无人机巡检输电线路技术的应用探析

高剑 张阳

国网安徽省电力有限公司检修分公司 安徽 合肥 230001

摘要：随着我国科学技术的提升，无人机逐渐在各个行业当中得到应用。尤其是在电力企业逐渐改革的情况下，不断重视对输电线路的检修，应用多种检修的技术，从而提高输电线路的稳定性和安全性。在输电线路当中应用无人机能够提升检修的工作效率，提升检修和维护的质量，同时也可以减少工作人员的工作量，保证输电线路能够正常运行。

关键词：无人机巡检；输电线路；技术应用

引言

在输电线路的巡检中，应用无人机可以实现多角度、全方位的高空信息采集，有效降低架空输电线路巡检工作的强度，减少安全隐患，促进巡检效率和质量的提高，尤其是在恶劣的环境中，比如在铁塔打滑时，无人机可以代替人工蹬杆和走线，进而保障了电网的安全、稳定运行。另外，应用无人机可以大大降低巡检工作的成本，为生产生活用电提供保障。无人机的应用对当前电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。

一、无人机技术的概述

（一）技术要素

一般情况下，四旋翼无人机（M4R）和遥控直升机（UH）是专门用于输电线路巡检工作的，其中M4R主要由地面站和M4R无人机两部分组成，M4R是采用4个旋翼对称分布形成的气动布局，具有良好的悬停、起降能力，M4R可以携带无线微型高分辨率图像采集设备、无线图像传输设备等，能采集高清晰输电线路的特定目标，同时还能实现远程传输。UH主要由地面摄像监视与操控系统、影像采集传输设备、减振悬挂装置、遥控直升机本体等组成，UH在飞行过程中，能采集输电线路的目标视频图像，并通过无线图像传输设备传输到后台，这样工作人员就能及时判断输电线路存在的故障。

（二）功能概述

M4R无人机在地面站的引导下，沿着输电线路飞行并到达设备附近（满足输电线路安全距离要求）。其主要功能有自主悬停在特定空间位置，以提供合适的图像角度；通过调节M4R的航向和减振云台，调整图像采集设备与被检测设备的光学角度和距离；进行设备图像的实时采集与传输；按人工操作控制指令，沿输电线路进行飞行检测。

二、无人机巡检输电线路的优势及不足

（一）无人机在输电线路巡检中的优势

无人机技术的基础是自主导航飞行技术和自主悬停技术，具有输电线路防碰撞保护能力，在巡视、检测输电线路、查找手段线路跳闸故障点、在灾害性天气中输电线路灾害分析等方面有很大的优势。无人机技术具有飞行控制、自主悬停两种工作模式，同时还有自驾、手动两种模式，其中无人机处于自主悬停状态后，能通过地面站的高清监控录像对输电线路进行检查；在手动模式下，无人机能按照预定的路线自主导航飞行，并对线路进行巡检。

（二）无人机存在的不足

无人机虽然在输电线路巡检中有很大的优势，但也存在一定的不足之处，如无人机的巡航时间比较短，受无人机体积的影响，无人机本身的电池容量也比较小，这就对巡航时间造成很大的影响，同时无人机的遥控范围比较小，一般情况下，无人机的遥控范围为1000m，并且无人机不能自动对图像进行缺陷分析。

三、无人机巡检输电线路的研究设计分析

（一）技术方面的分析

遥控直升机采用的是普通直升机的气动布局，一般可以携带图像采集和实时传输设备，在飞行过程中，可以将所“看”到的各种信息通过传输设备及时传输到监控中心，从而大大提高输电设备巡视、检修工作的效率。四旋翼无人机的气动布局结构是4个旋翼相互对称分布。这种结构设置使其具有较高的起降能力。此外，四旋翼无人机还安装有减振云台和无线传输设备，在对输电线路进行巡检时，可以利用微型高分辨率的图像采集设备获得高清信息，并将所获信息及时传输到监控中心。

（二）功能分析

应用遥控直升机巡检的工作流程是由人工进行遥控飞行或者悬停在输电线路的上空，而后再利用信息采集设备对线路的图像信息进行实时采集和传输；应用四旋翼无人机巡检的工作流程是在地面站的引导下，根据输电线路的布设状况进行信息的采集和传输。

四、无人机巡检输电线路的应用分析

（一）在正常巡视中的应用

无人机测距技术在输电线路的正常巡视中有着重要的应用，其可以延长人工巡视周期，在应用的过程中要做好巡检计划，可以采取多旋翼无人机和固定翼无人机配合巡视的方式，对输电线路周边环境、交叉情况等进行巡检和检测，在巡检山区的输电线路时，人工不必到达杆塔现场，可以用无人机巡检起降点万方数据杆塔与其两路杆塔，如果输电线路的档距较大，则可以利用无人机对其起落点半径1千米之内的输电线路设备进行巡检测距。

（二）在故障查线中的应用

当发生故障引起输电线路跳闸之后，可以采用固定翼无人机进行航拍普查，对道路状况等进行整体性的掌握。如果线路合闸，使用多旋翼无人机则可以用来进行针对性的巡检，及时发现输电线路的故障点；如果不合闸，则由固定翼无人机对输电线路通道进行检查，之后使用多旋翼无人机来检查线路故障点。

（三）与人工巡视的结合应用

利用无人机测距技术可以对输电线路的导地线、走廊等进行巡查，不同的输电线路故障情况有着不同的飞行要求，可以选取自主飞行、手动飞行以及赠稳飞行等三种飞行模式。可以利用无人机搭载摄像机、测距仪等高精度设备，对输电线路外部异常情况进行巡视检查。对于绝缘子串、均压环、等重要的输电线路设备故障巡检时，要从多个角度和多个方向进行航拍，可以距离目标物5米或10米，如果输电线路不带电且变电设备没有运行，则可以将无人机接近到目标物4米的位置进行拍摄。对于输电线路下方树木净空的测量来说，可以采用无人机测距技术，并搭载图像传输通道，将视频进行传输，对数据进行处理能够直观的显示距离信息和信号信息，实用性较强，获得的测距结果更加精确。总的来说，在一些经纬仪无法测量的特殊地形和树障测量方面，可以应用无人机测距技术进行补充，以此来保证输电线路测距的准确性和全面性。

五、无人机巡检输电线路的应用前景

无人机巡检输电线路技术有十分广泛的应用，无人机技术能快速的查找高压输电线路故障点，并进行架空线路高空巡检作业，极大的减少了登塔高空作业，有效地减少了架空线路高空巡检作业。同时工作人员能通过地面航模机操作无人机，实现高空检查，并且还能全方位、多角度的拍摄高清晰照片，从而帮助工作人员准确的判断输电线路的运行状态。无人机技术在区段、局部设备的故障巡检中有良好的应用效果，而且还有成本低、维护费用低、安全性高等特点，有极其广泛的应用前景。当输电线路处于地形复杂的环境中时，很难人工完成巡检、故障诊断等工作，采用无人机技术代替人工巡检，能快速、高效地完成输电线路巡检工作，无人机技术的应用有效地解决了以往人工巡视的自然条件局限问题。

结束语

电力在现代社会发展中发挥着重要作用，是国民经济健康、稳定发展的保障。在科技的推动下，将无人机应用于输电线路巡检中，可以大大提高输电线路的运行效率和质量，并进一步提升其运行的可靠性和稳定性。因此，电力企业要加大对无人机的应用和研究力度，提升其实际应用效果。

参考文献

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