浅析无人机在输电巡检中的应用

浅析无人机在输电巡检中的应用

孙杰

国网江苏省电力有限公司南通供电分公司226000

摘要：无人机应用于输电线路带电作业中，不但能够及时、快速的地质状况复杂地带的带电作业工作，同时还进一步降低了带电作业工作人员受到的威胁，具有非常良好的发展前景。本文对无人机在输电带电作业领域中的运用展开了分析，以供相关人员借鉴。

关键词：无人机；高压输电线路；巡检

高压输电线路覆盖面较广，且很多都处于远离城镇的地区，所以使用人工线路巡检不仅工作量较大，而且实际效果不理想，尤其是对于一些特殊区域的线路巡检，例如山区、河流区域的输电线路巡检非常困难，无人机线路巡检不会受到过多地理环境的影响，并且相较于人工巡检周期非常短、效率更高，所以对于这方面的要求可以为我国电网的高效管理和维护提供更多的技术支持。

1无人机技术发展现状

随着科学技术的不断发展升级，对于当今社会而言无人机技术已经不再是陌生的概念和物体，这种技术已经在生产生活中很多领域得到应用，相较于传统的人工巡检，使用无人机进行巡检不仅效率高，而且更加安全。无人机高压输电线路巡检技术系统结合了输电、电力、遥感、通信、GIS、信息处理等多种技术，同时还涉及到了多个高精尖技术领域，例如飞行控制技术、数据链通讯技术、导航技术、遥测遥感技术、故障诊断等，目前使用的无人机可以实现超远距离、高空快速、自动作业的功能，可以对多种复杂地形的高压输电线路开展巡检作业，正是由于这种技术的不断发展为我国高压输电线路巡检工作提供了很大的支持。

2无人机高压输电线路巡检系统

2.1无人机线路巡检系统构成

总的来说，高压输电线路巡检总使用无人机进行巡检，其系统构成主要涉及到五个方面，分别是无人机平台系统、实施遥感监测系统、数据信心采集平台、稳定系统以及信息处理系统。

高压输电电路巡检无人机系统最主要的三个模块就是动力系统模块、定位系统模块以及机载任务系统模块，其中系统构成中的无人机巡检平台系统主要包括低速运行、低空运行、长距离航行以及长时间航行；实时遥感系统需要满足对红外、可见光、紫外线所有谱段的遥感监测。

2.2无人机线路巡检技术流程

按照模式的不同，可以将无人机线路巡检分为线路通道巡检、精细化巡检、线路故障巡检等，对于这些不同的巡检模式，目前我们使用的一些无人机巡检方法相对比较单一，例如线路巡检的视频以及影像信息都收集都需要对应工作人员通过手动操作来完成，并且在巡检的过程中还要实时的调整无人机的位置以及云台角度，也就是说流程中包含的机载任务系统实际上是需要人工操作进行配合完成的，而通过人工操作用无人机得到的线路巡检影像信息仍然存在很多不足，例如使用无人机来对高压输电线路进行巡检对于操作人员的专业要求非常高，所以说线路巡检数据的收集存在不确定性，并且收集到的数据只是一些可见光信息，和实际的线路巡检要求还有一定的差距，甚至一些数据信息不能进行重复使用，所以针对这些问题，想要更好的发挥无人机的优势，可以根据巡检的实际状况，事先设定好无人机线路巡检的位置，并且通过机载任务系统中的云台及控制模块合理的控制无人机云台角度；其次根据线路所在区域的GPS信息生成可量测正射影像，然后通过GIS系统来统一管理收集到的影像信息，省去人工操作环节，这样可以借助其他技术实现对数据信息的实施查询和使用。

