架空输电线路无人机的应用

架空输电线路无人机的应用

刘洋

国网黑龙江省电力有限公司建设分公司 黑龙江省 150000

摘要：随着社会经济的不断的发展，越来越多的电线电路变得越来越困难，如在绝缘子闪络、雷击、萃取和磨损等远距离传输，传输、塔楼，由于自然条件甚至山区溪流断裂时往往会出现人工问题，爬杆等传统方法导致人员受伤，输电线路运行状态，自然条件，劳动强度低效，人身安全保障不高、成本高的问题，很难保证质量，在电网上视察，并满足安全方面的工作。基于此，本文主要探讨了架空输电线路无人机的应用。

关键词：架空输电线路；无人机；巡检技术

中图分类号:TM75　　文献标志码:A　

引言

无人机巡检安全技术能够适用于结构复杂的输电线路，效率较高且检测结果较为精确，因而在架空输电线路安全巡检工作中得到了广泛的应用。然而，无人机在飞行过程中依然存在一些安全问题，需要工作人员针对巡检区域的地形环境状况以及架空输电线路的结构，选择合适的无人机飞控系统、控制方式以及避障技术，才能在保障无人机安全飞行的基础上，准确地检测出输电线路的实时运行状况，确保线路能够安全稳定的运行。

1基本概述

无人机巡检技术主要是指工作人员通过对无人机进行远程操作，利用无人机中的传感设备来高效、高质地完成对电力工程中架空输电线路的自动巡检工作。与传统的人工巡检方式相比，该技术可以将巡检效率提升八至十倍，且具有成本低廉、安全高效、操作简单、机动灵活、视野良好、无须线路改造等应用优势。虽然目前我国线路巡检工作中人工巡检和无人机巡检各占一半，但显而易见，随着无人机巡检技术的不断优化，想必其所占比例也会随之增加，成为未来电网巡检的重要支柱。

2输电线路的特殊需求

2.1目标小

在线路的巡检过程中利用无人机进行巡检，主要检查输电杆塔中的各种金具。无人机巡检的金具通常体型偏小，因此目标也较小，巡检工作人员很难发现。1.1.2数量多随着社会的不断发展，用电量在逐年递增，这也对国家的电网建设提出了更高的要求，需要不断地扩大对杆塔巡视和检修的规模。

2.2距离远

输电线路是连接发电厂与变电站之间的一个重要电力设施，普遍长度较长。尤其是近年来特交流、直流输电的快速发展，有的单条输电线路长达几千公里。为了降低建设的成本，会增加各个塔杆之间的距离。

2.3环境复杂

我国的土地资源一直比较紧张，在民事协调上的难度非常大。新建的输电线路基本都位于郊区或丘陵地带等地形复杂的区域，输电线路需要穿过很多的高山，这使得巡检的过程非常困难。

2.4电磁影响恶劣

输电线路的特点为电压高、电流大，尤其是的输电线路。输电线路一般是裸导线，在它的周围具有很强的电磁场，无人机需要具备电磁屏蔽的能力和较高的抗干扰能力^[1]。

2架空输电线路无人机的应用

2.1全方位高效巡检输电线路

无人机一般都由两部分组成，即地面控制系统与机载系统，其中无人机的机载系统中大都配置有可见光相机，可以全方位精准拍摄相应的输电线路。而且在完成拍摄后还能进行图像格式的转换，通过相应的远程信号无线传送系统及时传送到指定的计算机中。这样专业的人工巡检人员就可以及时查看与快速判断输电线路的运行状况。在遇到难以判断运行状况的输电线路图像时，工作人员还可以利用遥控器相应地调节可见光相机的焦距，以获得更加清晰的目标图像。当需要对一些较为特殊的输电线路进行巡检与故障检测时，工作人员可以通过地面控制系统灵活改变无人机的飞行路线，其确保其能快速精确地悬停在目标位置附近拍摄出清晰图像，传送至地面。这些都有效减轻了人工巡检工作的难度与强度。

