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

徐泽华

国网山西省电力公司超高压输电分公司 山西太原 030001

摘要：随着社会经济的不断进步，我国的电力行业也在快速发展。从如今的发展情况来看，我国电网规模越来越大，覆盖面越来越广泛，这给人们的日常生活带来了极大便利，但带来便利的同时也给巡检工作带来了一定的挑战。传统的输电线路巡检方法已经不适应如今社会发展的需求，因此需采用全新的巡检方法。而无人机巡检则能够更好的解决在巡检过程中出现的问题。在一定程度上保证了巡检人员的生命安全。

关键词：输电线路巡检;多旋翼无人机;人工巡检

引言

近年来，我国经济获得了飞速发展，电网建设进一步加快，各类电力设备大规模投入使用，这对输电线路的管理工作提出了更高的要求。可以说，加强日常巡检，对线路的运行情况进行高效、实时的监控，对于电网的安全、可靠运行有着极为重要的作用。之前，多采用的是人工巡检，这不仅需要投入大量的人力资源，而且工作环境差、作业效率低，且有着一定的安全隐患，特别是某些复杂地形下的线路对人工作业有着极大的挑战。随着无人机技术的逐渐成熟，多旋翼无人机在输电线路巡检中得到了越来越广泛的应用，这大大提高了巡检效率，减少了安全风险，有着重要的应用价值[1]。

1无人机技术的概述

如今人们的生活水平在不断提高，对于电能的依赖性越来越强，人们的日常生活无法离开电能。规模扩大的同时，导致一些线路处于一些偏远的山区，而这些地区人力无法到达，这就给后期的巡检工作到来了一定的阻碍。巡检工作人员的工作量增大，在巡检的过程中安全问题也得不到有效的保证。因此传统的巡检模式时刻威胁着工作人员的生命安全。但在巡检过程中采用无人机技术，能够有效避免出现危险事故。如今无人机技术已经被广泛的应用在社会各个领域，有效的减轻了工作人员的工作压力，同时还能够保证工作人员的人身安全。利用无人机进行巡检是一种安全可靠的方式，既可以保障路线的安全，同时还能够实现最大化的经济效益[2]。

2多旋翼无人机的优势

2.1方便，易操作

小型的无人机可以由工作人员随身携带，某些外型较大的可使用车辆运输。而且，操作方便，多数情况下可在九十秒准备时间后完成起飞，能够在很短的时间内转场作业，工作效率高。

2.2不受天气情况的影响

对于人工很难实现的项目，或是天气恶劣情况下的巡检，可应用无人机进行作业，有着极高的安全性、可靠性。

2.3可以迅速巡查线路

多旋翼无人机在技术上已非常成熟，稳定性较高，可对线路、设备等的故障情况进行实时监控，并可将得到的第一手资料迅速的发送到管理中心，以进行及时的汇总、分析，为故障的尽快处理提供了数据支持。

2.4可扩展性

无人机作为一个搭载平台，可安装多种类型的监控装置，使其在功能上得到很好的扩展，比如：对线路中的塔身、绝缘子等进行故障问题的检查；对沿线树木高度的测定等，这有效提高了巡检作业的质量。

3多旋翼无人机在输电线路巡检中的应用

3.1多旋翼无人机的巡线特点

很多无人机都是应用锂电池来作为自己的动力电源，并开展相关的输电线路巡检工作。由于电池的技术限制，无人机飞行的时间还比较短，一般在空载并且气象条件较好的情况下，利用无人机巡检电路可以飞行半个小时左右。但当天气等因素产生影响时，利用无人机巡检输电线路只能飞行二十分钟左右。为了提高输电线路巡检工作的效率，可以在巡检开始之前制定合理的飞行路径和相关的拍摄部位。

3.2多旋翼无人机的巡线作业流程

首先，准备阶段。在多旋翼无人机巡视作业之前，工作人员应先做好资料的收集工作，对巡视区域的大致情况进行细致的了解，并了解机场、军事禁飞区等地方的设施情况，获取相应巡视输电线路杆塔的坐标和它的高度。同时，还需要对现场的安全管控措施进行充分的准备，编制相应的飞行安全管控方案和应急方案。

其次，实施阶段。在准备工作完成后，才可以进入实施阶段。在实施阶段中，各个部分的技术人员应做好自己的本职工作，并且严格按照相关的作业规范开展工作，从而保证人安全和设备的安全。飞控手与程控手之间应相互保持沟通，保证无人机在执行任务的过程中的稳定安全。

3.3巡线数据处理方法

对于现在的无人机来说，采集到的图像信息需要经过人工分析。工作人员根据无人机拍摄的图片进行分析，找出杆塔所存在的安全隐患。这样的方式会受到很多干扰因素的影响，例如大雾天以及阴天等因素，对无人机拍摄的画面都具有一定的影响。目前，浙江的电力公司在线路巡检时利用无人机搭载SAR雷达进行巡视，可以解决在大雾环境下的导线断线巡视。要加强无人机的巡检效率，就需要尽快应用无人机图像处理的系统程序。这种程序可以对图像进行降噪，避免图像模糊，使无人机拍摄的图片更加清楚。

4多旋翼无人机的发展方向

4.1智能化综合巡查

无人机在巡检的过程中会传送出大量的图像，而这些图像会由工作人员进行进一步的处理，在一定程度上增加了工作人员的工作量。在日后的发展过程中人可以采用智能化综合巡查的方式，通过智能化的系统，对巡查线路进行实况模拟，然后结合图像对问题进行初步分析，这样能够有效减轻工作人员的工作压力。

4.2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。

4.3三维线路建模

直升机在发展的过程中已经建立了三维路线模式，因此无人机在发展过程中同样也可以建立三维线路建模。以高精度的电网数据资料作为基础，并且通过高科技实现三维电网的模拟图。最终实现无人机的三维路线建模。

4.4抗风性能更高

我国输电线路杆塔的高度和跨度都在不断地增加，市面上很多多旋翼无人机作业的风速还无法达到巡检的要求，超过了无人机的承受范围。因此，需要对无人机的风控系统进行改进，使无人机能够适应高强度大风中工作，这对无人机的发展具有非常重要的作用。

4.5质量更轻

随着我国输电线路规模的不断扩大，线路巡检的作业量也不断地增加。由于很多的输电线路杆塔所在的地形比较复杂，多在山地、丘陵等地带，一些质量比较大的无人机就成了巡检输电线路的负担，对巡检的效率和质量有着不利的影响。为了增强无人机在输电线路巡检中的功用，需要对无人机的质量进行降低。

4.6拍照的性能更优

无人机巡检输电杆塔上的各种金具大多具有较小的体型、不易发现等特点。由于输电线路周围的电磁干扰较强，无人机工作时无法靠得太近，这就需要无人机在设计时一定要具备更加优秀的拍照技能和变焦的能力，使得拍出的图片非常清晰，提高巡检的效率和质量。

5结束语

随着无人机技术的进一步发展，在线路巡检工作中的应用将会越来越广泛。通过与通信、网络等先进技术的结合，可形成高效的电子巡检系统，能够大大减少线路维护的资源投入，同时提高线路巡检的安全性、可靠性。另一方面，通过各种智能技术的应用，可提高巡检的科技含量，进而增强我国电力网络的自动化水平。

参考文献

[1]邵强,万力.多旋翼无人机在输电线路巡检中的运用及发展[J].中国新通信,2019,21(16):106.

[2]张洪伟,王志强,郑大为.浅析多旋翼无人机电力线路的应用[J].低碳世界,2018(05):38-39.