浅谈输电线路无人机巡视分析及推广应用

浅谈输电线路无人机巡视分析及推广应用

发表时间：2018-08-06T14:24:02.480Z 来源：《电力设备》2018年第10期作者：蔡方舟1 周若彧2

[导读] 摘要：输电线路巡视，是日常管理中的重要事项之一，传统人工巡视模式不仅工作效率低，而且巡检效果差、人力成本高，难以适应当前电力系统的发展要求。

(1.身份证号码：3205811994****0410；2.身份证号码：3205221994****0017)

摘要：输电线路巡视，是日常管理中的重要事项之一，传统人工巡视模式不仅工作效率低，而且巡检效果差、人力成本高，难以适应当前电力系统的发展要求。在此背景下，无人机巡视技术应运而生，提高了巡检效率和质量，促使输电线路管理工作向高效化、精细化的方向发展。以下对此进行探讨。

关键词：输电线路；无人机；巡视业务；推广应用

1 输电线路传统人工巡维的主要问题

现阶段输电线路巡视主要以周期巡视、故障巡视、特殊巡视为主，特殊巡视又分为季节性防鸟害特巡、防风防汛特巡、防山火特巡、防污闪及重要保供电特巡，目前无论是周期巡视、特殊巡视及故障巡视，大多数情况巡视以地面巡视为基本手段，并辅以带电登塔检查。对于广西、云南、贵州等地区，很多输电线路大多数架设在山地和丘陵的顶部，从巡视要求的原则上来说，线路巡视工作必须做好每基杆塔都必须到位，于是在巡视过程中需要巡视人员爬越山涧或者绕行山脊，才能到达下一基杆塔所在的位置，而且多数处于无人区，山上的路需要巡视人员边走边找，容易遭遇毒蛇、毒蜂以及野猪夹的侵害，尤其是在雨雪或者大雾天气很容易造成人身安全事故，直线档距只有几百米，往往需要一个小时左右才可以到达，对人力、物力都产生了巨大的消耗，所以，我们要迫切研究机巡在输电线路运维方面的应用，来减轻线路班组的工作负荷，降低线路作业的风险，提高线路供电的可靠性。

2 无人机分类及其应用特点

目前，应用于输电线路巡检的无人机机型主要有固定翼无人机、无人直升机以及多悬翼无人机。固定翼无人机荷载大，飞行速度快，续航时间长，但是不能进行悬停，该机型一般用于输电线路走廊的整体普查，及时发现线路走廊内违章建筑和高大树木，以及用于灾后应急评估，可为救灾抢险提供第一手的现场资料。无人机直升机能够定點起飞和降落，并且可以进行空中悬停，但是速度不如固定翼无人机，续航时间较短，不适合长距离巡线，而且成本较高，飞行操作较为困难。多旋翼无人机飞行机动灵活、操作简单、悬停稳定性高，抵御阵风能力强，可以对线路杆塔、绝缘子串、金具等设备进行图像信息采集，取得图像或视频供技术人员进行分析，也可在线路大型检修作业前进行勘测，提前检查设备状况，便于检修方案的制定。多悬翼无人飞行器所能完成的输电线路巡检工作可以归纳为五大类：杆塔类、导地线类、绝缘子类、金具类和通道类。杆塔类主要包括塔材塔身严重变形、破损和倾倒，杆塔存在异物，塔材缺失、标志牌丢失等；导地线类包括变形断股、放电烧伤痕迹、压接管过热、有异物等；绝缘子类包括玻璃绝缘子自爆、合成绝缘子闪络痕迹、电流烧伤、污损、破损倾斜；金具类包括各线夹、均压环、间隔棒、防振锤破损、缺损、变形跑位等；通道类包括通道是否存在超高树木、新建建筑以及其他危险因素。

3 无人机巡检业务分析

应充分发挥直升机、固定翼、多悬翼及人工巡视各自的特点，在分析不同巡视任务需求、线路所处环境特点等因素基础上选取适当的方式开展线路巡检。

3.1 日常巡视

（1）220kV及以上线路，除人口活动密集区、禁飞区等不适合直升机作业区域外，应开展直升机日常巡视，单次作业应开展可见光巡视和红外测温工作，用于发现线路较为明显的缺陷和外部隐患。（2）直升机不适合作业区域仍以人工巡视为主，并利用多旋翼无人机替代人工登塔进行精细化检查（禁飞区等不适合作业区域除外）。若人工地面巡视和机巡作业过程中，杆塔局部存在巡视盲区时，应按周期及时安排登塔巡视。部分位于河网、山坡等人员难以接近的杆塔，以多旋翼无人机开展精细化巡视为主，人工巡视为辅。（3）35～110kV线路，由于杆塔高度较低和档距较小，一般采取以多旋翼无人机开展精细化巡视为主，人工巡视为辅。（4）人工巡视每年至少一次，主要巡视通道和基础、铁塔、附属设施等机巡不易发现的设备缺陷和隐患。

3.2 特殊巡视

（1）防风防汛、防雷、防鸟害、防污、防覆冰、防外力破坏、防山火、防飘浮物、灾情巡视、保供电等特殊巡视（不含夜间特巡），单点或小范围采用视频监控、人工巡视、人员值守、多旋翼无人机、固定翼无人机相结合的方式；整条线路或大面积快速普查推荐使用固定翼无人机（空域、天气满足条件），还可采用无人直升机。（2）夜间防污特巡由人工完成。（3）台风、大面积冰灾等灾情巡视，在空域和天气允许条件下以直升机、固定翼无人机巡视为主，多旋翼无人机、人工巡视为辅。

3.3 线路故障查找

以多旋翼无人机为主，人工巡视为辅，必要时可采用直升机。

3.4 检测

线路树障，交叉跨越，对地距离以无人直升机、固定翼无人机搭载三维激光扫描技术为主，交叉跨越、林木速生区开展人工重点复测；红外测温以机巡为主，人工辅助测量；接地电阻、绝缘子零值、污秽等其他检测以人工为主。

4 无人机在输电线路运维方面应用

（1）检查PRTV脱落，某地输电线路第一高塔，全高177m，徒手攀登需体力非常充足，且上下需要2h，作业风险极大。飞行器只需要15min就可以完成作业，运用多旋翼无人机极大地提高了工作效率，降低人身作业风险。（2）输电线路纵横交错，经济发达地区，常常容易遭受吊车、水泥泵车等机械的外力破坏，往往会造成线路永久接地故障，严重情况下会损伤导线，可以运用无人机迅速进行故障查找，拍摄照片，进行缺陷定级，确定断股数，判断是否需要停电修补，以及确定处理缺陷的方法。（3）通过机巡作业，可以有效地收集线路金具、绝缘子以及线路重要交叉跨越等线路档案资料，为大修技改工程立项提供有利的依据，改善线路状态水平。（4）机巡作业数据管理。①结合地理信息系统LocaSpaceViewer，平台化管理机巡作业数据。②运用坐标管理应用软件，作业成果自动与设备关联，自动重新命名，无需人工整理，智能化整理数据，极大地提高数据整理效率和准确性。③动生成巡视报告，发布巡视结果。（5）山火灾情空间测量。在山火燃烧过程中，可以利用飞行器高空俯视，拍摄全图，记录照片的GPS数据，飞行器IMU数据，然后利用空间摄影测量技术，将