输电线路无人机巡视分析及推广应用

输电线路无人机巡视分析及推广应用

马斯维

（广东省输变电工程公司广东广州510160）

摘要：关于无人机输电线路巡视的应用，有很多的领域都有相关的涉及，而且不同领域上的应用都有不同的意义和目的，利用无人机巡视输电线路能够检测到线路及走廊中很多的细节问题，并从根本处发现问题，以前的巡视方法比较单一、效率低且不能够全面检查，所以说利用无人机新型技术能够提升巡检的效率，而且巡检的质量也能大幅度的增加，同样也能够有效的减轻电力工作人员的负担，应该得到足够的重视。

关键词：输电线路；无人机巡视；主要内容；关键技术；

引言

当前人们用电量的不断增加，对电力系统的稳定性和安全性有了更高的要求，但电力系统的正常运行，离不开对输电线路的运行和维护工作。这是确保电网稳定运行的基础，所以需要加强对输电线路的巡视工作。以安全第一、预防为主的原则来确保输电线路运行的稳定性，这就需要运行维护部门需要在日常工作中做好线路的巡视、检测、维修和管理工作，利用先进的技术，不断在工作中积累经验，从而使线路能够保证在安全运行的状态。

一、无人机巡视输电线路中的优势

首先是信息采集，无人机巡视的信息采集比较全面，在高空作业的过程中，无人机能够全方位，多角度进行巡视。

其次，无人机巡视能够优化线路，简单的说，在巡视的过程中，无人机可以自动优化线路，起到提升巡视效率的作用。

再次，无人机巡视能够巡视的比较全面，而且巡视的程度要比人工巡视要深入，比如说，在输电线路中有某一处的故障，可以通过无人机巡视，利用图传能实时发现故障位置及缺陷等级，有一定的时效性和准确性。

最后，对于一些特殊位置点的巡视，无人机都能够起到很好的作用，比如，能够对导地线、绝缘子及挂点金具连接情况进行检查，对连接金具及复合绝缘子进行测温等。

二、输电线路巡视检查的主要内容

1、线路本体

地面与基面：回填土下沉或缺土、水淹、冻胀、堆积杂物；杆塔基础：破损、酥松、露筋、基础下沉、保护帽破损等；接地装置：断裂、严重锈蚀、螺栓松脱、接地带丢失、接地带外露等；拉线及基础：拉线金具等拆卸、拉线棒严重锈蚀或蚀损、拉线松弛、断股等；绝缘子：伞群破损、严重污秽、有放电痕迹、弹簧销、钢帽破损等；导线、地线、引流线、屏蔽线、OPGW的散股、断股、断线、放电烧伤、悬挂漂浮物、弧垂过大或过小、严重锈蚀、覆冰、舞动、风偏过大、对交叉跨越物距离不够等；线路金具：线夹断裂、裂纹、磨损、销钉脱落或严重锈蚀，均压环、屏蔽环、螺栓松动，防震锤跑位等。

2、附属设施

防雷装置：避雷器动作异常、计数器失效、破损、变形、引线松脱等；防鸟装置：鸟刺的破损、变形、螺栓松脱等；各种监测装置：缺失、损坏、功能失效等；杆号、警告、防护、指示、相位等标识的缺失、损坏、字迹或颜色不清、严重锈蚀等；防雾防冰装置的缺失、损失等。

3、架空线路环境通道

建筑物、树木与导线的安全距离不足等；线下有危及线路安全的施工作业等；线路附近有烟火，有易燃、易爆物堆积等；采动影响区，地面出现裂缝、坍塌等情况；线路附近有危及线路安全的漂浮物等。

