分析無人機巡檢輸電線路技術及應用實踐

李新鵬

【摘? 要】傳統的輸電線路人工巡檢效率低、勞動強度大，而無人機軟硬件技術的不斷進步為電力巡線提供了一新的作業模式，基于無人機的輸電線路巡檢技術正逐步規范完善。研究了無人機電力巡檢技術的相關理論，并結合工程進行了作業試驗，驗證了無人機巡檢技術的可靠性及效率，最后對當前無人機巡檢的不足進行了總結，并對未來發展進行了展望。

【關鍵詞】無人機;輸電線路;巡檢

中圖分類號：TM755???? 文獻標識碼：A

引言

無人機巡檢試點工作開展以來，國內外生產、檢測、科研、應用單位對無人機巡檢進行了諸多研究。期間，多地部門組織開展了小型無人直升機（多旋翼無人機）、固定翼和中型無人直升機高、低海拔環境下的巡檢性能測試，明確了功能定位和技術參數，并形成了各型無人機技術規范書。在標準、檢測、培訓、維護保養、評估等支撐體系建設方面取得了初步成效，為輸電線路無人機巡檢技術推廣應用奠定了技術基礎。

1、概述

近年來特高壓等大容量輸電線路不斷投建運營，出于安全考慮，這些主干網通常位于山區、荒漠等人跡罕至區域。傳統電力巡檢本就存在效率低、勞動強度高、數字化程度低等缺點，面對當前日益復雜的電網結構，上述缺點更顯凸出，革新巡檢模式，建立自動化、智能化的現代巡檢系統顯得極為迫切。無人機可以獲取高分辨率的影像數據，再加工還可生成高精度的DEM，DOM，DLG及真三維模型等數字化產品，這些均可為巡檢人員診斷線路缺陷及判別安全運營狀況提供豐富的決策依據。基于無人機航拍的電力巡檢新技術，已逐步從試驗階段轉入實際應用階段，相較于傳統巡檢模式，該技術強度低、效率高，且能夠在線路帶電狀況下進行，保障了作業人員的安全及社會正常用電需求。

2、無人機巡檢技術

2.1無人機巡檢系統

無人機巡檢系統基于具備高精度定位、導航和自主飛行能力的無人機平臺，搭載高清相機等各型傳感器，可快速實時地對輸電線路進行多維度、全方位巡檢。系統通常由空中飛行平臺及地面站控制系統兩部分組成，地面飛行控制部分主要用于巡檢飛行路線規劃、上載，實時同步顯示飛行姿態，控制機載傳感器設備、顯示檢測結果等，空中飛行平臺則根據上載的規劃航線、航點對線路構件進行拍照、攝像等數據采集工作，無人機巡檢系構成。空中飛行平臺地面站控制系統無人機巡檢系統無人機系統導航系統航點定位系統飛行數據顯示影像數據顯示飛控指令傳輸。

2.2無人機主要巡檢內容

當前無人機電力巡檢主要針對線路通道、線路本體及附屬設施三個部分，按照巡檢細節細分可分為范圍巡檢、定點巡檢、精細巡檢等。其中線路本體及附屬設施形體異常損壞可使用高清相機進行檢測，也可使用紅外成像儀等檢測設備發熱異常狀況。

巡檢對象巡檢項目線路通道施工作業、建構筑物、山火、覆冰、地質災害等線路本體桿塔傾斜、導地線斷股、金具損傷、基礎塌方、鳥窩等附屬設施防鳥、雷裝置、標志牌、各類監測設備

3、無人機巡檢準備

3.1人員組織準備

巡檢小組由不少于三人組成，包括任務負責人、飛控手及程控手，成員均應具備駕駛無人機的基本技能，在使用中大型無人機進行長距離巡檢作業時，飛控手應取得國家行業協會認證的機長、駕駛員執照。任務負責人對作業進度、安全及成果質量負責，操控手主要職責是操控無人機巡檢作業，程控手主要操作任務設備、監測各類遙測信息。

