無人機電力巡檢應用詳解

　　“十二五”期間，我國電網(wǎng)建設經歷了高速發(fā)展的階段，規(guī)模已躍居世界首位。目前我國已經建成了六大跨省區(qū)的電網(wǎng)，分別是南方、西北、華東、華中、華北和東北這六大電網(wǎng)，輸電線路總長度超過了115萬千米，500KV及以上的輸電線路已成為各區(qū)電網(wǎng)輸電主力。我國的國土幅員遼闊，地形也相對復雜，丘陵較多、平原較少，加上氣象條件的復雜多變，給跨區(qū)電網(wǎng)和超高壓輸電線路工程的建設帶來一定難度，加上建成之后的維護與保養(yǎng)，僅僅依靠現(xiàn)有的檢查手段和常規(guī)測試并不能滿足高效快速的要求，也不能達到很好的效果。無人機技術的運用，能夠很好的完成電力巡檢和建設規(guī)劃任務，自然能得到電力企業(yè)的認可及大規(guī)模應用。

　　技術標準

　　2013年，中國民用航空局（CAAC）下發(fā)《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》，業(yè)界普遍認為這代表著邁出了無人機規(guī)范管理邁出了第一步。

　　在電力行業(yè)，無人機主要被應用于架空輸電線路巡檢，為此國家電網(wǎng)發(fā)布了Q/GDW 11383-2015《架空輸電線路無人機巡檢系統(tǒng)配置導則》、南方電網(wǎng)發(fā)布了《架空輸電線路機巡光電吊艙技術規(guī)范（試行）》、中電聯(lián)發(fā)布了DL/T 1482-2015《架空輸電線路無人機巡檢作業(yè)技術導則》，對無人機巡檢系統(tǒng)及光電吊艙進行規(guī)范。

　　系統(tǒng)概述

　　根據(jù)國家電網(wǎng)發(fā)布的Q/GDW 11383-2015《架空輸電線路無人機巡檢系統(tǒng)配置導則》，無人機巡檢系統(tǒng)指利用無人機搭載可見光、紅外等檢測設備，完成架空輸電線路巡檢任務的作業(yè)系統(tǒng)。

　　無人機巡檢系統(tǒng)一般由無人機分系統(tǒng)、任務載荷分系統(tǒng)和綜合保障分系統(tǒng)組成。無人機分系統(tǒng)指由無人駕駛航空器、地面站和通訊系統(tǒng)組成，通過遙控指令完成飛行任務。任務載荷分系統(tǒng)指為完成檢測、采集和記錄架空輸電線路信息等特定任務功能的系統(tǒng)，一般包括光電吊艙、云臺、相機、紅外熱像儀和地面顯控單元等設備或裝置。綜合保障分系統(tǒng)指保障無人機巡檢系統(tǒng)正常工作的設備及工具的集合，一般包括供電設備、動力供給（燃料或動力電池）、專用工具、備品備件和儲運車輛等。

　　無人機巡檢系統(tǒng)包括無人直升機（按結構形式一般分為單旋翼帶尾漿式和多旋翼式）巡檢系統(tǒng)和固定翼無人機巡檢系統(tǒng)。無人直升機按照空機質量分為中型無人直升機和小型無人直升機。中型無人直升機指空機質量大于7kg且小于等于116kg的無人直升機，一般是單旋翼帶尾漿式無人直升機，適用于中等距離的多任務精細化巡檢。小型無人直升機指空機質量小于等于7kg的無人直升機，一般是電動多旋翼無人機，適用于短距離的多方位精細化巡檢和故障巡檢。

　　系統(tǒng)特點

　　無人機可垂直起飛和降落，無需任何輔助裝置，不需要專門的機場和跑道，對環(huán)境要求極低，可在野外隨處起飛和降落。

　　無人機飛行精度高，可長時間懸停、前飛、后飛、側飛、盤旋等。多旋翼無人機能在平原、湖泊、高山等地形地貌下飛行巡檢，可以利用空中優(yōu)勢，全方位、高精度檢查輸電線路運行情況，因此能夠很好地彌補人工巡檢的不足。

　　無人機速度可控范圍大，智能化程度高，可實現(xiàn)程控自主飛行及自動返航等多種先進功能；操作十分簡便有效，有較強的容錯能力；系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠、機動靈活，運營成本低。

