无人机在电力线路巡检中的应用综述

无人机在电力线路巡检中的应用综述

何志雄高贵林毛亚军李峰

（榆林供电局送电处陕西榆林719000）

摘要：作为电网运行的重要组成部分，电力线路的安全和稳定运行非常重要，线路巡检方式的不断丰富，对于提高电网供电可靠性、减少供电损耗，提高社会效益和经济效益都有着重大意义。随着供电可靠性的要求越来越高，和无人机巡检内容的不断丰富，无人机巡检的优越性将越来越突出。

关键词：无人机；电力线路巡检；应用

中图分类号：TM75文献标识码：A

1无人机电力巡检工作原理分析

电力巡检无人机由“无人机机体+飞行平台系统（动力系统、飞行控制系统以及机载任务系统）”组成。无人机飞行平台的关键技术在于飞控系统的精准性、检测云台或吊舱的稳定性、通信通道的稳定性及有效距离等。飞控系统一般是由各个厂家自行研制的用于飞行平台自动控制和手工控制的软件系统，存在较大差异性，且飞控系统的好坏直接决定了飞行平台的安全性与精准性。云台和吊舱是搭载检测仪器的平台，起到调节镜头方向，使其能更精准的对准目标的功能，其优劣直接决定了传回图片、视频的清晰度。通信通道是无人机与地面基站、操作人员通信连接的通道，使无人机按照地面控制自动或手动操控完成指定动作任务，其稳定性及有效距离直接决定了无人机的飞行稳定性和飞行距离。无人机电力巡检工作原理，见图1。

图1无人机电力巡检工作原理图

无人机在执行电力巡检任务时，通过机载任务系统和传感器，在空中将目标状态、热成像、三维成像等信息进行收集，机载仪器和传感器将获取的遥感影像可直接存储于云台相机中。无人机回收后，能直接在现场查看影像情况，也可以通过无线通信模块，传送相关信息和无人机状态到地面站，实现无人机姿态、高度、速度、航向、距离以及无人机空中作业数据等的实时显示。同时，无线通信模块还可接收地面操纵人员的指令，控制机载设备作业和引导无人机按地面人员的命令飞行。机载任务系统的通信系统和地面站通过专用的通信通道进行通信，对电力线路中的一些应急处理等实时性较高的处理可以采用中继通信卫星进行采集数据的实时传输，并传送到电力企业后台数据库，供专业人员进行分析，实时指挥执飞现场的电力巡检应急处置。

2无人机在电力线路巡检中存在的不足

2.1人工巡检效率低、难度大且安全风险高

输电线路大部分处在人烟稀少的山区和丘陵地带，线路塔位车辆难以到达，而人工步行距离远，路途艰险，部分山区线路人均每日只能巡检几基杆塔，巡检时虽然投入大批人员，使用大量装备，但效率却很低。而且在交通安全、人身安全等方面存在极大风险。

2.2人工巡检手段单一、缺陷发现率低

人工巡检时难以携带沉重的精确诊断设备进行精确测量，只能借助望远镜、照相机等便携设备，利用肉眼寻找缺陷。尤其是对于杆塔瓶口以上的位置，由于其观测距离远、观测角度大，更是难以发现缺陷。而且巡检质量很大程度受主观判断影响，导致巡检结果差异性大，无法有效保障巡检质量，客观上增加了线路出现故障的概率和风险。

2.3巡检数据管理分散、应用水平低

在现有巡检模式下，巡检数据由输电线路运维部门自行管理，数据较为分散，缺乏有效的整合与共享机制，造成巡检数据无法实现多维度分析利用，不能为输电线路运维部门提供更为准确的决策依据。且目前巡检数据的判断主要以人工为主，无法对巡检数据进行智能判断分析，数据处理周期长，工作量大，效率低下。

3无人机在电力线路巡检中的应用

3.1无人机日常巡视

目前，我们运用无人机开展日常巡视及特殊巡视的工作内容主要有对输电线路导地线、上部塔材、金具、绝缘子、附属设施、线路走廊等进行常规性检查，大致可分为以下几个方面。

1）对线路本体设备导地线、杆塔、金具、绝缘子、基础进行日常巡视，通过可见光检测发现例如杆塔倾斜、塔材弯曲、异物、塌方、护坡受损、回填土沉降等一系列缺陷；2）附属设施缺陷查找，包括防鸟、防雷装置、标识牌、各种监测装置等损坏、变形、松脱等；3）线路通道缺陷监控，包括超高树竹、违章建筑、施工作业、沿线交跨、地质灾害等；4）利用无人机搭载红外设备对线路进行红外测温监控检查。

3.2协助运维人员治理设备本体及通道环境缺陷

通过使用无人机协助运维人员巡视，可实现线路运维由“线”到“面”的全面覆盖。以导地线巡视为例，受地形条件限制，巡视人员在地面无法确定导线断股的确切损伤程度时，公司安排无人机搭载摄像头进行检查，确定导线断裂股数，为检修人员飞车出线的安全系数以及导线修补方式提供科学依据；同时大挡距、跨越深沟等地段，用无人机开展通道巡视，解决了登杆查看树障视觉差问题，即使人员无法到达挡距下方，导线下方树障仍能准确把握。通道状况一目了然，弥补人工巡视的不足。

3.3基于GIS系统的新型智能巡检

目前在进行线路巡检时，普遍存在班组老员工对所辖线路情况了如指掌，而操纵无人机的青年员工，由于不熟悉设备情况、不清楚巡视路径，经常走错路或未发现设备缺陷，往往需要由老员工专门带路的现象。为了提高线路人员巡视效率，简化结构解放更多的人力资源，基于GIS系统的新型智能巡检模式逐渐走向主流。基础数据管理GIS系统，为巡检工作提供基础的数据支持，实现对输电网所处地形地貌、输电线路与设备空间地理数据及其相关属性数据、危险区域地理空间数据及其相关属性数据、输电巡检用缺陷标准专家知识、消缺处理专家知识以及输电巡检人员基础信息等的日常管理与维护功能。

参考文献：

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