无人机在输电线路带电作业中的研究与应用

无人机在输电线路带电作业中的研究与应用

马腾飞

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海供电分公司输电管理处

内蒙古  乌海市  016000

摘要：我国现代科学技术的不断发展，科技领域的开展弥补了生活与工作中人工的不足之处，科技产品的推广渐渐替代了效率低下的人工作业，采用先进的科技手段，能够有效的提升企业发展的效率，同时为工作中带来了巨大的便利与帮助。无人机技术近年来得到了社会全面的普及，因此，本文简述了无人机在电力企业的输电线路带电作业中应用，以供参考。

关键词：无人机；输电线路；带电作业中；应用；

引文：

无人机技术是近年来科技领域的一方面展现，许多企业将无人机技术有效的运用到了企业的发展与日常工作中，作为社会发展创新的重要一面，无人机技术在电力企业中也得到了广泛的应用，电力企业利用无人机在对输电线路带电作业中时，大幅度的提高了工作效率和精准度，对工作降低了难度，输电线路的检查也存在着人员安全隐患，无人机技术的介入，有效的避免了此安全问题的发生，大大提高了输电线路带电工作的水平能力，通过有效实践表明，其技术具有重要的有效性和合理性。

一、无人机在输电线路带电作业中的优势分析

在对于输电线路存查的过程中，无人机技术的自身优势特点也展现出来，它可以在进行作业过程中具有自动探测异常的优势，如组件灰尘、破裂、故障等，智能飞行提醒可以准确的采集电站的实时数据，主动提示最佳飞行时间，高精度定位、精细化航线规划、断点续航、可见光建模等优势，有效展现了无人机的自主飞行安全模式，无人机技术具有的双层数据分析系统，将边缘图像进行处理判别故障形态，智能数据进行诊断分析出故障类型，所搭载的人工智能识别技术，有效具备着高性能边缘计算装置、在线图像识别算法、故障类型匹配模型等技术功能。并结合控制平台采集的实时发电数据，运用智能诊断技术，从而进一步判别故障的深层原因。因此，在输电线路带电作业中应用无人机，对于优势方面主要有以下几点：

(1)、无表面积。对电力线进行彻底检查，可以及时检查数据，提高电力线检查的质量和效率；

(2)、受天气保护。改善了在恶劣天气条件下进行巡逻时的安全和可靠性，即使是在困难的人工干预下也是如此；

(3)、快速检查电路。检查电力线线路时，将确定可能的故障分析路径。这确保了通过机器人技术应用程序处理电源控制问题的准确性、及时性和可靠性，该应用程序可实时访问监控线路和设备，这些设备第一次检索数据并将数据发送到管理办公室并对数据进行汇总；

(4)、易于使用。无人机的使用如此简单，以至于可以携带小型无人机，而大型无人机则可以通过车辆运输；

(5)、可扩展性。无人机具有可伸缩性，可作为安装监控设备的装载平台，用于调查线路故障、测量沿线树木高度等。巡逻的质量是通过将无人机应用于电力线检查来保证的。

二 作业方法及工器具的选择

2.1无人机精准定位抛绳

将无人机下端连接抛绳器，抛绳器下端连接细高强度绝缘绳和自动挂钩，自动挂钩分别将粗高强度绝缘绳和后备保护绝缘绳连接。通过遥控器操控无人机带动高强度绝缘绳和后备保护绝缘绳上升，通过机载摄像头观察无人机和挂钩位置，待挂钩到达高压导线上需要检修的位置，进而确定自动挂钩位置；控制无人机越过高压导线，停稳后进行抛绳。

2.2挂钩准确进入作业位置

无人机将自动挂钩提升至指定位置，进行抛绳，抛绳后自动挂钩的活动挂钩接触导线，在重力的作用下，自动挂钩缓慢下滑，待导线进入自动挂钩至锁住，即完成搭线作业，自动挂钩挂设在高压导线上。

2.3电动升降装置准备就绪

完成搭线后，自动挂钩将粗高强度绝缘绳和后备保护绳上端固定在导线上，地面配合人员将粗高强度绝缘绳和后备保护绳固定于地面上，防止绳子摆动。将粗高强度绝缘绳连接到电动升降装置中的卡盘上，并操控电动升降装置，在地面进行试验，电动升降装置提升稍高于地面时，关闭升降机构。