　　無人機光電吊艙可搭載設備豐富，除了可見光還有紅外熱像儀和紫外成像儀，在夜晚也能發(fā)揮作用。紅外熱像儀能夠通過溫度異常變化對比值，發(fā)現(xiàn)隱蔽性較強的發(fā)熱故障點；紫外成像儀能夠利用電暈和表面局部放電的產生和增強間接評估運行設備的絕緣狀況和及時發(fā)現(xiàn)絕緣設備的缺陷。紫外成像儀和紅外熱像儀是一種互補性技術，結合傳統(tǒng)可見光巡線，能夠大大提高故障點檢測的準確性，為故障搶修贏得寶貴的時間。

　　應用價值

　　無人機在電力行業(yè)的應用，除了實現(xiàn)線路巡檢外，還能輔助實現(xiàn)線路架設和線路規(guī)劃。

　　線路巡檢

　　線路的維護與巡檢在電力系統(tǒng)中有著相當重要的作用，也得到了更多電力專家的重視。通過相關的數(shù)據(jù)和圖像資料可以清楚看到，在觀察設備外觀情況時，無人機技術可以起到相當關鍵的作用，通過無人機，電力部門相關人員可以清楚判斷重要部件是否受到損壞，保證輸電線路的安全，保障居民的用電。除正常巡檢和特殊巡檢，還可將無人機應用在電網(wǎng)災后故障巡檢。當災害導致道路受阻、人員無法巡檢時，無人機可以發(fā)揮替代作用，開展輸電線路巡查，準確定位桿塔、線路故障，且視角更廣，能避免“盲點”。無人機巡檢提高了電力維護和檢修的速度和效率，使許多工作能在完全帶電的情況下迅速完成，比人工巡線效率高出40陪。在巡檢過程中，還可通過無人機清除線路上的風箏、氣球、塑料袋等異物。

　　線路架設

　　在輸電線路施工過程中，線路走廊長、地形情況復雜，線路所經地區(qū)山谷河流茂密森林，給線路架設帶來極大不便，工程實施困難重重。為有效緩解生態(tài)環(huán)境保護和架線施工的矛盾，可運用無人機展放導引繩來架設線路。無人機首先沿線路上空飛行并施放一根輕質高強引繩通過各基塔，然后利用這根輕質引繩不斷牽引后續(xù)引繩，直至牽通一根三級引繩，并架設導線。通過這種方式，解決了人力展放導引繩的高強度和動力傘展放導引繩著陸困難等問題，也減少了線路通道的樹木砍伐，最大限度地保護了自然生態(tài)。

　　線路規(guī)劃

　　無人機的測繪系統(tǒng)有很多優(yōu)點，包括實時性、成本低、響應快、靈活度高等特點。和普通的航空遙感與衛(wèi)星遙感相比，優(yōu)勢更加明顯，它可以在低空取得光學圖像、地形圖像、輸電線路圖像，是其他測繪、監(jiān)測方式不能取代的。在對各類輸電線路進行走廊規(guī)劃時，需對規(guī)劃區(qū)域進行詳細的信息采集和測繪工作，最好的方式就是采用無人機測繪系統(tǒng)，不僅可以確保獲取數(shù)據(jù)的高效性，還可以在多方面降低環(huán)境對信息采集與勘測的影響。依據(jù)無人機采集的數(shù)據(jù)進行有效分析，能夠全面兼顧各方面因素，充分利用有限資源，使區(qū)域規(guī)劃與線路走向更加合理，輸電線路的路徑得到優(yōu)化，有效降低國家對于輸電線路的建設成本。

　　應用展望

　　隨著經濟的發(fā)展和科技的進步，無人機技術已經越來越成熟，利用無人機巡檢電力系統(tǒng)線路，不僅降低了在人工巡檢過程中出現(xiàn)的故障率，也有效的降低了電力企業(yè)的成本預算，還提高了電力巡檢工作的效率。

　　目前國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)相關部門正在著力推進無人機班組建設、完善各類保障支撐體系，為無人機在電力行業(yè)的廣泛應用做好全面準備工作，無人機將迎來全面推廣應用的新階段。