李新鹏

【摘  要】传统的输电线路人工巡检效率低、劳动强度大，而无人机软硬件技术的不断进步为电力巡线提供了一新的作业模式，基于无人机的输电線路巡检技术正逐步规范完善。研究了无人机电力巡检技术的相关理论，并结合工程进行了作业试验，验证了无人机巡检技术的可靠性及效率，最后对当前无人机巡检的不足进行了总结，并对未来发展进行了展望。

【关键词】无人机;输电线路;巡检

中图分类号：TM755     文献标识码：A

引言

无人机巡检试点工作开展以来，国内外生产、检测、科研、应用单位对无人机巡检进行了诸多研究。期间，多地部门组织开展了小型无人直升机（多旋翼无人机）、固定翼和中型无人直升机高、低海拔环境下的巡检性能测试，明确了功能定位和技术参数，并形成了各型无人机技术规范书。在标准、检测、培训、维护保养、评估等支撑体系建设方面取得了初步成效，为输电线路无人机巡检技术推广应用奠定了技术基础。

1、概述

近年来特高压等大容量输电线路不断投建运营，出于安全考虑，这些主干网通常位于山区、荒漠等人迹罕至区域。传统电力巡检本就存在效率低、劳动强度高、数字化程度低等缺点，面对当前日益复杂的电网结构，上述缺点更显凸出，革新巡检模式，建立自动化、智能化的现代巡检系统显得极为迫切。无人机可以获取高分辨率的影像数据，再加工还可生成高精度的DEM，DOM，DLG及真三维模型等数字化产品，这些均可为巡检人员诊断线路缺陷及判别安全运营状况提供丰富的决策依据。基于无人机航拍的电力巡检新技术，已逐步从试验阶段转入实际应用阶段，相较于传统巡检模式，该技术强度低、效率高，且能够在线路带电状况下进行，保障了作业人员的安全及社会正常用电需求。

2、无人机巡检技术

2.1无人机巡检系统

无人机巡检系统基于具备高精度定位、导航和自主飞行能力的无人机平台，搭载高清相机等各型传感器，可快速实时地对输电线路进行多维度、全方位巡检。系统通常由空中飞行平台及地面站控制系统两部分组成，地面飞行控制部分主要用于巡检飞行路线规划、上载，实时同步显示飞行姿态，控制机载传感器设备、显示检测结果等，空中飞行平台则根据上载的规划航线、航点对线路构件进行拍照、摄像等数据采集工作，无人机巡检系构成。空中飞行平台地面站控制系统无人机巡检系统无人机系统导航系统航点定位系统飞行数据显示影像数据显示飞控指令传输。

2.2无人机主要巡检内容

当前无人机电力巡检主要针对线路通道、线路本体及附属设施三个部分，按照巡检细节细分可分为范围巡检、定点巡检、精细巡检等。其中线路本体及附属设施形体异常损坏可使用高清相机进行检测，也可使用红外成像仪等检测设备发热异常状况。

巡检对象巡检项目线路通道施工作业、建构筑物、山火、覆冰、地质灾害等线路本体杆塔倾斜、导地线断股、金具损伤、基础塌方、鸟窝等附属设施防鸟、雷装置、标志牌、各类监测设备

3、无人机巡检准备

3.1人员组织准备

巡检小组由不少于三人组成，包括任务负责人、飞控手及程控手，成员均应具备驾驶无人机的基本技能，在使用中大型无人机进行长距离巡检作业时，飞控手应取得国家行业协会认证的机长、驾驶员执照。任务负责人对作业进度、安全及成果质量负责，操控手主要职责是操控无人机巡检作业，程控手主要操作任务设备、监测各类遥测信息。

3.2设备配置准备

应根据任务需求选择最为经济适用的无人机巡检系统。对设备基本要求如下：1）无人机系统及其备件应满足巡检基本技术要求，应处于完善的保养期内，相机等应经省级以上检测单位检校合格;2）由于小型无人机电池性能限制，电池备件应不少于6组。

3.3巡检流程准备

为保障巡检的进度及质量，科学制定巡检流程，系统安排工作衔接显得尤为必要。首先搜集路径地理坐标信息，结合现场踏勘，规划最优巡检路径。航线规划的基本原则是最短的飞行路径安全高效地完成既定目标设备的巡检任务，当线路走向位于敏感飞行区时，应向管理部门申请空域。巡检作业应在晴好天气开展，影像采集完毕后，采用人工判读、程序分析，对各类设备缺陷及故障进行标注说明，全部分析完毕后对当次巡检进行汇总报告，包括缺陷信息影像标注及巡检报表编写，收口整个巡检作业。

4、无人机技术在输电线路巡检中的具体应用

4.1确定巡检项目

利用无人机对输电线路进行巡检时，应当对具体的巡视检查内容进行确定，常规的巡检包括线路通道、线路本体及附属设备，可以细分为输电线路范围、点位和精细巡检三个部分。通过无人机搭载的高清相机可对输电线路本体及附属设备的异常损坏进行检测，或是借助红外成像仪对设备的异常发热进行检测。具体的巡检项目有线路通道内的地质灾害、施工作业、构筑物等情况;杆塔、导线、金具、基础;防雷装置、标志牌以及各种监测装置等。

4.2巡检流程

4.2.1勘察作业区域

利用无人机系统对输电线路进行巡视检查前，相关人员应当先对线路周边进行细致勘察，核实杆塔、地标物等数据，随后对无人机的起落降场地进行选取，应当确保场地周围无高耸的建筑和树木，面积应当在4.0m2以上，同时要尽可能远离信号干扰源。

4.2.2准备起飞

无人机起飞前，相关人员应当对周边的环境及天气进行观察，看是否满足起飞条件，同时应对本次的巡检任务进行确定，依据现场情况，编制无人机飞行方案，若是在自助模式下飞行，必须提前进行路线规划，随后对无人机进行调试，由两名工作人员对无人机进行检查确认，设置警示线，准备起飞。

4.2.3无人机升空

当现场指挥人员确认无人机可以起飞之后，便可发出相关指令，并对无人机的升空时间进行准确记录。此时，操作人员可借助遥控器，对无人机进行操控，使其进入到预先规划好的航线内，若是遇到特殊情况，导致无人机不能在规划的路线中航行时，必须终止飞行，对方案进行优化调整。可将无人机的飞行速度设定在7-8m/s，当需要对输电线路进行精细巡检时，可降低飞行速度，控制在3-4m/s。作业现场的负责人可按照无人机实时画面，对云台的角度进行调整，并完成录像和拍照等操作，从而获取相关数据。

4.2.4无人机回航

无人机进行巡检时，现场负责人可以按照一定能够的时间间隔，向操作人员提供状态信息，若是达到预警值，则可通知操作人员对无人机进行回航操控。在回航前，操作人员应对风向及风速进行判断，据此对回航速度进行调整，无人机回航的过程中，必须保持飞行平稳，缓慢地减速并下降，同时确认场地满足降落条件后，让无人机安全降落，关闭电源，填写本次巡检飞行记录，形成报告。

结束语

无人机在输电线路当中的应用具有非常广泛的前景，未来可以实现自动化的检测，提升了输电线路检测工作质量以及工作的效率，同时提升输电线路整体的稳定性，因此，电力企业需要加大对无人机的开发和应用，提升无人机的应用质量。

参考文献：

[1]王彦国.无人机巡检输电线路技术的应用分析[J].中国高新技术企业，2016（34）：69-70.

[2]曾绍攀.无人机巡检输电线路技术的应用分析[J].质量探索，2016，13（06）：86-87.

（作者单位：国网山东省电力公司蓬莱市供电公司）