3.2設備配置準備

應根據任務需求選擇最為經濟適用的無人機巡檢系統。對設備基本要求如下：1）無人機系統及其備件應滿足巡檢基本技術要求，應處于完善的保養期內，相機等應經省級以上檢測單位檢校合格;2）由于小型無人機電池性能限制，電池備件應不少于6組。

3.3巡檢流程準備

為保障巡檢的進度及質量，科學制定巡檢流程，系統安排工作銜接顯得尤為必要。首先搜集路徑地理坐標信息，結合現場踏勘，規劃最優巡檢路徑。航線規劃的基本原則是最短的飛行路徑安全高效地完成既定目標設備的巡檢任務，當線路走向位于敏感飛行區時，應向管理部門申請空域。巡檢作業應在晴好天氣開展，影像采集完畢后，采用人工判讀、程序分析，對各類設備缺陷及故障進行標注說明，全部分析完畢后對當次巡檢進行匯總報告，包括缺陷信息影像標注及巡檢報表編寫，收口整個巡檢作業。

4、無人機技術在輸電線路巡檢中的具體應用

4.1確定巡檢項目

利用無人機對輸電線路進行巡檢時，應當對具體的巡視檢查內容進行確定，常規的巡檢包括線路通道、線路本體及附屬設備，可以細分為輸電線路范圍、點位和精細巡檢三個部分。通過無人機搭載的高清相機可對輸電線路本體及附屬設備的異常損壞進行檢測，或是借助紅外成像儀對設備的異常發熱進行檢測。具體的巡檢項目有線路通道內的地質災害、施工作業、構筑物等情況;桿塔、導線、金具、基礎;防雷裝置、標志牌以及各種監測裝置等。

4.2巡檢流程

4.2.1勘察作業區域

利用無人機系統對輸電線路進行巡視檢查前，相關人員應當先對線路周邊進行細致勘察，核實桿塔、地標物等數據，隨后對無人機的起落降場地進行選取，應當確保場地周圍無高聳的建筑和樹木，面積應當在4.0m2以上，同時要盡可能遠離信號干擾源。

4.2.2準備起飛

無人機起飛前，相關人員應當對周邊的環境及天氣進行觀察，看是否滿足起飛條件，同時應對本次的巡檢任務進行確定，依據現場情況，編制無人機飛行方案，若是在自助模式下飛行，必須提前進行路線規劃，隨后對無人機進行調試，由兩名工作人員對無人機進行檢查確認，設置警示線，準備起飛。

4.2.3無人機升空

當現場指揮人員確認無人機可以起飛之后，便可發出相關指令，并對無人機的升空時間進行準確記錄。此時，操作人員可借助遙控器，對無人機進行操控，使其進入到預先規劃好的航線內，若是遇到特殊情況，導致無人機不能在規劃的路線中航行時，必須終止飛行，對方案進行優化調整?？蓪o人機的飛行速度設定在7-8m/s，當需要對輸電線路進行精細巡檢時，可降低飛行速度，控制在3-4m/s。作業現場的負責人可按照無人機實時畫面，對云臺的角度進行調整，并完成錄像和拍照等操作，從而獲取相關數據。

4.2.4無人機回航

無人機進行巡檢時，現場負責人可以按照一定能夠的時間間隔，向操作人員提供狀態信息，若是達到預警值，則可通知操作人員對無人機進行回航操控。在回航前，操作人員應對風向及風速進行判斷，據此對回航速度進行調整，無人機回航的過程中，必須保持飛行平穩，緩慢地減速并下降，同時確認場地滿足降落條件后，讓無人機安全降落，關閉電源，填寫本次巡檢飛行記錄，形成報告。

結束語

無人機在輸電線路當中的應用具有非常廣泛的前景，未來可以實現自動化的檢測，提升了輸電線路檢測工作質量以及工作的效率，同時提升輸電線路整體的穩定性，因此，電力企業需要加大對無人機的開發和應用，提升無人機的應用質量。

參考文獻：

[1]王彥國.無人機巡檢輸電線路技術的應用分析[J].中國高新技術企業，2016（34）：69-70.

[2]曾紹攀.無人機巡檢輸電線路技術的應用分析[J].質量探索，2016，13（06）：86-87.

（作者單位：國網山東省電力公司蓬萊市供電公司）