無人機在輸電線路巡檢中的應用

王 延 嚴寶龍

國網遼寧本溪供電公司

無人機在輸電線路巡檢中的應用

王 延 嚴寶龍

國網遼寧本溪供電公司

近年來，電網規模迅速擴大，電力設備不斷增加，在滿足電力市場需求的同時，對輸電線路的運行方式也提出了更高要求。做好線路巡檢工作，對輸電線路的運行狀態進行實時監測，是確保電力系統安全穩定運行的關鍵，在輸電線路巡視中，引入無人機巡檢技術，能夠有效提升巡檢效率和巡檢質量，減輕電力工作人員的負擔，應該得到足夠的重視。

無人機；輸電線路巡檢；應用

1 輸電線路巡檢現狀

目前輸電線路巡檢手段主要可分為人工線路巡檢、機器人線路巡檢、載人直升機線路巡檢和無人機線路巡檢4種方式。考慮到輸電線路分布廣、地域環境惡劣、所處地形復雜等情況，采用人工巡檢方式，操作人員的作業條件艱苦且工作量大，特別是對于高遠山區以及跨越江河或沙漠等輸電線路巡檢，人工巡檢方式面臨花費時間長、各種成本高、操作困難大、作業風險高、工作強度大且巡檢效率低等諸多問題，故此巡檢方式越來越不能滿足線路巡檢需求。機器人巡檢方式是針對高壓架空輸電線路的1種自動化線路巡檢方式，雖然該巡檢方式巡檢精度高，但也面臨著巡線距離短、巡檢速度慢和難以跨越障礙等缺陷，限制了它的應用范圍。載人直升機線路巡檢方式由于可通過直升機搭載成像設備，能夠對輸電線路拍攝圖像，具有較高的輸電線路巡檢效率，但投入成本大，需要大量的人力資源，管理及技術儲備復雜，因而載人直開機巡檢方式沒能廣泛推廣使用。

無人機是一種利用無線遙控設備和機身自帶程序控制裝置操縱運行的不載人飛機系統。由于無人機能夠攜帶圖像采集設備與信息傳輸設備，可將所采集的巡檢信息傳送到地面工作站。而電力系統常常存在高壓、偏遠等情況，為了減輕操作人員工作量和危險性，無人機逐漸得到了廣泛應用。

2 無人機巡檢技術在輸電線路中的應用

無人機巡檢技術的應用，能夠有效解決現有常規巡檢制度中存在的各種問題，對線路的巡視過程進行優化。從巡視方式看，通過無人機巡視，可以減少工作人員的負擔，提高輸電線路巡視的效率和質量，對線路的運行情況進行準確、全面地反映；從巡視制度看，無人機巡視與人工巡視的相互結合，能夠實現對于輸電線路的狀態巡視，從而彌補由于統計錯誤導致的線路巡視不到位問題。不僅如此，在科學技術飛速發展的帶動下，無人機的運行成本將會不斷降低，無人機全線路日常巡視成本可能，能夠切實保證輸電線路的運行安全。

2.1 實際應用效果分析

輸電線路巡檢工作是一項精細化工作，由于一些重要的檢測對象體積較小，應用紅外線就能進行雙重的巡檢，其具有很強的操作任務難度。文章從四旋翼的無人機和遙控操作的直升機兩個方面分析其在輸電線路中的巡檢應用效果。

2.1.1 無人操控直升機巡檢輸電線路分析

無人直升機巡線系統分為無人直升機平臺和檢測系統兩部分。其中，無人直升機平臺主要負責完成飛行任務，檢測系統主要負責完成輸電線路和桿塔的檢測工作，應用的檢測系統主要有可見光和紅外相機對輸電線路和桿塔。從總體上看，無人駕駛飛機可以分為固定翼無人機、旋翼無人機、涵道式無人機。其中，固定翼無人機具有飛行速度快和路徑大的優勢，但也具有飛行速度快帶來的飛行高度較高和承重能力較小等問題。無人直升機雖然飛行速度不快，但是其飛行的穩定性和懸停性能較高。機載檢測系統的核心是檢測控制計算機檢測終端為可見光相機和紅外熱像儀。在經過試驗之后選擇一段220kV的輸電線路，在輸電線路的80m之外，可以發現無人直升飛機會以每小時15km的速度沿著規定好的線路進行飛行，遇到障礙物的時候會通過云臺來進行現場情況的調整，實現對桿塔由上到下的檢測。通過檢測圖像能夠發現設備是否存在制作上的物理缺陷、導線是否出現破損等。

2.1.2 四旋翼的無人機巡檢輸電線路分析

四旋翼無人機應從飛行控制參數、飛行穩定性、系統兼容性和完整性幾個方面都需要保證其滿足在電力巡檢中自身功能的需求，經過綜合測試發現四旋翼無人機需要在40min以內、3km的距離上進行電力巡檢的效果最好。在這個距離和實踐的巡檢輸電線路能夠代替人工進行輸電線路巡視工作，并且能夠在一些人員難以抵達的特殊地形上進行安全到達，對特殊時期的危險性高的任務進行充分的執行。四旋翼的無人機短距離的巡檢方案可以應用人工控制和自主導航控制兩種模式。將四旋翼的無人機技術應用在輸電線路巡檢中，能夠獲得良好的應用效果。應用無人機進行高空巡檢工作能夠對輸電線路進行全方位、多角度的檢查，從而及時發現輸電線路存在的故障，減少巡檢人員的高空作業和帶電作業，在減少巡檢工作人員工作強度的同時，在最大限度上減少巡檢工作中容易出現的安全隱患。

2.2 無人機技術的未來發展

在未來的發展中，無人機巡檢技術有著良好的發展前景，首先是性能的改進，應該進一步提高無人機的續航能力，拓展巡檢范圍，同時提升無人機在惡劣氣象條件下的作業能力，保證無人機運行的穩定性；其次是機型的改進，需要針對無人機在線路走廊巡查、故障查找、線路缺陷分析等不同的方面，對無人機的機型進行深入開發和改進，為一個班組配備多種不同型號的無人機，以適應不同環境和不同任務的要求；然后，應該對無人機的具體作業模式進行深入分析和研發，確保其能夠真正實現自動化和智能化，在自動控制、自主能源補給以及自主缺陷識別等方面取得更大的進步。

結語

隨著無人機技術的日益成熟，無人機線路巡檢的優越性將得到更加充分的體現，它的應用將更加廣泛。通過融合模式識別、通信和電子等諸多技術，形成了有效的無人機巡檢系統，很大程度上降低了輸電線路巡檢人員的工作量，可快速且有效地對輸電線路進行巡檢。隨著無人機路徑規劃、智能故障診斷及預測技術的發展，無人機巡檢系統可進一步提高巡檢質量和智能化水平，增強電力自動化能力。

[1]李明明，秦宇翔，李志學.無人機在輸電線路巡檢中的應用及發展前景 [J].電子制作，2014，(21)：61.

[2]諸葛葳.無人機巡檢輸電線路技術的應用探析[J].科技經濟市場，2015，(05)：16.

王延，嚴寶龍，單位：國網遼寧本溪供電公司，省市：遼寧省本溪市，郵編：117000