无人机在电力线路巡检中的应用及前景 杨建强

无人机在电力线路巡检中的应用及前景杨建强

发表时间：2019-05-16T15:40:42.367Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：杨建强

[导读] 摘要：“十二五”期间，我国电网建设经历了高速发展的阶段，规模已跃居世界首位。目前我国已经建成了六大跨省区的电网，分别是南方、西北、华东、华中、华北和东北这六大电网，输电线路总长度超过了115万千米，500kV及以上的输电线路已成为各区电网输电主力。

（内蒙古电力（集团）有限责任公司鄂尔多斯电业局内蒙古鄂尔多斯 017000）

摘要：“十二五”期间，我国电网建设经历了高速发展的阶段，规模已跃居世界首位。目前我国已经建成了六大跨省区的电网，分别是南方、西北、华东、华中、华北和东北这六大电网，输电线路总长度超过了115万千米，500kV及以上的输电线路已成为各区电网输电主力。但随着线路里程不断增加，人均运维长度逐年增加，现有巡检方式效率低。因此无人机电力巡检将成无人机未来重点发展方向。

关键词：无人机；电力巡检；发展；前景

一、电力线路巡检模式现状分析

现阶段的输电线路仍以人工巡检为主，部分地区输电线路开始实施直升机巡检的方式，尤其是华北地区，取得了显著的应用效果。但直升机巡检技术具有较高的门槛及费用，还受到航管限制等因素的制约，因此只能开展一年一至两次的低频次作业。通常，以人工巡检为主的线路巡检模式主要存在以下问题。

1.1单一化的巡检手段。人工巡检时只能利用照相机和望远镜等便捷设备进行测量，通过肉眼来寻找缺陷，而无法携带沉重的诊断设备进行准确测量。如杆塔瓶口以上位置具有观测角度大、观测距离远等特点，人工巡检难以发现缺陷，极易受到主观判断的影响，致使巡检结果存在较大差异，不能有效保障巡检的质量，增加线路出现故障的风险。

1.2运维人员无法满足线路增长需求。近年来，我国220kV及以上电压等级的输电线路总长度达70万ｋｍ，年均增长率达8％，未来将可能以年增长率6％的速度增长。但是在线路运维人员方面的年均增长率不到3％，明显低于线路的增长速度，并且今后的人工成本将会上升，基本不可能增加大量的运维人员，这就导致运维人员无法满足输电线路的增长需求。

1.3数据管理分散。现有的巡检模式中多是由电力线路运维部门自行管理巡检数据，缺乏有效的共享与整合机制，数据相对分散，不能多维度利用巡检数据，也无法为相关部门提供准确科学的决策依据。同时，在判断巡检数据的过程中以人工为主，难以智能判断和分析巡检数据，且数据的处理周期较长，不利于工作效率的提升。

1.4巡检效率低。输电线路多处于丘陵和山区等区域，线路塔位车辆基本无法到达，而人工步行的距离极远，有些山区的人员每天只能巡视及２～３基杆塔。虽然线路巡检中投入了大量的装备和人员，但是巡检效率不高，在人身安全和交通安全等方面的风险较大。

二、无人机在电力线路巡检中的应用

2.1无人机日常巡视

无人机巡视时搭载有集成红外、可见光的检测设备，可对线路进行红外测温和可见光检查，目前，我们运用无人机开展日常巡视及特殊巡视的工作内容主要有对输电线路导地线、上部塔材、金具、绝缘子、附属设施、线路走廊等进行常规性检查，大致可分为以下几个方面。

1对线路本体设备导地线、杆塔、金具、绝缘子、基础进行日常巡视，通过可见光检测发现例如杆塔倾斜、塔材弯曲、异物、塌方、护坡受损、回填土沉降等一系列缺陷；2、附属设施缺陷查找，包括防鸟、防雷装置、标识牌、各种监测装置等损坏、变形、松脱等；3、线路通道缺陷监控，包括超高树竹、违章建筑、施工作业、沿线交跨、地质灾害等；4、利用无人机搭载红外设备对线路进行红外测温监控检查。

2.2协助运维人员治理设备本体及通道环境缺陷

通过使用无人机协助运维人员巡视，可实现线路运维由“线”到“面”的全面覆盖。以导地线巡视为例，受地形条件限制，巡视人员在地面无法确定导线断股的确切损伤程度时，公司安排无人机搭载摄像头进行检查，确定导线断裂股数，为检修人员飞车出线的安全系数以及导线修补方式提供科学依据；同时大挡距、跨越深沟等地段，用无人机开展通道巡视，解决了登杆查看树障视觉差问题，即使人员无法到达挡距下方，导线下方树障仍能准确把握。通道状况一目了然，弥补人工巡视的不足。

此外，我们在进行树木净空测量时大多仍采用经纬仪、激光测距仪或停电检修走线用测绳测量等方法，受到树木遮挡视线、停电周期长等原因的限制，运维单位人员无法及时准确掌握净空数据。将旋翼无人机应用于树木净空测量，将会大大减少工作人员的劳动强度。

2.3协助防外破、防山火

如今，输电线路保护区附近修公路、新建房屋的情况较多，无人机参与取景，可获得整个外破现场的全景图，尤其是修建公路时，初期通过无人机升空，就能快速查看公路的整体走向，预判是否穿越输电线路，提前采取预防措施。在山火易发时段，迅速发现山火险情在防山火工作中至关重要。公司一方面针对冬末春初少雨干燥期间、夏秋季连续高温、晴朗干燥时段、秋末冬初天气干燥多风等各个时段及时更新划定山火隐患等级；另一方面根据划定的隐患等级，科学合理，有的放矢开展无人机空中巡视，既能快速发现火灾险情，有极大减轻了运维人员的地面巡视强度。使用无人机协助防外破防山火工作，可精确开展隐患查线工作，并能及早发现外力隐患；在发生自然灾害或重大事故时，能迅速、便捷的完成对事故现场的勘察，为应急决策的制订提供第一手现场资料，有助于公司形成架空输电线路应急的快速响应机制。

2.4三跨隐患排查

根据国家电网公司要求，需开展架空输电线路三跨隐患排查工作。文件明确要求架空输电线路在跨越铁路、高速公路、重要通道线路时，跨越区段需满足独立耐张段、双串绝缘子、导地线无接头、耐张塔压接管压接质量合格等要求。其中耐张压接质量检查，需要结合线路停电检修，人工登塔一一进行排查，耗费大量的时间、人力物力。为了提高耐张压接管排查效率，分部结合无人机巡视工作，对“三跨”耐张压接管开展排查工作。旨在充分发挥无人机机动灵活的特点，减少人工登高作业。分部利用无人机拍摄功能，对耐张塔压接处进行拍摄，每个压接管取一张照片与合格压接管照片进行比对，便能快速确定压接管质量合格与否。

2.5基于GIS系统的新型智能巡检

目前在进行线路巡检时，普遍存在班组老员工对所辖线路情况了如指掌，而操纵无人机的青年员工，由于不熟悉设备情况、不清楚巡