三、无人机巡视的关键技术

1、电力线路视觉跟踪技术

无人机巡视过程中自身具备导航、有效躲避障碍物等人工智能，这些功能的实现是依靠对线路杆塔的视觉跟踪技术来完成的。视觉跟踪技术已经取得了一定成效，但是在具体复杂环境中其运行可靠性还需要进一步提高。无人机巡线过程机身会产生一定程度的振动，振动会破坏摄像机稳定性进而导致巡线图像不够清晰，同时电力线相对整个背景来说太细极大地增加了视觉跟踪难度。另外就现有追踪技术而言，无人机巡视环节若遇到类似电力线路的结构可能出现错误追踪。

2、飞行姿态控制技术

无人机巡视时与线路保持较近距离，同时线路所在野外环境复杂有时受强风暴雨等恶劣气候影响，为了确保无人机在不利情况下仍能安全飞行，飞行姿态的稳定性安全性控制具有十分重要的意义。

3、无线通迅网络技术

无线通迅网络用于实现地面基站计算机与无人机之间的双向实时数据交流。主要数据包括，无人机巡视过程定时拍摄的线路视频和部分重要图像，用于线路检测的各智能传感器数据，无人机所在具体位置信息以及由控制站计算机发送的用于控制飞行的各种信息等，无线通信网络必须具备的安全、稳定以及可靠等特点，使无人机在远距离巡视并且有信息干扰情况下能实现与控制站的实时联系，保证电力系统的运行稳定。

四、无人机巡检业务分析

应充分发挥直升机、固定翼、多旋翼及人工巡视各自的特点，在分析不同巡视任务需求、线路所处环境特点等因素基础上选取适当的方式开展线路巡检。

1、日常巡视

（1）220kV及以上线路，除人口活动密集区、禁飞区等不适合直升机作业区域外，应开展直升机日常巡视，单次作业应开展可见光巡视和红外测温及三维激光扫描工作，用于发现线路较为明显的缺陷、隐患及树障。

（2）直升机不适合作业区域仍以人工巡视为主，并利用多旋翼无人机替代人工登塔进行精细化检查（禁飞区等不适合作业区域除外），利用固定翼无人机进行通道巡视。若人工地面巡视和机巡作业过程中，杆塔局部存在巡视盲区时，应按周期及时安排登塔巡视。部分位于山区、河流湖泊等人员难以接近的杆塔，以多旋翼无人机开展精细化巡视为主，人工巡视为辅。

（3）35～110kV线路，由于杆塔高度较低和档距较小，一般采取以多旋翼无人机开展精细化巡视为主，人工巡视为辅。

（4）人工巡视每年至少一次，主要巡视通道和基础、铁塔、附属设施等机巡不易发现的设备缺陷和隐患。

2、特殊巡视

（1）防风防汛、防雷、防鸟害、防污、防覆冰、防外力破坏、防山火、防飘浮物、灾情巡视、保供电等特殊巡视（不含夜间特巡），单点或小范围采用视频监控、人工巡视、人员值守、多旋翼无人机、固定翼无人机相结合的方式；整条线路或大面积快速普查推荐使用固定翼无人机（空域、天气满足条件），还可采用无人直升机。

（2）夜间防污特巡由人工完成。

（3）台风、大面积冰灾等灾情巡视，在空域和天气允许条件下以直升机、固定翼无人机巡视为主，多旋翼无人机、人工巡视为辅。

3、线路故障查找

以多旋翼无人机为主，人工巡视为辅，必要时可采用直升机。

4、检测

线路树障，交叉跨越，对地距离以无人直升机、固定翼无人机搭载三维激光扫描技术为主，交叉跨越、林木速生区开展人工重点复测；红外测温以机巡为主，人工辅助测量；接地电阻、绝缘子零值、污秽等其他检测以人工为主。

结语

无人机巡查输电线路不仅仅在电力系统中有一定的影响，同样，该应用可以实现在任何的领域，其高效性，稳定性，高性能和良好的远程控制能力都能够直接增加工程项目的效率，根据对比分析，无人机飞行总长47公里，其间发现隐患2项，总用时不到2小时，相当于完成了2人连续32小时的巡检量，提升巡视效率32倍。效率远超过传统巡查速率，满足了电力系统的需要。

参考文献

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