黄子恩，聂鹏高，焦政国，孙政樑

（国网北京市电力公司检修分公司输电运行中心，北京 丰台 100068）

目前，多旋翼无人机在架空输电线路方面的运用广泛，其中主要涉及以下用途：无人机自主精细化巡检、无人机故障巡视、架空线路施工无人机牵牵引绳、无人机红外测温、“三跨”核实、防汛、输电线路覆冰观测、线路验收以及极端恶劣天气后线路特巡等。

1 多旋翼无人机在输电方面的扩展应用

1.1 无人机精细化巡检

利用多旋翼无人机对输电线路设备的精细化巡检已成为了输电专业未来发展的大趋势。无人机自主巡检新技术逐渐取代望远镜和巡线工，采用高效率、高质量的巡检方式完成对输电线路设备精细化巡检和隐患排查整治。通过对杆塔依次开展点云扫描、三维建模和航点规划3 个基础步骤，旋翼无人机可实现自主绕塔飞行，对杆塔各部件拍摄高清照片，从而进一步完成精细化巡检，更为精准高效的发现登检和地面查线人员不能发现的视觉死角，更加全面的反应设备本体和通道情况，极大的提高输电线路巡视的效率，降低了登检人员的劳动强度，及时掌握设备情况，如图1所示。

图1 无人机完成自主精细化巡检

1.2 无人机故障巡视

利用人眼和高倍望远镜在地面故障查线时，只能观察到导线下侧。尤其是导线被雷击放电时，一般雷击点是在导线上侧，巡视人员从地面观察难以看到雷击点，必须登塔检查或者借助无人机。带电登塔检查无疑是增加了工作风险，而利用无人机完成故障巡视，在保障安全距离的情况下极大程度的缩短了工作时间，保证了拍摄质量，提高了故障巡视效率。利用无人机故障巡视可以发现带电登检人员不能发现的视觉死角，在准确找到故障点后，可多角度拍摄照片，更加全面的反应设备故障点，更好、更快的为故障报告提供依据，对后期故障补修方案的提出作了有力的支撑。通过这种方式大大提高了故障巡视的准确性和工作效率，缩短了故障巡查的时间，为电力恢复赢得了宝贵的时间，有效的保障了供电的可靠性，如图2所示。

图2 无人机故障巡视，发现设备故障点

1.3 架空线路施工无人机牵牵引绳

由于电力放紧线均处于室外，野外架线给施工人员带来了很多的不便，并且会对生态环境造成破坏。传统电力放紧线施工作业通常为人工放线，遇到山川、河流、铁道等施工环境时，会出现作业难度大、风险大、施工人员工作强度大、周期长等不利因素。尤其对于重要的交叉跨越，利用旋翼无人机牵牵引绳可以大大缩短施工工期，有效降低施工过程中造成的人身伤害风险，同时还能降低成本，避免了常规飞艇牵牵引绳和人工放紧线的各种弊端，提升了工作效率，如图3所示。

图3 利用无人机牵牵引绳

1.4 无人机红外测温

无人机通过搭载红外摄像头可对输电设备发热异常进行感知。在夜间大负荷期间对线路实现“不间断”测温，无人机巡检作业不受时间地形影响，具有安全、可靠等特点，一次巡视可同时完成对线路的多种诊断，及时发现发热接头和隐蔽性缺陷。利用旋翼无人机对接头进行红外测温，可以有效避免测温仪与导线接头因距离产生的温度差异，大大提高了测温数据的准确性，为研判和分析导线接头是否过热提供重要依据，从而更好的保障线路安全稳定运行，如图4所示。

图4 利用旋翼无人机红外测温

1.5 无人机“三跨”核实

“三跨”区段线路是指跨越铁路、高速公路和重要输电线路，若发生断线事故将对通道下方的的铁路、高速公路及重要输电区段带来重大安全风险和巨大经济损失。因此，“三跨”线路安全运行要求非常高，及时发现并快速消除缺陷隐患是保障“三跨”区段线路安全稳定运行的关键。利用无人机代替传统的人工巡视和带电登检，对重要的三跨线路开展特殊巡视工作，通过无人机拍摄全方位照片以及在满足安全距离情况下的近距离拍摄，全面及时地发现、分析并消除“三跨”区段线路存在的缺陷和隐患，确保输电线路安全稳定运行，进一步提升“三跨”线路的安全管理水平，如图5所示。

图5 利用无人机进行“三跨”核实

1.6 无人机助力防汛

由于部分杆塔架设在河道中，河道内杆塔周围通水，巡视人员受地形所困无法到位检查，看不清、望不远、测不准是汛情检查中经常遇到的问题，尤其是在河道补水期间。为确保补水期间杆塔安全，无人机开始在防汛应急工作中大显身手，通过无人机俯拍手段进行巡视检查，查看基础所在孤岛边坡冲刷情况，通过无人机拍摄照片与通水前照片对比分析，确定边坡有无明显冲刷情况，从而为下一步制定防汛管控措施提供重要依据，确保杆塔运行安全。无人机助力防汛充分发挥其在输电巡检专业上机动、灵活等优势，更加全面、精准的反应设备和通道情况，极大地提高输电线路巡视的效率，如图6所示。

图6 无人机助力防汛

1.7 无人机输电线路覆冰观测

利用无人机对架空输电线路遭受的覆冰灾害进行观测，可以有效排查线路是否因覆冰导致金具变形等隐患，因此无人机已经成为冬季观冰的标配，尤其在地形险恶地段和极端气候下。无人机获取获得图像时，受天气影响较小，操作灵活、收放自如、成像清晰，能够在短时间内到达远距离线路观测覆冰情况，相较人工观冰工作效率提高了几十倍，有利于加大对线路重点区域的特巡力度，从而高效率保障电网安全，如图7所示。

图7 无人机覆冰观测

1.8 线路验收

传统验收方式通过人工上塔、地面望远镜等方式巡检。上下塔风险高，且有一定局限性，存在视觉死角；随着新建杆塔越来越高，人在地面上使用望远镜无法掌握较高塔位本体缺陷，同时，长期使用望远镜会出现视觉疲劳，从而出现误差现象。使用无人机进行验收，视角广，而且可以近距离多角度拍摄，能够发现一些因视野、角度问题难以发现的缺陷，可以提高验收质量，减轻劳动强度，减小作业风险，更为安全、高效地完成验收工作，也为后续的验收报告填写和完善提供有力依据，如图8所示。

图8 无人机对定南二3-7#进行验收

1.9 极端恶劣天气后线路特巡

输电线路运行过程中，当洪涝、冰雪、台风等自然灾害发生后，在这类特殊的环境下作业，一方面给巡视人员带来极大的人身风险，另一方面也给抢修工作造成诸多阻力，难以及时掌握设备现场受损情况。目前，根据区域特点，拓展无人机的应用方向，应用于洪涝、冰雪、台风等极端恶劣天气后对输电设备的巡检工作，如图9所示。

图9 无人机开展特巡

2 结束语

目前旋翼无人机已在架空输电线路巡检工作上得到了大力发展，无人机具有的精准、高效、安全等工作特点已得到了广泛的共识。随着科学技术的进一步发展和不懈努力，无人机在电力行业应用上一定能得到更大的发展。