无人机（UAV），高度，也是一个全方位，多角度拍摄高清照片，以帮助运行状态传输线的工作人员准确判断。无人机技术已在部分地方和设备进行故障检查了良好的应用效果，它具有成本低，维护成本低和高安全性的特点。当在复杂的地形环境的传输线，就难以手动检查，故障诊断，利用计算机技术代替人工检查的，传输线的检查工作可以快速有效地完成，无需计算机技术的应用有效地解决了以往的手工自然条件限制的检查。

四、无人机的应用分析

4.1实际应用效果

在输电线路没有机器的检查可实现多角度，高海拔地区的信息收集齐全，有效的降低了架空输电线路巡检工作强度，降低安全风险，提高检查效率和质量，特别是在恶劣的环境中，如塔滑倒，无人飞行器（UAV）可以代替人工推棒线材，然后保证电网的安全稳定运行。此外，无人机的应用可以大大减少检查工作的成本，为生产提供电力保障。显然，无人机的应用是在当前电力巡线具有重要意义。

4.2无人机的发展前景

无人机的发展前景可以概括为以下几点：①快速准确地在高压输电线路查找故障和失败的可疑点是有效的，合理的检查点，是高压输电线路的稳定运行的保证。②在传输线的特定部分或本地设备，该故障可以迅速巡逻，成本低，效率高，并具有良好的安全性和技术。③智能悬停上述传输线路配件和绝缘子本地检测，操作简单，从而减少了人工检查任务负载和时间，尤其是在传输线的恶劣环境条件下，无人机优势更加明显。④无人机是陀螺稳定可见显示器和红外成像仪不仅可以传输线给记录与测试和执行自动检查，也可以有效地解决了地形检查困难的问题，进一步降低潜在风险人工检查，提高输电线路的运行质量。

结语

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，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：

[1]张永，李德波，吴翔，等.无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].宿州学院学报，2013.

[2]李柯纯，胡筱筱.无人机在巡检输电线路的应用探讨[J].中国科技投资，2014.

[3]周海峰.无人机巡检输电线路技术的应用与分析［J］.建筑工程技术与设计，2015.