无人机在输电线路巡检中的应用

1、       无人机在输电线路巡检中的应用                     摘要：输电线路巡检是保障电网安全运行的重要方式，随着电网的不断发展，输电线路所经过区域的不断扩大，如何保证输电线路的安全、稳定运行已经成为一个重要的问题。因此人工巡检已经跟不上时代的发展，无人机为载体，地面监控设备为支撑的输电线路巡检系统，正受到越来越广泛的关注。本文作者分析了无人机在

2、输电线路巡检中的应用。关键词：无人机；输电线路；巡检0、引言输电线路的运行状况直接关系到电力系统主网的安全运行。长期以来，我国输电线路巡检都是采用人工方式，工作量与工作难度较大，有时还威胁巡检人员的生命安全。为有效解决这一问题，需要将无人机技术运用到线路巡检工作中，进而提高线路的运行质量，确保工作人员的生命安全，促使电力企业获得高效发展。1、无人机在输电线路巡检中的应用1.1无人机的巡视方式在输电线路日常巡检中，无人机经常会遇到的巡视方式其中主要包含了红外巡视和可见光巡视以及激光雷达巡视等几种方式，其中可见光的巡视方式是经常会使用到的一种巡视方式，通过可见光摄像头进行拍摄的照片以及录像，采取无

3、线网络技术可以将输电线路自身的运行状态快速及时的传递给工作人员。基于这样的一个发展过程，无人机巡视进行拍照的顺序主要是：按照无人机的方向，按照“先整体后局部”以及“从上到下”和“从左到右”的顺序去完成对线路整体的拍摄，采取这种形式可以得到非常详细的路线信息。在巡视过程中，无人机进行观察的核心内容主要包含了线路本体以及附属设施，工作人员也能够按照实际的需求去对线路通道和线路外部环境等情况进行观察，可见无人机的巡视范围是十分广泛的，同时还能够对不同条件下提出的要求给予满足。1.2无人机巡视输电线路的特征在输电线路巡视中无人机具备非常明显的特征，这是因为输电线路其中的绝缘子和金具较小并且与居民区靠近

4、等，尽管杆（塔）自身的高度较低，可是飞行难度要求超出输电线路，所以在可见光摄像头进行拍摄过程中，因为输电线路自身的绝缘子和金具相对较小等，有关部件具备的精密度则要高出一些，为了可以得到较为详尽的图片信息无人机一定要靠近目标，这对于人员自身的操作技能给出了更为严格的提出了更高的要求。通常在进行拍摄过程中，一般使用的是推拉杆的一种操作形式，让无人机慢慢的与杆塔设备靠近，并且把无人机控制在距离拍摄物体大概2.0到3.0m左右的位置时进行悬停，同时对其进行拍照。基于这种操作模式下，推拉杆操作的核心就是需要掌握无人机停住的瞬间以及推杆自身杆量，这样的一个操作要求具备一定的工作经验才可以进行，通常熟练人员

5、可以按照相关要求在3.0m左右进行抓拍，甚至可以与被拍摄物体靠近。假如至对线路通道进行巡视，则需要在下风侧进行飞行，和带电体之间需要保持在3m米之上的一个安全距离，使用7m/s8m/s平稳飞行同时完成拍照以及录像。2、巡检模式及内容2.1精细巡检精细巡检工作的开展对可见光照相机/摄像机表现出强烈的依赖性。红外热像仪、紫外成像仪等装备对线路设备、设施进行周密性的档中巡检与杆塔巡检。精细巡检通常应用旋翼无人机巡检系统，适用于在首次开展无人机巡检的线路、存在故障或特殊情况的线路，或者需要开展精细化巡检工作的线路上。精细巡检主要对象为线路自体设备及附属设施。2.2通道巡检通道巡检可以被细化为快速巡检与

6、扫描巡检两种类型。前者规定使用可见光/摄像机、红外热像仪、紫外成像仪等装备对线路设备与线路走廊进行迅速检查，主要巡检对象有导地线异物、杆塔异物、通道下方树木、违章建筑、违章施工、通道环境等，适合应用在无特别运维需求线路巡检工作中。后者规定应用三维激光扫描仪对线路设备与通道环境进行扫描检查，取得三维点云数据；主要巡检对象为通道下方树木、违章建筑、违章施工、通道环境等，适用于对线路通道安全测距与线路走廊整体三维建模。2.3故障巡检输电线路若有故障出现，可参照故障信息，明确重点巡检区段、位置与巡检内容，应用无人机进行巡检作业与精细巡检。故障巡检工作运行宗旨在于探寻或明确故障点，检查设施损坏与他类异常

7、状况。2.4特殊巡检在地震、泥石流、山火、严重覆冰等特殊情况下，以特殊需要为基准应用无人机设备对灾情进行彻查与他类专项进行巡检。巡检内容主要为线路本体、附属设施、通道及电力保护区。线路本体，即杆塔基础、杆塔、绝缘子、接地装置、导地线引流线、线路金具。附属设施，主要包括防雷装备、防鸟装备、摄像检测装备、防舞防冰装备、杆号宣传牌警示牌相位标识等。通道及电力保护，违章建筑违章施工以及通讯线、道路、铁路、高铁等交叉跨越，火灾隐情，防洪防火，地震、泥石流、山体滑坡等自然灾害，道路桥梁，采动区出现裂缝、塌陷对线路的影响等。3、电力输电线路巡检中无人机的应用3.1全方位巡检在保证无人机优良性能的基础上，将其

