无人机在电力系统中的应用探索

王卫昌

摘 要：无人机技术的发展成熟，使其在电力系统的应用越来越广泛，更能应对我国电力系统涉及区域广、地形变化复杂等特点。文章主要对无人机在电力系统中的应用进行分析，并对其在电力系统中应用的前景进行探索。

关键词：无人机 电力系统 线路巡检 线路规划

一、无人机应用背景

2013年，中国民用航空局（CAAC）下发《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，这代表着无人机规范管理迈出了第一步。在电力行业，国家电网发布Q/GDW 11383-2015《架空输电线路无人机巡检系统配置导则》、南方电网发布了《架空输电线路机巡光电吊舱技术规范（试行）》、中电联发布了DL/T 1482-2015《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》，对无人机巡检系统及光电吊舱进行规范，为无人机在电力系统的应用奠定了基础，提供了保障。

二、电力系统常用无人机类别

无人机在电力系统的应用从无到有，并越来越广泛，目前可用于电力巡线应用的无人机种类有直升机、多旋翼、固定翼三种。

1.无人直升机机械结构复杂、保障要求高、旋翼危险、对操作人员的要求相应比较高，危险性比较大，存在一些安全问题，并且成本稍高，所以，小规模电力公司已很少使用。

2.多旋翼无人机通常只需要一块空旷平整的场地进行垂直起降，部分小型多旋翼无人机在环境条件不允许时也可用手托举进行起降，可以悬停和低速飞行，因此近距离、低速运动或者长时间保持同一视角的观测任务可使用多旋翼无人机完成。

3.固定翼无人机由于结构及飞行原理上的优势，引擎不需要克服机身重力。理论上电机的推力只要在机身重力的1/10量级上就可以飞起来。因此在相同规格参数下，固定翼无人机和多旋翼无人机相比较，固定翼可以装载更大的电池或更多的设备，同样容量的电池也可以飞行更长时间，所以续航时间完全超越了多旋翼。

三、无人机系统在电力系统中的应用

1.输电线路规划。在各种类型电站输电线路走廊规划中，利用无人机测绘系统对规划区域进行详细的测绘，并高效地获得相应参考数据，可有效减小地面现场不利环境对勘测的不利影响通过分析数据，考虑相关因素，各工程项目关系协调，充分利用有限的通道资源，使线路走向和区域规划更加合理。

2.地形图测量。无人机测绘适用于大比例尺的地形图测量，成图比例尺一般为1：2000，但电网工程的可研设计阶段，可增加野外控制车的方法并利用野外测量数据优化航测高程信息等，从而获得1：1000比例尺的地形图，为站址布置及优化提供影像高程等详细的基础资料，减少测绘强度，提高规划效率。

3.架空线路通道环境监测。无人机系统可以检测架空线路安全通道内建筑物、树木与导线的安全距离不足等；线下有危及线路安全的施工作业等；线路附近有烟火，有易燃、易爆物堆积等；塌陷影响区，地面出现裂缝、坍塌等情况；线路附近有危及线路安全的漂浮物等。

4.在线路巡查上的应用。从无人机影像中，可以清楚地觀察输电设备的外观情况，并可以判断检测目标是否存在物理缺陷，导线是否出现断股紧固件是否出现松脱绝缘子是否有破损或污秽防震锤是否异常等设备缺陷。从红外光照片中，可以观察设备是否存在热缺陷，线路接头线夹耐张管接线管绝缘子等部位是否存在由缺陷所导致的发热点。

5.线路异物清理。输电线路分布点多线长，尤其是遇到恶劣天气（比如飓风），很容易把塑料布、篷布、气球、横幅、孔明灯、标语、风筝、渔网等随风吹起，一旦这些漂浮的异物缠绕在裸露的电力高压线路上，容易引起安全隐患，造成供电短路、跳闸停电，经济损失无法估算，同时鸟窝对线路安全运行的影响亦不容忽视，因此，利用无人机及时清除输电线路异物，保证输电线路安全运行具有重要意义。

6.线路架设。在输电线路建设及故障恢复过程中，线路走廊长、地形情况复杂，线路所经地区山谷河流茂密森林，给线路架设带来极大不便，工程实施困难重重。无人机展放导引绳进行线路架设施工轻松解决了各种难题，为有效快速恢复故障线路供电提供了保证。

7.灾难应急响应。极端大风天气造成了交通瘫痪，巡线人员无法及时找到故障点，延长了抢修及恢复送电时间。但无人机是一种能够自动飞行系统，适用于杆塔等定点目标的低空近距离观察和拍摄，能在高寒大雾等恶劣天气中进行飞行，完成线路线路故障观测任务。飞行高度达600米，一次飞行滞空时间一个小时以上，具有非常好的飞行稳定性和灵活性。

四、无人机发展探索

在电力系统的建设过程中，有效的利用好无人机的特性与优势，可以更好的实现对高海拔、大风速的条件进行航空拍摄的目的。运用无人机的高分辨率相机对目标进行拍摄，对信息进行特殊的加密处理，在无人机测得的数据中归纳总结出相关地形图像信息，结合有关方面的测绘手段，对所得的数据进行补充完善，提供更加高精度的测量手段，可以更好的完成对地形的勘测。

在线路的巡检与监查方面运用好无人机的优势，可以有效的避免因地形复杂带来的安全隐患和技术难题，有效的降低检测的周期与时间，提高检测的工作效率，实现对电路的安全高效检测目的，有效的保障国家的财产安全。

无人机在未来发展中将会对以上方面不断地完善，同时以此为基础研发出更加先进的勘测手段，克服因地形天气等因素造成的困难，总之可以看出，无人机在未来电力工程建设中将会发挥出更加强劲的优势。

五、结语

随着无人机系统技术越来越稳定，功能开发越来越全面，未来将有更多的功能应用在电力系统领域，但现在我国无人机运用方面还是存在一定的问题，在技术研究与投入方面更需加强，要不断推进技术的创新，要大力培养相关方面的技术性人才，运用高科技手段克服在电力系统建设中的无人机运用难题，更好的让无人机技术在电力领域发挥作用。

参考文献：

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