無人機在架空輸電線路上的運用

周秋延 吳建波

摘要：目前，國家對于無人機的發展重點關注，重點發展。伴隨著經濟的飛速發展和科技的進步，無人機巡檢輸電線路的技術水平也在不斷提升、完善。在人工巡檢過程中，由于觀察角度以及巡查人員的水平限制，效率遠遠小于無人機巡檢的排查。無人機巡檢排查降低了成本，提升了效率。國家電網在無人機技術和人才培養方面著重進行培養，恰恰說明無人機將迎來新的發展應用階段。

關鍵詞：無人機;架空輸電線路;運用

1無人機應用于巡檢輸電線路的技術優勢

無人機擁有自動導航和自動懸停技術，巡檢時能夠做到全方位的高空信息采集，多角度進行觀察，高效率降低架空輸電線路巡檢工作的難度，最大程度上杜絕安全事故的發生，提升巡檢效率和巡檢質量。這種優勢在極端惡劣天氣條件下能夠得到充分發揮。雨雪天氣中，鐵塔容易打滑，人工蹬桿走線容易發生危險。無人機能夠代替人工工作，保證工作人員安全的同時，保障電網安全可靠地使用運行。在災后道路不通、工作人員親自到現場巡檢有困難以及危險系數較高時，無人機能夠發揮重要作用。許多工作能夠在帶電情況下完成，效率極高。

在當前的技術條件下，巡檢輸電線路中應用最多的是遙控直升機和四旋翼無人機。下面將詳細介紹這兩種不同的無人機技術和功能。遙控直升機裝備有圖像采集和實時傳輸裝置，裝載的是普通直升機的氣動布局。在巡檢線路過程中，不應該在設備正上方懸停，將采集的信息圖像迅速發送到監控中心，方便后臺的工作人員及時根據輸電線路可能存在的故障進行判斷。作為人工遙控的應用遙控直升機，工作時需要工作人員操作來保證無人機能夠在距離輸電線路安全距離處停留，然后依托無人機內部的拍照機器進行圖像拍攝，并且傳送回后臺監控人員處。四旋翼無人機有著較強的起降能力，主要原因是它的氣動布局結構不同于遙控直升機。此外，為了保證傳輸線路圖像的清晰度，四旋翼無人機配備了無線微型高分辨率圖像采集裝置，能夠獲得高清信息，并將其傳送回地面站。四旋翼無人機在工作流程上和應用遙控無人機有些許不同。四旋翼無人機通過地面站發出的指令自主在距離輸電線路安全距離范圍內懸停，工作人員通過遙控控制旋翼的航向和減振云臺，保證無人機在各個地方拍攝的圖像的清晰，實現輸電線路設備巡檢情況的實時采集和傳輸。

在巡檢輸電線路工作中，無人機發揮著重要作用。但是，由于技術問題的局限，它在續航方面存在缺點。首先，無人機體積較大，但是電池容量較小，其巡檢時間和距離十分有限。其次，無人機不能夠自主分析故障點，需要通過傳送圖像到后臺進行人工判斷。所以，在創新技術方面可以從以下幾個要點進行分析研究。作為具有自主懸停、自主導航特點的四旋翼無人機，能夠及時發現輸電線路跳閘的故障。在這一前提下，可以構建一個完整的全方位巡檢模型，保障在巡檢過程中輸電線路的安全，還能夠分析在惡劣天氣條件影響下輸電線路可能發生的災害。為了解決無人機的工作時長問題，可以對鋰電池的選型、電機的選型以及空氣動力等進行研究。通過改善飛行控制、結構強度等條件，優化流線型機身碳纖維制作工藝問題，進一步升級四旋翼無人機的技術條件。

