无人机在输电线路巡检中的应用及研究

无人机在输电线路巡检中的应用及研究

裴楚  王琪  武娜

国网山西省电力公司电力科学研究院 太原 030001

摘要：随着国家电网建设与改造的进一步推进，无人机线路检测越来越体现出了巨大的科研价值与应用价值。近年来，科学技术不断取得新的突破，无人机技术越来越成熟，在社会诸多领域获得广泛的应用。在电力企业中，无人机检测已经成为了当前电力系统发展的迫切需求。本文重点研究了无人机输电线路智能管理系统。整个系统集成了无人机线路巡检的全过程，达到了电力系统电路巡检作业的全程监控与智能化调度目的

关键词：无人机；输电线路；巡检作业；智能管理系统

随着我国通用航空政策的进一步开放，促进了无人机技术的发展，无论在续航时间，还是远程遥控、飞行品质方面均得到了很大的提升，使其在电力系统中拥有广阔的发展空间。然而，目前无人机巡检输电线路过程中依然存在着问题。例如：无人机及其配件台账的编码、出入库管理不够规范。无人机的飞行分析、电池充放电、故障管理等需要智能化支持。巡检期间的飞行数据难以从机身上实现智能化采集，仍以人工记录为主，影响了数据的规范性、准确性。此外，海量的巡检信息缺少统筹规划与管理。文章对无人机巡查智能管理系统进行研究，对于电力设备巡检中的图像信息加以分类识别，可提升输电线路的巡检工作效率。

1、无人机巡检的优势

无人机在执行电力巡检工作时，有三步工作流程，无人机的主要功能是替代工作人员完成脏累差的信息采集工作替 代工作人员到“需要的地方”（预先设定好的 GPS 坐标点）去采集“需要的信息”（如故障点），无人机可以围绕目标进行360度零死角全方位拍摄，快速、准确地传达给地面工作人员，供他们作分析、判断、制定解决方案，减少工作人员劳动强度，提高电力巡检工作效率和安全性。无人机可用于精细巡检、定点巡检、范围巡检、其他巡检。无人直升机分为：中型直升机和小型直升机中型直升机：适用于中等距离的多任务精细化巡检。小型直升机：适用于短距离的多方位精细化巡检和故障巡检。固定翼无人机分为：中型固定翼和小型固定翼。中型固定翼：适用于大范围通道巡检、应急巡检和灾情普查。小型固定翼：适用于小范围通道巡检、应急巡检和灾情普查。多旋翼无人机可以分为四、六、八旋翼。小型中型旋翼机主要任务是塔体的精细巡检，其中小型多旋翼主要用于运输车辆 3km 以内的单塔和多塔巡检，一般一次巡检 1- 2 塔。可代替人员登杆。

2、电力巡检无人机技术

用于电力巡检的无人机有飞控系统、动力系统和巡检系统 这三大核心技术。飞控系统是飞行管理与控制系统的简称，可看作无人机的“大脑”，对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响，对其飞行性能起决定性的作用。动力系统为无人机提供动力支持，直接影响无人机的续航时间。无人机巡航系统则指利用无人机搭载可见光、红外等检测设备，完成架空输电线路巡检任务的作业系统，包括无人机分系统（通过遥控指令完成飞行任务的无人机系统）、任务载荷系统（完成检测、采集和记录架空输电线路信息等特定任务功能的系统）、综合保障系统（保障无人机巡检系统正常工作的设备和工具的集合）。用于电力巡检的无人机技术要求主要包括适用性、稳定性、安全性要求，目前优秀的无人机企业基本已经研制出满足各技术要求的无人机，技术不断成熟，将进一步推动成本下降和无人机应用的全面商业化复制推广。在政策层面，推动电力巡检无人机行业发展的政策或规定性文件主要分为四类推动高端装备制造业、航空装备制造业、无人机行业发展的政策：无人机行业监管的相关政策；电力巡检监管方或主管方的政策；电力巡检需求方的相关规范性或指导性文件，助电力巡检无人机走上标准化生产与推广的正轨。

3、系统功能的实现

无人机智能巡检管理系统在各项功能实现过程中，影射了无人机整个巡检线路的所有环节。文章重点对无人机飞行计划的管理进行分析，飞行计划管理是指对飞行计划进行相应的维护、管理，具体包括月计划、季度计划、年计划等。在进行飞行计划的制定期间，需要对线路的巡检任务进行参考。并且，还需参考禁飞区的信息，将其在计划中排除，提升计划的可行性，确保计划顺利地实施。年计划应对季度计划、月计划进行逐层分解，进而形成一个系统、可执行的计划。通过浏览飞行管理的界面可知：在对飞行计划管理设置的时候，客户可以直接点击界面中相应的按键，利用记录控制器，从相应的数据库中抽调、利用，即完成了飞行计划的查询。随后，应向数据库发起请求，利用系统中的线路查询管理器，设置飞行线路，并更新数据。飞行计划中记录了巡检杆塔数量、计划时限、上传数据、相关执行者工作记录等。

4、结束语

无人机输电线路的巡检作业是一个系统性、复杂性工程。需要对巡检中生成的海量视频数据及图像做出有效处理，通过深度学习算法，有效地处理无人机执行任务期间采集的图像数据。结合了无人机巡检平台本身的特点，对各种数据信息加以归纳、整理。此外，管理系统又可集成巡检作业全部程序，可对巡检作业进行自动调度。相关工作人员需不断地积累经验，优化无人机智能巡检管理系统，为输电线路故障识别及检修提供更大的支持。

参考文献：

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基金项目：国网山西省电力公司科技项目项目编号52053018000W