2.2快速清除输电线路附着杂物

因为我国的输电线路大多处于户外暴露状态，所以它们在运行过程中难免受大风、雨、雪等诸多不确定因素影响，经常性附着一些杂物异物。这就需要巡检人员及时彻底清理输电线路，以免因此造成输电线路运行异常，停运甚至引发相关的触电事故。但是依靠人力方式进行输电线路上附着杂物异物的清除不但效率低还存在着极大的安全风险。引进无人机技术后，就可以将激光模组、控制器等相关设备装置在多旋翼无人机上，当巡检人员利用云台摄像头找准杂物附着位置时，就可以适时的调整无人机的悬停方位，以确保杂物能处在无机搭载的激光模组的焦点上。这时工作人员可以通过无程控制系统打开激光模组，这样激光模组中发射出的能量激光就可以快速地熔断杂物，使输电线路处于常规状态了^[2]。

2.3应用于故障点查找

将小型固定摄像机设置于无人机的吊舱当中，这个过程只需要操作无人机，相应的图像信息就会被拍摄。然后将通过数字转换有效地保存它们，以便工作人员能够识别电路分析和实际情况，并制定适当的解决方案。这种检查通常是在电路周围的环境发生重大变化或电路受到外力时进行的。在雷暴、暴雨、泥石流、洪水等情况下，各种外力会影响输电线路，造成故障或问题。在这一阶段，如果存在重大风险或不容易手动操作，应随时启动巡逻。输电线路运行条件时使用无人机的核实，有必要提供合理的规律性的输电线路，并根据季节特点进行巡逻，有效运输航线的劳工和环境条件的变化。

2.4鸟害巡检

由于输电线路通常被设置在丘陵、高山等地区，且通常以高塔架设为主，符合鸟林筑巢要求，因而常常会受到鸟类的影响导致输电线路频繁出现故障且无法正常运行。为了可以有效地解决鸟害问题，工作人员可根据年鸟类物种的迁徙特性及筑巢习惯，利用无人机设备在筑巢前期对其进行驱赶，对筑巢后期实施监控巡检，帮助工作人员更好地了解线路中不同区间的鸟害情况，并对其实施针对性地驱赶措施，以保障该区域段内输电线路的安全运行^[3]。

2.5外破巡检

为了避免输电线路因车辆吊装、工程建设、市政修路、挖方取土等施工作业而受到破坏，导致输电线路无法进行正常运行，工作人员应定期利用无人机设备对输电线路的沿线区域进行外破巡检，为预防外破隐患提供影响参考，一旦发现异常情况应对施工企业进行及时沟通。

3输电用的无人机未来发展方向

3.1续航时间更长

为了延长无人机电池的续航时间，相关的技术人员可以探索新型的高能量密度的电池材料，从而在原有的电池基础上提高电池的容量。无人机的系统运行效率也要提高，降低无人机系统在能量上的损耗，延长电量使用的时间。技术人员可以对无人机开发光伏系统，使太阳能源源不断地为无人机提供动力，增加无人机使用的时间。

3.2抗电磁干扰能力更强

由于输电线路的周围具有较强的电磁干扰，而在巡视输电线路时无人机需要近距离拍摄，因此需要无人机具备较高的抗电磁干扰能力，使无人机能够不受干扰继续执行任务^[4]。

3.3控制距离更远

市面上的无人机可以控制的距离大约在2000ITI，与我国的输电线路距离作比较，差不多为3－4个输电线路杆塔。随着用电量的不断增加，输电线路的规模也越来越大，使巡检的工作量不断增加，需要不断提高无人机的控制距离。技术人员可以对地面站的信号收发能力进行提升，使无人机的控制范围得到扩大。

结束语

目前，电力行业会选择利用无人机技术对输电线路进行安全检查，然而，无人机在控制过程中会发生失控、撞击、被劫持等事故，加上输电线路的结构越来越复杂，这就需要工作人员对无人机巡检安全技术进行不断的研究与创新，才能满足当下复杂化的线路结构巡检要求。

参考文献:

［1］邵瑰玮，刘壮，付晶，谈家英，等．架空输电线路无人机巡检技术研究进展［J］．高电压技术，2020，46(01):14-22．

［2］陈剑刚，姚璞，杨俊武，等．无人机在架空输电线路巡检中的应用研究［J］．湖南电力，2019，39(05):74-77．

［3］吴立远，毕建刚，常文治，等．配网架空输电线路无人机综合巡检技术［J］．中国电力，2018，51(01):97-101+138．

［4］陈利明，刘伟东，李源源，等．无人机系统在架空输电线路巡检业务中的应用［J］．