無人機在輸電線路運維檢修應用研究

楊蘇 吳秋池 傅文進

摘 要：由于電力企業的發展，擴大了電網的規模，從而增大了運維巡檢的工作量和難度。整個電力系統的穩定運行主要受一些自然因素和人為因素的影響，而造成輸電線路受到破壞，致使輸電線路不能正常運行，而一旦發生故障，為了做到及時搶修工作，必須盡快找到輸電線路故障點，因此，在巡檢輸電線路故障中，采用無人機技術可以有效地提高搶修的效率。

關鍵詞：無人機；輸電線路；運維檢修；應用

隨著我國經濟建設的大力發展，對電力能源的需求和依賴在不斷地增加。目前，我國對輸電線路的巡檢工作越來越重視，但由于架空輸電線路覆蓋區域廣，穿越區域地形復雜，自然環境惡劣，以至對輸電線路運維水平要求越來越高。由于輸電線路設備長期暴露在野外，為了掌握線路的運行狀況，并及時排除線路故障、缺陷或隱患，每年都要投入大量人力、物力進行線路巡檢。隨著科技的不斷發展進步，自動化也在不斷地進步，從對最傳統的地面人工巡視看，到如今逐步推廣應用的直升機、無人機巡視，線路的巡檢模式正向著多元化方式發展。基于此，本文對無人機在輸電線路運維檢修應用進行分析研究。

1無人機在電力系統中輸電線路的巡視的重要性

無人機在電力系統中輸電線路的巡視中有著很大的意義，首先，降低了電力部門整體巡檢成本，電力部門進行巡檢的時候需要動用不小的人力物力財力，整個巡檢過程中不僅僅應用重機械等，還有巡查不同部件的相關零件，另外，因為人工線路巡檢需要很大的工作范圍，范圍越大，需要高空架線的長度和要求就越來越多，所以，造成的人工巡檢費就越來越高。最后工程企業可能會有盈利小于消耗的現象，其次，不得不說的就是巡檢過程中工作效率很高，每次飛行時間可達1小時，每小時巡線30公里。每飛4個架次相當于出動30名巡線員一整天的工作量，且不受地理環境的限制。與人為巡檢相比還節省了大量的工作時間。另外，無人機巡查的結果經過驗證，所以有客觀的優勢，一旦出現問題，政府也會以此為標準進行問題排查，增加對輸電線路問題的重視程度，而且，有利于定期對線路通道內樹木、違章建筑等情況進行重點排查、清理，確保輸電通道安全。無人機巡視能夠有效的增加巡視的效率，以及增加了輸電線路的質量，同樣，能夠避免很多惡劣環境影響的輸電線路巡視任務失敗的問題，代替人工進行全面，多角度的巡視，能夠更準確的進行線路巡視。對電力系統非常重視的今天，我們有必要多進行一些深入的研究，找到更適合輸電線路巡視的方法，無人機巡視能夠更加準確進行線路故障問題排查，比如說雷擊故障點排查，人工很難進行望遠鏡排查，無人機巡視能夠非常快速而且準確的在高空中設置查找點，進而找到雷擊的放電點，減少安全隱患。在長期的巡視工作中，不可避免會受到人的心理和生理因素的影響，從而導致了巡視的質量不合格，利用無人機進行巡視，不僅有效的提高巡視效率，還能提升巡視質量，減少電力企業的勞動強度。

2無人機在輸電線路運維檢修中的應用分析

2.1無人機的檢測方法

無人機的檢測方法包括非接觸檢測技術、紅外熱像儀檢測法、電子光學檢測法和激光振動檢測法等。非接觸檢測是無人機檢測線路的關鍵，因為無人機不能像機器人那樣對線路直接檢修，例如紅外熱像儀能對局部故障進行檢測，通過局部過熱造成的較強紅外輻射能原理，電子光學檢測法能對線路漏電放電進行檢測，在放電部位有較強的光輻射，依據這一原理，能檢測到絕緣部位的漏電情況，激光振動檢測對已經開裂的絕緣子可以輕易的檢測到，因為開裂后，反射回來的信號頻譜會出現差異，依據這一原理，可以檢測開裂的絕緣子。

2.2雷擊故障檢查中的應用

無人機巡檢輸電線路技術故障的應用，主要體現對雷擊故障點查找。據調查顯示，影響輸電設備及線路安全的關鍵因素就是雷害，其中在輸電線故障中雷擊跳閘而引起各類故障占據了很大的比例。其最容易引起絕緣子閃絡放電，而后果就會導致絕緣子導線掛點鐵構件融化堆積，絕緣子與其體表的釉層分離，網狀裂紋會逐漸布滿玻璃體外表，或者是燒傷其絕緣子，有些時候絕緣子閃絡會在表面上留下十分明顯的燒傷痕跡。通常情況下，憑借肉眼很難發現其金具和絕緣子串存在的問題，即使是使用人工登陸檢查，也有存在著一定的盲區，將其無人機巡檢輸電技術應用到其中準確地找到其故障點。如某供電企業500kV輸電線路特別容易在夏天發生跳閘。針對于此，使用了多架旋翼無人機對其進行故障排除，無人機清楚的排到輸電線路到線上放電燒蝕點。

2.3電力設備運行維護中的應用

為了確保電力系統的安全穩定運行，電力企業進行電力設備的平常巡檢與維護是一項基本的工作。經過實行相關的運維，便于隨時找出一些安全隱患及問題，并能夠更好地解決。而在對企業中的電力設施、系統及電力路線的運維工作時，有效應用無人機，能夠很好地免除由于運維工作者判斷失誤帶來的電力設備的不穩定運行，無人機可清晰地觀測出電力系統的相關設備及其運行狀況，經相關的影像與圖像資料能夠了解線路的某根導線有沒有產生斷股，緊固零件有沒有松動或損壞等問題，進而對于電力系統實際的運行狀態進行精確的診斷工作，以這樣的途徑迅速找到產生故障的緣由與方位，便于對電力設備更有效地維護。

3無人機技術的應用前景

此項技術具有非常廣泛的應用，利用無人機巡檢輸電線路技術能及時的有效查找出高壓輸電線路中存在的故障點。相關工作人員，針對于此，進行架空線路高空巡檢作業，這樣就在很大程度上減少了工作人員塔高空作業，同時進一步減少了其工作人員的空線路高空巡檢作業。除此之外，為更好的實現高空檢查作業，工作人員，可以通過地面航模機來操作無人機，使其無人機多角度、全方位的拍攝高清照片，進而有效的幫助工作人員及時準確的判斷輸電線路的運行狀態。其在局部設備和區段的故障巡檢中具有非常好的應用效果。還具有維護費用低、成本低、安全系數高等非常明顯的特征，有著非常廣泛的運用前景。尤其是在輸電線路處在較為復雜的環境當中，人工很難完成故障診斷和巡檢工作，但使用無人機后可有效的代替人工巡檢工作，能及時有效的完成其輸電線路的巡檢工作。有效應用人機巡檢輸電線路技術能有效的解決傳統人工巡視中因為環境因素局限的問題。

4結束語

目前無人機在輸電線路運維工作中的綜合應用主要集中在本文所闡述的幾個方面，由于多旋翼無人機目前還存在著續航時間短、大風大霧雨雪天氣受影響較大，不易飛行等缺點，其在輸電線路運維工作中的應用還存在著一定的局限性，但隨著無人機技術的不斷發展，它的發展前景仍十分廣闊，在將來必定會有更多的功能應用于輸電線路運維工作中，屆時將會對輸電線路運維工作提供更有力的幫助。

參考文獻：

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