企业输电架空线路无人机巡检技术应用

摘 要 厂外架空线路人工巡视距离远、工作量大、效率低，因此，企业进行工艺优化、科学创新，应用无人机四种巡检模式，实现无人机精细扫描、摄像，提高巡检的效率和安全性，大幅提升了电网运行的可靠性。

关键词 企业架空线路;无人机巡检;技术应用

引言

企业输电架空线路大部分处在郊区偏远地带，传统电力巡检人员、车辆很难到达杆塔下方，人工巡视距离远、工作量大、效率低、风险高，而无人机巡检替代传统巡检，可以使工作效率和安全性更高，可以实现智能化作业，大幅提升电网运行的可靠性，保障电网的运行安全。

1企业架空线路巡检现状

（1）厂外架空线路构成：①110KV夏精线，夏庄架空至西区西南角终端杆直埋沿南围墙至炼钢西路进站，架空线路0.75公里。②110KV常热1线、2线，常赦站架空至西区西南角终端杆直埋沿南围墙至炼钢西路进站，架空线路13.6公里。③110KV常炼1线、2线，常赦站架空至西区西南角终端杆直埋沿南围墙至炼钢西路进站，架空线路13.6公里。④110KV常赦站送铁前主进线，常赦站架空至西区西南角终端杆直埋沿西围墙至自卸机过铁路进铁前站，架空线路13.6公里，厂区外架空线路约41.55公里。（2）巡检要求：架空线路每月巡检2～3次，用红外线测温仪对杆塔金具、绝缘子进行温度检测，用望远镜查看输电导线、地线、杆塔、附属设施及通道情况，查找设备缺陷及故障点[1]。

2电力无人机概述

根据无人机的机体结构，目前在电力巡检中应用的无人机分为传统无人直升机、多旋翼无人机和固定翼无人机三类，但由于三种无人机的性能特点存在较大差异，其所承担的巡检任务也有所侧重。①传统无人直升机与传统直升机类似，由于无人直升机体积较大，操控难度较高，存在与电力设施碰撞产生严重后果的潜在风险，且成本较高，已经基本退出电力巡检领域。②多旋翼无人机由多个旋翼产生升力，通过改变各个旋翼的转速控制飞行器的姿态，具有小巧灵活、垂直起降、精准悬停的优点，但机动性和飞行高度较低，负载较小，续航时间短。因此，在架空线路巡检中，多旋翼无人机通常负责小范围精细作业，适合架空线路长度适中，巡检要求适中的企业使用。③固定翼无人机依靠螺旋桨或涡轮发动机提供前进动力，由机翼与空气的相对运动产生升力，其巡航速度快，续航时间长，但起降需要跑道，且无法悬停。在架空线路巡检中，固定翼无人机通常负责大范围、有较高航程要求的任务，适合供电公司高压输配线路巡检使用[2]。

3无人机巡检模式

①正常巡视：与传统人工巡视相比，无人机搭载的高清摄像头可在几分钟内对某段导线或某一杆塔全方位巡视，并在关键位置拍摄照片，可以清晰查看输电导线、地线、杆塔、附属设施及通道情况。搭载红外成像仪可近距离对杆塔金具、绝缘子进行温度检测，通过变换检测方向，查找复合绝缘子因芯棒受损引起的过热缺陷。②故障巡视：根据故障信息确定重点巡检区段和部位后，无人机可较为精细查找故障点及异常情况，可以在故障范围内近距离从各个角度清楚地发现设备缺陷及异常情况，也可辅助完成鸟害、山火等特殊巡视。③防外力巡视：使用多旋翼无人机通过高空快速飞行排查通道内的外力施工情况，可发现隐藏于厂区、林区内部和遮挡物后面的隐蔽施工详情。④特殊巡视：突变气候下（气温骤变、暴风雨、大雪等）及线路负荷有较大变化等特殊情况下，利用无人机对线路区段和部件巡视精准化，避免人工红外测温，人手抖动造成测温取点偏差[3]。

4飞行前准备

无人机作业人员飞行前应先了解无人机飞行的相关规定，需要准备的飞行装备包括无人机、电池、云台（包括可见光和红外）、翅膀、遥控器和显示屏。一组电池可用时长一般在20～30min，因此一次飞行应携带足够数量电池。其他可选装备包括墨镜、手套、遮光板、读卡器、内存卡等，另准备便携笔记本电脑1台，方便及时拷贝拍摄图片，进行图片分类存放命名及图片缺陷判断等工作。

5无人机巡检注意事项

无人机巡检受环境因素的影响较大，风速超过5级时不宜起飞。应尽量避免逆光拍摄，拍摄时角度向下倾斜20度左右，每處巡检点宜拍摄2～3张照片，严格参照日常巡检方向，减少向后飞行频次，以免发生碰撞。发生传图信号异常情况，采取调整遥控器天线、尽快收回无人机等措施，以免发生坠落或失踪。飞行时注意电池电量，远距离巡检时应留足电池容量，以避免因电量不足而坠落。

6无人机巡检好处

①巡视时间对比：人工巡视时，作业人员步行距离约为塔距的2～5倍，80%的巡视时间耗费在步行路途中。而无人机飞行速度是步行速度的10倍以上，可大幅节约巡视时间。②巡视质量对比：人工巡视质量与巡视经验密切相关，巡视经验不足的人员难以发现和准确判断缺陷，也无从知晓其记录的缺陷是否正确和完备。而无人机巡视可在高空对巡视重点部位进行高清拍照，后期通过查看图片可准确识别缺陷，避免了错判和遗漏。

7结束语

用无人机代替传统人工线路巡检具有节省人工成本、提升安全系数和效率等优势。在无人机数字化巡检新时代，输电线路无人机巡检技术正逐步向智能化方向发展，建立线路数字化通道，通过大数据分析实现数据的自动识别、自动分析，故障自动判别控制，保证企业更加稳定的输配电供应，大幅提升电网运行的可靠性。

参考文献

[1] 缪希仁，刘志颖，鄢齐晨.无人机输电线路智能巡检技术综述[J].福州大学学报（自然科学版），2020，48（2）：198-209.

[2] 万卷益，李宁，杨毅东，等.无人机技术在输电线路巡检工作中的应用及展望[J].工程建设与设计，2020（2）：269-270.

[3] 严波，林世忠，张振威，等.无人机电力巡检技术应用分析[J].自动化应用，2019（12）：155-156.

作者简介

杨利锋（1979-），男，河北省邯郸市人;学历：大学本科，职称：电气工程师，现就职单位：河钢邯钢邯宝能源中心，研究方向：企业节能节电、变电智能管理、无人机技术应用。