2無人機在架空輸電線路巡檢上的運用

2.1無人機巡檢線路運行情況

運用無人機巡檢架空輸電線路的運行情況，越來越受到線路運維檢修人員的青睞。運用無人機查看地質災害區域線路運行情況，對于采礦塌陷區等地質災害區域，采用無人機巡檢線路運行情況，通過不同時段巡查照片的對比，查看桿塔附近是否有地基下沉等現象的發生。運用無人機查看線路重要交叉跨越區段運行情況，采用無人機查看線路“三跨”區段、普通鐵路區段、江河區段線路運行情況，確保重要交叉跨越區段線路運行安全。運用無人機查看線路山火隱患情況，采用無人機查看線路下方山火隱患情況，線路山火隱患過火面積，滅火處置總體情況，有利于對山火隱患的總體情況加以研判。運用無人機查看線路樹障隱患情況，采用無人機查看樹障對于線路導線的垂直距離、邊線距離，判斷樹障是否影響線路安全運行。運用無人機開展線路大修技改現場勘查，采用無人機配合進行現場勘查，全方位勘查大修技改現場地形地貌，排查作業過程中可能遇到的安全隱患。運用無人機開展線路缺陷查找，采用無人機查找線路缺陷，克服天氣及人力存在薄弱的環節。運用無人機開展線路故障點巡查，加快故障巡查進度，提升取證照片的清晰度。運用無人機開展自主飛行巡檢線路運行情況，通過無人機飛行路線的提前規劃，實現無人機的自主飛行，并在飛行過程中對于線路關鍵信息點進行記錄，判斷線路實際運行情況，實現無人機高效率巡檢架空輸電線路。

2.2無人機查找銷釘級缺陷

運用無人機查找輸電線路桿塔上的銷釘級缺陷，意味著無人機在輸電線路巡檢工作上的運用再上新臺階，為智能化巡查微小缺陷提供了一種更加安全高效的途徑。查找微小缺陷，需要將無人機距離桿塔及導地線的距離拉近，這就提出了多個方面的要求，對于無人機操作手的要求提高了，要求無人機操作手的熟練程度高，同時要求操作手把控好距離的“度”，這樣一來，飛機既可以飛得更近，又可以避免故障的發生;同時對于無人機的性能要求也更高了：（1）無人機的自主懸停功能要求更高;（2）無人機機載攝像頭的像素要求更高;（3）要求機載變焦攝像頭。在查找輸電線路桿塔金具的銷釘級缺陷時，變焦攝像頭相比定焦攝像頭，能更好地做到精準定位和精準聚焦。查找銷釘級缺陷是一門技術活，在新手操作的過程中，需要格外謹慎，不應急于求成，避免與導地線、桿塔碰撞，造成炸機事故。

2.3無人機在故障巡檢上的運用

無人機為架空輸電線路的故障巡視提供了新的選擇，（1）桿塔濕滑、積雪覆冰天氣的故障巡查工作。人工登桿塔進行故障巡查的安全風險大，勞動強度高，在這種情況下，采用無人機配合巡查，能夠克服天氣和架空輸電線路的不利因素，達到很好的效果。（2）屬于故障放電點位于導線檔距中央，比如吊車等大型施工車輛對于架空輸電線路造成的故障，或者故障放電點位于其他不容易人工拍照的位置。在這種情況下，運用無人機進行近距離查看，拍照取證，將大大縮減巡查的時間，為判定故障點的位置和具體原因提供有力的圖片保障。（3）山林、河溝蔓延區域的線路故障巡查工作。受地理環境的限制，故障巡查的進度嚴重延緩，此時運用無人機配合開展線路故障查找，也將取得事半功倍的效果。

2.4立足巡視開展實效，合理安排人、機資源

建立健全符合企業自身特點的管理制度是一項工作能否順利開展的前提和基礎。無人機巡檢應遵循統籌規劃、因時制宜的策略，規章制度由公司層面統一管理頒布，而無人機和人員的配置則由工區層面統一安排。在普通運維班組中應配置多名員工，同時具有輸電線路巡檢和無人機巡檢資格。在無無人機巡視任務時，攜帶無人機執行輸電線路的日常巡檢工作，工作過程中運行人員既能發揮主觀能動性發現認為需要由無人機巡視的缺陷或隱患，又處于隨時待命的狀態，時刻準備迎接公司下達的無人機作業任務，在最短時間內根據巡檢任務進行配置，完成巡檢任務。

結論

提升輸電線路運維管理水平，落實了國網公司規劃要求。文中探討的做法，可深化落實國家電網公司全面實現標準化作業、巡檢效益全面提升的規劃要求，實現了無人機標準化作業，顯著提升巡檢效益。該做法首先縮短了輸電線路的巡檢時間，在保證巡檢質量的前提下將巡檢效率提升，同時緩解了運維人員的運行壓力，提升了巡檢手段的先進性，提升了巡檢效率。

參考文獻：

參考文獻

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