无人机在输电线路巡检中的应用

周鑫

摘要：基于无人机的输电线路巡检技术有效弥补了传统电力巡检短板，使得输电线路巡检满足了新时期的电网巡检需求。本文结合实际情况就基于无人机的输电线路巡检技术应用问题进行了深入的系统说明和分析，并通过一系列工程实践验证了这项技术的高效率、低成本、安全性、可靠性。

关键词：无人机;输电线路;线路巡检

引言

本文阐述输电线路巡检的实际状况，无人机巡检功能、技术应用、案例分析，包括自主巡检技术、安全监控、缺陷识别技术和巡检数据、巡检机型号选择、巡检模式分析、巡检资料的整理和提交。

一、在输电线路的巡检情况分析

现阶段，我国输电线路的巡检包含人工巡检、机械巡检、直升机巡检、无人机巡检几个不同的方式。其中，人工巡检是一种传统意义上的巡检方式，在具体实施应用的过程中由于输电线路的分布范围比较广，且在不同环境中都有分布，输电线路就会比较长，一般层面上的人工巡检方式会在无形中增加巡检工作人员的工作量，加大巡检人员的工作难度。同时，基于电力系统的复杂，对巡检人员的技术水平也会提出更高的要求，在安排管理不恰当的情况下会降低巡检工作效率。机械巡检一般是指使用机器人来完成巡检工作，机器巡检作为一种新型巡检方式，主要用来针对高压输电线，在机器人的支持下会提升巡检工作效率。但是机器人的运作速度比较慢，工作效率还有待提高。无人机巡检是应用无线遥控设备和机身程序来开展的巡检工作，无人机能够通过自身图像采集设备来收集信息，之后通过信息传输设备来将信息传输到地面工作站上。无人机巡检能够执行一些危险系数高但是操作简单的操作，能够有效提升输电线路的巡检工作质量。

二、无人机巡检功能分析

无人机巡检系统包含无人机、信息采集设备、通信设备、地面工作站四个部分组成，这四个部分具有各自的功能。无人机能够通过人工遥控设备来对飞行线路、停留的位置进行控制，之后通过自身信息采集设备来将收集到的信息进行整合，而后借助通信設备来将信息传递给工作站。无人机会在工作人员的操作下来完成一系列信息的采集整理，之后按照各个指令要求完成工作。无人机能够对输电线路中的绝缘子、引流线、导线、杆塔开展检查，通过发热击穿或者接触点发热的方式来对输电线路中是否悬挂异物、是否存在断股或者脱落的情况进行检查。无人机在使用的过程中要具备避障功能，无人机在开展巡检工作的时候要避免和输电线路的直接碰撞，在输电操作的时候要注重规避对输电线路的二次伤害。不仅如此，在开展巡检工作的时候要确保其能够在复杂的环境中正常使用，根据无人机设备的使用情况来对其开展必要的检查，在有需要的时候及时将信息传递给地面工作站。

三、在基于无人机的输电线路巡检技术应用分析

（一）自主巡检技术分析

1、自主巡检技术在实施应用的时候会出现的问题。一是，技术不成熟，无人机每次拍摄角度和位置差别比较大，最终导致拍摄影像的质量高低不一。二是，地面站的软件没有根据任务需求来采集数据信息。三是，自主巡检无人机续航存在问题，不具备无人机自动充电、自动收放的功能设备支持。

2、为了能够解决以上问题，需要在现有无人机技术基础上进一步打造出精准定位的模块，如千兆网络、RTK等，并在无人机拍摄领域积极推广现场自适应拍摄技术。

（二）作用安全监控

将飞行数据记录器、无人机巡检业务模块结合在一起，从而实现对无人机巡检事故的快速分析和判定，在无人机巡检出现安全问题的时候就问题发生时间、地点和负责人进行判定，分析问题出现的原因，采取对应的解决对策。

（三）缺陷识别技术及巡检数据

国家电网公司和南方电网公司开始借助物联网技术形式来将无人机巡检数据同步上传到云端系统中，借助图像识别技术、大数据技术、神经网络算法来对无人机巡检数据进行分析，找到当前巡检工作存在的问题，针对问题提出对应的解决对策。

四、案例分析

（一）工程概况

就某地区电力公司进行二季度巡检安排，对电力公司内部500kV的线路开展定期精细化巡检。整个线路所在区域的沟河比较多，交通不便，巡检地段塔位为80级，平均档之间的间隔距离为400m，路径长度为34km。

（二）选择巡检机型号

在开展无人机输电线路巡检操作的时候需要对线路本体和附属设施开展精细化巡检，由此要求无人机具备一定的荷载，并采取措施提升设备的精准性。通过开展一系列的需求分析和现场实际情况，使用多旋翼无人机平台搭载可见光和红外线传感器执行这次任务。

（三）巡检模式分析

按照《无人机巡检作业技术导则》，对大体量、大规模的500kV以上的线路，考虑到单侧飞行无法完全覆盖巡检目标，且容易出现巡检死角的问题，在巡检操作的时候采取双侧巡检模式进行，以线路中心的基本走向为依据，按照安全距离的设定标准来打造出巡检航线。杆塔巡检的时候，相机会按照预设的程序来多角度、自动化的获取杆塔影像信息，由此保证了巡检数据信息的科学性、完整性和有效性。本次预设巡检高度会稍微高出规范的巡检标准，巡检工作中所使用的设备质量为10kg，巡检依托中型无人机系统。为了能够保障飞行安全，设备和巡检线路之间的空间距离为35m，水平距离为30m。

（四）巡检资料的整理及提交

巡检作业一共耗费4h，和传统意义上的人工巡检作业相比，本次巡检作业效率比较高，在巡检的过程中共采集线路影像0.8TB。面对大量的杆塔和影像数据资料，为了能够提升数据的整理效率，在传统人工缺陷识别的基础上创造性地使用基于图像分析的自动化照片识别技术，通过多种手段综合识别。经过本次巡检一共发现缺陷246处，基本上都是一般性的金具缺陷，如缆线断股、缆线松股等。同时，一些塔体还存在鸟窝、塔基损坏现象。标注缺陷之后安排专门的人员审核巡检结果，对塔位的编号、缺陷的类型进行反复检查，检查之后将资料整合到影像库中，并就缺陷信息打造出巡检报表，制作出缺陷清单。

结束语

综上所述，为了能够弥补传统人工巡检的问题，本文提出无人机输电线路巡检技术应用的思想主张，并从自主巡检、作业安全检测、缺陷识别等技术层面具体应用问题进行探究。

参考文献

[1]梁宇恒.无人机在输电线路巡检中的应用[J].通信电源技术，2020，37（02）：145-146+148.

[2]张星炜.无人机在输电线路巡检中的应用[J].通信电源技术，2020，37（01）：234-235.