无人机巡检输电线路技术的应用探析解沫冰

无人机巡检输电线路技术的应用探析解沫冰

解沫冰王一朱思瑶赵岩白昀董航宋殿鑫

（国网辽宁省电力有限公司阜新供电公司辽宁阜新123000）

摘要：近年来，电网输电线路规模大幅增加，这就对输电线路的运维水平和巡检效率提出了更高的标准。传统输电线路的巡检采取人工方式，主要依靠肉眼以及简单的仪器进行巡视，对距离较远的线路细节很难识别，视线也容易受到遮挡。因此，单纯只采用人工巡线的方式，已经不能满足对输电线路进行高效运维的需求。随着无人机技术的快速发展，可以通过无人机搭载高清相机、红外测温仪等传感器，从空中近距离对输电设备进行检查，实现快速、安全的输电线路巡检。

关键词：无人机巡检；输电线路；技术；应用

引言

由于地形环境和视野盲区的限制，在输电线路巡检过程中单纯采用传统的人工巡检方式不但工作量大，而且难以及时发觉处于高空位置的故障点，而采用无人机巡检模式能克服以上局限性。现详细介绍无人机的巡检作业流程，即依靠无人机灵活的机动性可靠近高空的故障点拍摄高清照片，为迅速判定故障种类并制定消缺计划提供数据支撑，避免了人工登塔，极大地提高了巡线工作效率和故障查找率。同时，提出通过无人机巡检方式和人工巡检方式的协同配合，来进一步提高巡检效果。

1无人机结构设计与分析

（1）无人机壳体设计。由于输电网无人机巡检工作环境变化较大，并且可能碰到比较恶劣的天气，则需研究无人机壳体的非常规空气动力学特性，且从一定程度上保证无人机的性能、操纵性和稳定性，设计出具有一定流线型的无人机外壳。主壳体具有较好的流线型，在飞行过程中阻力更小，所需动力就更小，在相同电池容量的情况下，续航时间更长。（2）无人机云台设计。电动多旋翼无人机用来搭载任务设备的主要是云台，设计了三轴增稳云台，用于在无人机自主飞行、低空作业的同时，保证数字航空影像的拍摄质量。云台搭载的载荷设计采用插拔式连接方式，安装拆卸方便，便于操作。设计的云台可以实现至少水平和俯仰2个方向的转动性能。（3）无人机悬臂设计。电动多旋翼无人机的运动和简单结构都依赖于螺旋桨及时的速度改变，以调整力和力矩。

2在输电线路巡检中运用无人机的优势及不足

2.1输电线路巡检中运用无人机的优势

自主悬停技术及自定导航飞行技术是无人机技术的基础，其具有输电线路防碰撞保护能力，在灾害性及恶劣的天气中有着输电线路灾害分析、查找手段输电电路跳闸故障点以及检测及巡视输电线路故障点等方面具有非常明显的优势。自主悬停飞行控制是无人机技术的两种工作模式，同时还具有手动和自驾这两种模式。其中，无人机在手动模式之下，其根据相关人员所预定进行自主导航飞行，并对输电线路进行巡检。

2.2无人机存在的不足

尽管无人机在输电线路巡检中具有一定的优势，但其中也存在这许多的不足。例如，无人机的巡航时间相对而言是比较短的，由于无人机的体积较小，使其自身的电容容量相对比较小，这样就会在很大程度上影响其巡航时间!再加上无人机的遥控范围是比较小，通常情况下，其遥控范围在1000M内，而且不能有效的自动的对图像进行缺陷分析。

3无人机巡检输电线路技术的应用

3.1作业风险评估及控制工作

负责人对无人机巡检作业安全进行分析，并向工作班成员进行现场安全交底，如要防止无人机误碰、误撞带电体，因此飞行员需注意使无人机与带电导线等保持安全距离，并注意躲避飞鸟及其他障碍物。密切注意实时气象条件，如遇突发雷雨天气则应立即实施避险措施，防止无人机坠毁事故发生。在巡线过程中，也要主要交通安全，避免工作班成员在高温环境下劳累过度。同时在野外巡线过程中，注意防止小动物伤害，并备齐必要的应急药品。

3.2雷击故障检查

无人机巡检输电线路技术故障的应用，主要体现对雷击故障点查找。据调查显示，影响输电设备及线路安全的关键因素就是雷害，其中在输电线故障中雷击跳闸而引起各类故障占据了很大的比例。其最容易引起绝缘子闪络放电，而后果就会导致绝缘子导线挂点铁构件融化堆积，绝缘子与其体表的釉层分离，网状裂纹会逐渐布满玻璃体外表，或者是烧伤其绝缘子，有些时候绝缘子闪络会在表面上留下十分明显的烧伤痕迹。通常情况下，凭借肉眼很难发现其金具和绝缘子串存在的问题，即使是使用人工登陆检查，也有存在着一定的盲区，将其无人机巡检输电技术应用到其中准确的找到其故障点。如某供电企业输电线路特别容易在夏天发生跳闸。针对于此，使用了多架旋翼无人机对其进行故障排除，无人机清楚的排到输电线路到线上放电烧蚀点。

3.3特殊、细微缺陷巡检

其主要表现在，借助电力技术参数对其电路的特殊区域和情况进行巡检，或者是一些区域中的杂物处理及清除。与此同时，在有些时候无人机巡检输电线路技术的特殊应用，还要辅助相关工作人员对其电路工程放线，其主要的工作原理就是在无人机上配备陀螺稳定红外线成像仪设备以及可见监视器，对其输电线起到一定的检测作用和录像作用。

3.4巡检数据分析及缺陷处理

无人机完成巡检任务后，现场下载相机拍摄数据，查看照片细节，如发现缺陷就记录下来，并制定消缺计划，缺陷处理完成后结束流程。回到办公室后，将无人机拍摄的照片数据分类整理，方便今后查阅调用。

4无人机技术的应用前景

此项技术具有非常广泛的应用，利用无人巡检输电线路技术能及时的有效查找出高压输电线路中存在的故障点、相关工作人员，针对于此，进行架空线路高空巡检作业，这样就在很大程度上减少了工作人员塔高空作业，同时进一步减少了其工作人员的空线路高空巡检作业、除此之外，为更好的实现高空检查作业，工作人员，可以通过地面航模机来操作无人机，使其无人机多角度、全方位的拍摄高清照片，进而有效的帮助工作人员及时准确的判断输电线路的运行状态、其在局部设备和区段的故障巡检中具有非常好的应用效果。还具有维护费用低、成本低、安全系数高等非常明显的特征，有着非常广泛的运用前景。尤其是在输电线路处在较为复杂的环境当中，人工很难完成故障诊断和巡检工作，但使用无人机后可有效的代替人工巡检工作，能及时有效的完成其输电线路的巡检工作。有效应用人机巡检输电线路技术能有效的解决传统人工巡视中因为环境因素局限的问题。

结束语

利用无人机搭载的设备可以准确得到输电线路的相关状态，有助于迅速排查输电线路存在的故障和缺陷，缩短了巡检时间，这在故障抢修中尤其能够发挥重要的作用。无人机不受地形和环境的影响，能够大大降低人工的劳动强度，实现安全和效率的双赢。通过无人机与人工的协同巡检，充分发挥两种巡检方式的优势，能极大地优化线路巡检效果。

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