基于多旋翼無人機的輸電線路智能巡檢系統(tǒng)

陳嘉

摘要：根據(jù)電網(wǎng)技術的發(fā)展，分析了目前輸電線路巡視領域中獲取線路運行狀態(tài)及設備隱患的主要方式及存在的問題，提出了發(fā)展以小型多旋翼無人機為平臺的新型輸電線路巡視方案。同時對國內無人機發(fā)展歷程和現(xiàn)狀進行了分析，簡述了小型多旋翼無人機在輸電線路檢視過程中應用的特點、意義和關鍵技術，最后展望了小型無人機在輸電線路巡視應用中應解決的關鍵問題。

關鍵詞：高壓輸電;多旋翼無人機;線路巡檢

1輸電線路巡視方法

對輸電線路進行巡視，是保證輸電線路安全運行的基礎，目前主要采用的巡視方法主要有三類，即人工巡視、設備在線監(jiān)測和無人機巡檢。傳統(tǒng)人工巡檢受地勢和視角限制，給巡視工作帶來了很大的制約。在線監(jiān)測設備固定在桿塔上，靈活性差，監(jiān)測范圍有限且取電困難。無人機巡檢是以上兩種方法的有效補充，通過搭載不同設備獲取可見光影像或進行紅外成像。

2多旋翼無人機巡檢

2.1多旋翼無人機巡檢特點

多旋翼無人機飛行機動靈活、操作簡單、懸停穩(wěn)定性高，抵御陣風能力強，可以對線路桿塔、絕緣子串、金具、附屬設施等設備進行圖像采集和紅外成像，取得圖像或視頻供技術人員進行分析，也可在線路大型檢修作業(yè)前進行勘測，提前檢查設備狀況，便于檢修方案的制定。

2.2多旋翼無人機巡檢主要內容

多懸翼無人飛行器所能完成的輸電線路巡檢工作可以歸納為五大類：桿塔類、導地線類、絕緣子類、金具類和通道類。

桿塔類主要包括塔材塔身嚴重變形、破損和傾倒，桿塔存在異物，塔材缺失、標志牌丟失等;導地線類包括變形斷股、放電燒傷痕跡、壓接管過熱、有異物等;絕緣子類包括玻璃絕緣子自爆、合成絕緣子閃絡痕跡、電流燒傷、污損、破損傾斜;金具類包括各線夾、均壓環(huán)、間隔棒、防振錘破損、缺損、變形跑位等;通道類包括通道是否存在超高樹木、新建建筑以及其他危險因素。建筑物、樹木與導線的安全距離不足等;線下有危及線路安全的施工作業(yè)等;線路附近有煙火，有易燃、易爆物堆積等。

3小型無人機應用于輸電線路巡視的意義及關鍵技術

通過對無人機在輸電線路巡視上的應用，有效的填補了我國現(xiàn)階段巡視制度存在的不足之處，使線路巡視得到更好的優(yōu)化，而且其前景非常廣闊，相信在未來的時間里，利用無人機來對輸電線路進行巡視將成為常態(tài)化。

3.1從巡視方式來看

目前在部分電力企業(yè)及區(qū)段內，利用無人機來進行巡視，避免了常規(guī)人工巡視的各種弊端，而且無人機配備有航拍功能，所以對于輸電線路巡查的效率起到了非常重要的作用。

首先，需要在巡視前根據(jù)巡視線路的狀況，來對無人機的飛機軌跡進行設定，以確保無人機以最適宜的巡查方法來對線路進行巡視。而對于無人機飛機軌跡的設定，如飛行高度、角度、與導線的距離、飛行速度等，都需要在無人機巡視后進行不斷的試驗和總結，從而歸納出最適宜的飛行軌跡。在利用無人機進行巡視時，需要采用往返巡線的方式進行，而當無人機返回到發(fā)射地點時，還需要對故障和隱患進行同樣的排查，這樣更利于從不同角度對線路的運行情況進行掌握。

其次，關于無人機掛載儀器的要求。無人機巡視從目前中國的存儲介質和通信網(wǎng)絡發(fā)展來看，航拍是現(xiàn)階段最有效的方式，唐山供電公司已實現(xiàn)基于4G專網(wǎng)的多旋翼無人機視頻影像在線回傳，便于專家進行在線故障診斷，大大提高了無人機巡檢的價值。

無人機巡檢的特殊性要求無人機巡視過程除了要清晰的反應桿塔、桿塔基礎、線路外部環(huán)境、絕緣子、接地裝置等可視設備外，還需要準確的反應出線路不可視的運行狀態(tài)，這就需要同時掛載更加符合要求的設備，輸電線路的隱患大多伴隨著異常發(fā)熱的產生，因此現(xiàn)階段采用紅外拍攝將會是比較有效的方式。

3.2從巡視制度來看

無人機巡視的加入將會使狀態(tài)巡視這一科學巡視制度更加合理。無人機巡視在狀態(tài)巡視制度中將用于故障發(fā)生率較低的線路，由于無人機巡視的人力成本低，故對于故障發(fā)生率低的線路可以安排少量人員控制無人機巡視，這樣在線路故障率統(tǒng)計仍未解決的現(xiàn)在，可靠的應用無人機將彌補由于統(tǒng)計錯誤而產生的線路巡視不到位。隨著科技的發(fā)展，當無人機的運行成本足夠低時，為了保障輸電性能的可靠性，甚至可以安排無人機全線路的日常周期巡視，而不是短周期巡視。

結束語：電力企業(yè)各項工作中，輸電線路巡視無論是勞動強度還是工作細致度都是要求較高的一項工作，在長期的巡視工作中，不可避免的會受到人的心理和生理因素的影響，從而導致巡視的質量不合格，所以利用無人機來對輸電線路進行巡視，不僅有效的提高的巡視的效率，而且能夠及時發(fā)現(xiàn)線路隱患，對線路運行的安全性起到了極其重要的作用。

參考文獻：

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