输电线路无人机巡视应用分析

方博 贺敏恒 黄华勇 涂志勤 梅文琪

摘要：随着电网规模的不断扩大，对电网供电可靠性的要求也越来越高。输电巡检人员结构性短缺严重，人工巡检质量和效率不高，山区、恶劣天气等特殊路段巡检难度大，线路可靠性运行要求高。近年来，无人机巡检技术已应用于输电线路的运维。本文研究了无人机在输电线路巡检中的应用，对提高无人机巡检智能化水平具有重要意义。

关键词：无人机;输电线路;巡线技术

引言

当前，我国经济处于快速发展阶段，全社会对权力依赖的需求十分迫切。发电过程中行车安全标准的管理和正确使用是保障人身安全的重要环节，不遵守安全规定容易发生安全事故，发电过程中一旦发生事故，将造成严重的经济损失对企业事业，也将对经济发展产生重大影响。在刮风的天气里，农场的塑料薄膜和公园的风筝和灯笼等很容易被强风吹走，可能会刮风并挂在高压架空线上。由于高压架空线外露，漂浮在线路上的物体很容易短路，造成线路跳闸和大面积停电，最终造成重大经济损失。然而，传统的架空线上浮子清洁需要通过电气工作进行人工处理。这种方法不仅费时费力，而且对维修人员来说也是非常危险的。

1、输电线路巡视中无人机技术运用的意义

无人机在电力巡检中的应用，可以替代传统的人工巡检，利用航拍和红外摄像能力提高电力巡检效率。无人机可以对目标进行反复检查，达到多角度拍摄观察的目的，漏点反馈信息更加准确可靠。此外，无人机还可以与卫星系统和计算机网络系统相结合，实现视频传输的时效性。无人机可配备先进的测试设备，进入高危环境进行实地实际巡逻，并具有测试数据的存储功能和传输功能，可实现数据反馈和归档。因此，利用无人机巡检输电线路是未来电力领域技术发展和信息化现代化的必然趋势，也是未来发展方向。现有的输电线路检查有以下许多缺点。工作人员对容易出现思想麻痹的无缺陷线路进行检查，长期得不到预期的检查效果，降低检查结果的真实性和可靠性。一般情况下，人工巡检对人力要求高，人力分配困难，特别是在山区、丘陵、高原等恶劣环境中的输电线路，需要人力的电力线路技术和能力适应环境和自我保护。通过使用无人机可以有效避免这些缺点，使检查结果更加客观，减少环境因素对检查的约束。

2、电力输电线路巡检中无人机的应用

2.1基于多旋翼无人机的可旋转智能消防器

是一种专门为解决架空高压线路中的浮子问题而设计的新型智能除障装置。它主要是由不可旋转的老式喷嘴转换为可旋转的喷嘴。该装置可实现多旋翼无人机在空中漂浮的同时进行多角度拍摄作业，大大提高作业效率。基于多旋翼无人机的旋转消防呼吸器还配备了高清图传照明。为无人机增加照明设备主要用于夜间操作目标，以实现24/7不间断运行要求。目标观测采用高清视频传输，反馈给飞行员，通过观测实时调整目标距离对系统的安全运行非常重要。

目前其現有的老式喷火设备存在很多的短板。首先喷头不能够多角度旋转并且图传设备不够高清不能很准确的判断目标物。不能精准地对飘挂物进行清理，大范围的喷火作业！改装多自由度可旋转式喷头设计多旋翼无人机喷火清障装置的喷枪具有一个可旋转式的喷头。它主要有多维度旋转的球面轴承和舵机组成。其中舵机通过拉钢丝实现对球面轴承旋转部分的拉动。因此，它可以在无人机悬停的情况下实现多自由度大范围的喷火作业。具有方便，快捷，喷火作业范围大的特点。从而极大的提高了操作人员的作业效率，实现不断电清楚障碍物，减少处理突发事件的所需时间，从而最大限度的挽回社会利益。