8、应用于电力输电线路巡检中，能够获得理想的应用效果，准确快速地找到故障点，为故障处理提供帮助。无人机的硬件主要包含两个部分，分别为地面站与机载，将可见光相机搭载于机载部分，能够全方位拍摄电力输电线路，获得图像，进行视频转换，对信号传输及无线通信模块进行模拟，向计算机系统中发送所拍摄的图像信息。以计算机系统和专业软件为支持，巡检人员可对图像进行实时化查看，依据无人机所拍摄图像来对电力输电线路的具体情况进行分析和判断，以保障电力输电线路安全运行。在电力输电线路巡检过程中，若存在特殊的巡检要求，则可通过无人机的应用来进行巡检，由巡检人员操控遥控器，控制无人机的具体飞行路径，从而躲避障碍物，精准找寻故障

9、点。在应用无人机来开展电力输电线路巡检过程中，可结合实际需求来灵活调节可见光相机的焦距，保证目标位置清晰化，提高无人机所拍摄图像质量，满足电力输电线路巡检要求。待巡检完毕后，可于计算机系统中保存无人机所拍摄的巡检影像，能够弥补人工巡检操作的不足。3.2异物清除就电力输电线路巡检的整体情况来看，在实际工作中一旦有异物存在于输电线路中，而并未在第一时间将其清除，则极易导致输电线路出现故障，甚至存在一定触电风险。一般情况下，由巡检人员通过人工方式将异物清除，以防范故障问题的出现，但此种方式下存在一定安全风险，极易威胁到巡检人员的生命健康，并且整个清除操作需要消耗较多的时间。以无人机为支持，对电力输电

10、线路中的异物进行清除时，传统方式下主要是将激光二极管模组搭载于无人机的机载部分，发挥光纤聚焦作用，将异物烧断，针对激光二极管模组所发射的平行激光，通过凸透镜来实现光纤聚焦，以异物所在位置为光纤聚焦点，将异物烧断。随着科学技术水平的不断提升，传统异物清除的方法得以改进，多旋翼无人机中搭载的激光模组，以云台摄像头为支持，巡检人员对异物所在位置进行观察，调整无人机位置，锁定异物位置，保证激光模组焦点的准确性。3.3故障检测以无人机为支持，能够更好地对电力输电线路实施故障检测，为故障的高效处理提供支持。红外线检测在电力输电线路金属探伤中具有良好的应用价值，为巡检工作的开展提供帮助，当电力输电线路中的某

11、个点或者局部区域出现异常过热问题时，通过红外线检测法能够第一时间发现，便于采取有针对性的措施来进行处理。4、无人机在输电线路巡检中的应用案例4.1案例背景某供电公司下辖某输电线路沿线地形条件复杂，自然环境相对恶劣，因该输电线路已服务较长年限，线路及设备存在不同的老化问题，在雷电大风等恶劣天气易出现闪络等故障。因沿线多丘陵，给运维管理小组的线路巡视工作带来较大压力，人力资源不足问题较重，尤其在复杂天气条件下，线路巡视及故障维修开展不及时的问题时有发生。4.2巡检方案为进一步提高区域供电质量，综合考虑该路段巡检工作现状后，决定为巡视小组配备无人机巡视设备及技术指导人员，对输电线路巡检方式做全面升级

12、。在线路常规巡检中，无人机依照构建好的gps坐标系统运行，参考输电线路中各杆（塔），在规定范围内自动开展巡检任务。无人机将采集到的高清画面信息传输至地面，结合回传资料，巡检人员可有效掌握输电线路运行状况，准确发现异常点以在第一时间开展故障检查、处理工作。巡检小组依照当地气象条件变动，对无人机巡检方案做针对性调整，在发生雷暴、大雪、大风等极端天气后，及时借助无人机设备了解输电线路实际运行状况，掌握线路受灾情况，并组织抢险小组第一时间深入事故现场。例如，某次巡检中发现，某110kv线路杆（塔）发生绝缘子掉串故障，利用无人机传回的精细化巡检信息，对故障做全面诊断，发现故障原因为直角挂杆发生严重腐蚀，

13、在大风作用下被拉断而掉串。该故障发生后，决定对沿线其他杆（塔）的直角挂板进行精细化巡查，发现多处直角挂板腐蚀问题。在无人机的辅助下，该次巡检活动的时间从45d缩短至2d内完成，给抢险小组创造了充足的抢险时间。4.3成效分析对该线路无人机巡检开展1年内的巡检工作成效进行总结，得出以下结论：常规线路巡检的时间缩短至原来的1/4，可自动清除悬挂在输电线路及杆（塔）上的异物，避免人员登杆而引发的安全风险，且在异物清除过程中无需做停电处理。无人机引入之前，巡检小组每人每天可完成杆（塔）巡检任务在5座，若出现极端天气或路段地形较复杂，可巡检杆（塔）数量还要更低；引入无人机之后，1015min即可完成单座杆（塔）的检查，且不受天气及地形条件的影响。5、结束语无人机因其自身优势而在电力输电线路巡检中得到广泛应用，人工巡检的不足得以弥补，促进了巡检工作质量与效率的提升，巡检人员的劳动强度及安全风险都得以降低。在电力输电线路巡检过程中对于无人机的应