2.3无人机巡检系统巡检注意事项

这里对于无人机巡检要求的介绍主要针对多旋翼无人机来讲，多旋翼无人机在线路巡检起飞之前首先要确认无人机的各项数据以及功能都正常运行，例如无人机遥控器的电量是否正常，进行飞前图传以及拍照功能测试、校对指南针等；以220kV的线路巡检为例，多旋翼无人机220kV线路巡检可持续航行时间为30min，最大的起飞海拔高度为5200m，相对飞行高度为500m，巡检过程飞行最大速度可达到50km/h，如果需要搭载变焦相机等其他设备则最大荷载为5kg，最大的起飞重量10kg，最大飞行风力6级，起飞和降落都要垂直完成，无人机和带电体之间的安全距离要超出10m，无人机巡检过程要平稳的飞行，在跨越线路或者杆塔的时候要从地线上方经过，严禁在相间导线间穿行；再者无人机在距离带电设备10左右的时候需要通过微调来靠近设备，微调靠近的过程中要时刻的关注是否出现图传延时问题，严禁过快速度靠近带电设备；无人机起飞时使用温度、湿度测量设备进行测量，要求外部环境相对湿度在95%以下，精细查询和故障点查询都要求在无人机作业点在视距范围内，对于220kV输电线路使用多旋翼无人机进行巡检主要是通过录像和拍照的方式进行，巡检对象时杆塔本体和附属设备关键部位，在最小安全距离10m的状况下就可以对各个巡检位置进行可见光拍摄，

2.4无人机线路巡检内容和流程

（1）精细巡检

这一方面的内容主要是针对高压输电线路杆塔、基础、基地装置、绝缘子、线路金具等设施进行巡检，同时还包括其他的一些附属设施，依靠无人机自动驾驶系统按照事先定好的线路巡检路径写入到无人机自动飞行系统中，人为将无人机送到预先设定好的位置之后就开始对细节位置进行影像资料采集，同时从高压电网安全以及无人机定位误差的角度来考虑，精细化的巡检实际上还需要介入人工操作流程，精细巡检可以采集到巡检线路中的很多细节信息。

（2）通道巡检

通道巡检主要是针对高压输电线路安全距离以内出现的一些违规行为进行巡检，例如违规建筑、违规施工工程等，及时的发现高压输电线路通道中存在的危险因素，如污染源、基础设施破坏、道路桥梁坍塌等现象，当然无人机在开展高压输电线路通道巡检的过程中，一方面需要采集最原始的线路影像，同时还要根据对应的数据航飞形成的影像来生成对应的正射影像资料，这些影像资料可以对具体的违规现象、不安全因素等的距离以及面积进行测量，更好的帮助巡检部门对线路通道范围内的不安全因素进行判别。

（3）故障巡检

相对于日常的线路巡检而言，故障巡检是根据特殊的要求进行作业的，是按照高压输电线路巡检特殊需求进行有针对性的、高要求的巡检作业，这种巡检作业方式一方面需要结合半自动化的精细巡检作业流程，通过无人机采集的高清正射影像资料来获取线路通道中的环境信息，另一方面还需要根据无人机获取的现场环境信息进行实时图传，更好的辅助管理部门做出及时的应急响应措施。

3输电带电作业轻型无人机故障消缺

输电带电线路处理异物，需要作业人员攀爬悬挂在导线或地线上的绝缘软梯，多名作业人员之间熟练配合，使用带电作业工具来处理异物，整个过程耗时长，且处理不够彻底，对困难较大的异物还需停电处理。而利用云台搭载喷油喷火装置的六旋翼轻型无人机，能精准控制将喷油喷火装置的位置、油量和喷火时间，着火点最高温度控制在400度左右，在消除异物的前提下，确保不伤及导线及设备，如图1所示。

图1无人机喷火除冰

4结论

总的来说，高压输电线路巡检工作至关重要，传统的人工巡检作业方法已经不能满足日益增加的输电线路巡检要求，考虑到一些输电线路所处的环境比较恶劣，人工巡检不仅得不到有效的实施，并且还存在安全隐患，所以使用无人机巡检可以提高线路巡检的效率，相对人工巡检而言，发挥高科技的作用能够获取更为清晰、完整的线路信息，为高压输电线路的安全运行和维护提供可靠的技术支持。

参考文献：

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