2.2去除异物

就输电线路检查的整体情况而言，在实际操作中，如果输电线路上有异物，一开始不清除，很容易在输电线路上造成异物故障，甚至有触电的危险。一般情况下，检查人员会手动清除异物以防止出现故障，但这种方法存在一定的安全隐患，容易危及检查人员的生命和健康，整个清除操作会花费更长的时间。借助无人机清除输电线路中的异物，传统的方法主要是在无人机的天线部分安装一个激光二极管模块，作为光纤聚焦并燃烧异物。二极管模块发出的光纤通过凸透镜实现光纤聚焦，并以异物的位置作为光纤焦点燃烧异物。科技水平的不断提高，改进了现有的清除异物的方法，安装在多旋翼无人机上的激光模块由云台摄像机支撑，检查员观察异物的位置。调整物体和调整无人机位置，锁定异物位置，保证激光模组对焦精度。

2.3错误检测

在无人机的支持下，可以更好地实现传输线路中的错误检测，支持高效的错误处理。红外检测为输电线路金属探伤提供了良好的应用价值，有助于推进检测工作。事实证明，采取有针对性的行动来解决这个问题很方便。

3、无人机在输电线路巡检中的应用案例

3.1案例背景

供电公司某些输电线路沿线地形条件复杂，自然环境相对较差，由于输电线路使用时间长，线路和设备存在不同的老化问题，存在闪络等缺陷。在打雷、大风等恶劣天气下更容易发生。由于沿线山地较多，运维团队进行轨道检查的负担增加，人手短缺的问题更加严重，检查和缺陷维护不时发生。

3.2检验计划

综合考虑该段巡检工作现状，进一步提高当地供电质量，决定在巡检组中部署无人机巡检设备和技术指导员，全面升级输电巡检方式。

在线路的日常巡检中，无人机根据输电线路杆（塔）架建立的GPS坐标系运行，在规定的范围内自动进行巡检。无人机将采集到的高清摄影信息传输至地面，并与回传数据相结合，使巡检人员能够有效了解输电线路运行状态，查明异常情况，执行缺陷巡检和处理任务。

检查组根据当地天气情况变化调整无人机检查计划，在雷暴、大雪、大风等异常天气情况后使用无人机设备，及时了解输电线路实际运行情况。此外，还组织了救援队，在赛道上查明灾情，尽快赶赴事故现场。比如在某次巡检中，在110kV线路的一杆（塔）上发现了绝缘子跌落故障，利用无人机发送的精准巡检信息，进行综合诊断，找到故障原因。这是一个严重的直角绞刑架腐蚀，在强风的作用下被拉扯，从绳子上掉下来。失败后，决定对沿线其他柱（塔）的直角壁板进行大修，发现直角壁板存在多个腐蚀问题。在无人机的帮助下，本次巡查活动所需时间从4-5天减少到2天，为救援队提供了充足的时间。

3.3验证分析

对无人机巡检工作一年内的上线巡检结果进行总结，得出以下结论：

现有线路巡检时间可缩短至现有时间的1/4，并可自动清除挂在输电线路和电线杆（塔）上的异物，防止操作人员攀爬造成安全隐患杆并进行单独检查。您不必这样做。清除杂物时断电。在引入无人机之前，巡检组每天可以完成5个支柱（塔）巡检，但在极端天气或复杂路段的情况下，可巡检的支柱（塔）数量大大减少。人机、单座杆（塔）检查可在10-15分钟内完成，不受天气和地形条件的影响。

4、结束语

由于地区之间自然环境的差异，人工方式已不能满足输电线路日常巡检的要求，通过无人机巡检，可以第一时间找到故障位置，不会受到影响。条件的作用还可以实现多角度、全方位的巡检，可以掌握整条输电线路的工作状态，因此将其应用到输电线路的巡检工作中是非常重要的。

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