2.4乘坐电梯进行检修作业

检修人员乘坐电动升降装置（相当于电梯），并且系好安全带，操控电动升降装置上升至合适的检修位置，进行检修作业；检修完成后，操控电动升降装置下降至地面。

2.5无人机拆卸升降装置

首先将电动升降装置从粗高强度绝缘绳上拆下，然后将固定于地面上的绝缘绳拆下；将无机下连接辅助挂钩，并控制无人机飞至自动挂钩上方，通过无线高清拍摄组件观察，将辅助挂钩与自动挂钩上的锁止圆环相钩住；控制无人机上升，当自动挂钩脱离高压导线后，控制无人机携带搭挂件飞至地面，将粗高强度绝缘绳和后备保护绝缘绳从自动挂钩上取下。

三 本方法的突出点

通过设置能够挂于高压导线的自动挂钩，可有效降低作业人员劳动强度，便于输电线路检修。自动挂钩连接有粗高强度绝缘绳，能够方便检修人员乘坐升降组件上升至检修位置，而且自动挂钩还连接有后备保护绝缘绳，2根绝缘绳可固定于地面，便于检修人员的检修工作，同时也提高了检修人员的安全性。设有无人机，在检修作业时，将高强度绝缘绳和后备保护绝缘绳通过自动挂钩挂设在导线上；检修完成后，也便于将自动挂钩在高压导线上取下。本方法提供的高压线路检修组合装置，其结构简单，便于携带，易于操作，适用于不同环境的高压线路检修作业，特别是山区、丘陵、河海湖泊等人员到达困难的线路检修，选取人员、车辆能够到达或缺陷位置，通过升降组件与高强度绝缘绳的配合，直达作业位置，极大减轻作业人员劳动强度，提高了高压线路检修作业的提升效率，也提高了高压线路检修作业的安全性。

四、安全效益

4.1提升作业安全性

解决了部分塔形组合间隙不足的问题。将进电场时铁塔与导线间的组合间隙转变成了地面与导线间的组合间隙，避免了因部分塔形带电作业组合间隙较小、安全风险增大的情况出现。全程提供可靠的后备保护。等电位人员升降全过程均处于双绳保护后备保护状态，作业的安全性得到了充分保障。

4.2提高作业效率

4.2.1缩短进出电场所用时间

采用高压输电线路无人机结合电动升降装置进出等电位作业方法，可以让等电位人员直接从地面到达导线作业点，节省了传统方法中攀登铁塔、沿导线到达作业位置所用的时间，在试验中总体节省了2～4 h，有效提高了工作效率。

4.2.2减少作业人员数量

以生产中实际应用最多的吊篮法进出电场为例，传统方法需要配置至少1名工作负责人、1名专责监护人、3名地面配合人员、2名地电位配合人员、一名等电位人员，共计8人；新方法仅需1名工作负责人、1名地面配合人员、1名无人机驾驶员、1名等电位人员，共计4人，无人机驾驶员可以视情况兼任安全监护人，效果显著。待作业人员从电动升降装置上转移到地面，使用无人机吊起自动挂钩，将绳索吊运至地面，作业全部完成。无需高空配合人员拆卸工具、传递工具，有效降低作业人员劳动强度。

结束语

采用无人驾驶飞机巡逻输电线路，不仅可以减少人员的失误，提高检查员的工作效率，还能及时发现输电线路的隐患，这对我国输电线路的安全起着至关重要的作用。采用无人驾驶航空器（无人机）选择航线可以提高电力输送改造工程的设计质量和效率，节省资源消耗，降低工程造价。该技术被广泛应用于电力传输和改造项目。此外，用无人驾驶飞机使用导频器既经济又方便操作，解决了生态环境与装配设计的矛盾，提高了电网工程的施工质量。

参考文献：

蔡子强.面向电塔空间结构的飞行机器人定位一致性方法研究[D].北京：华北电力大学，2019.

刘福桥.无人机航空摄影技术的应用研究[J].工程技术研究，2021,6(7):60-61.

丁为杰.无人机自主电力巡线关键技术研究[D].济南：山东大学，2019.