利用无人直升机巡检输电线路
浅谈输电线路无人机巡检
浅谈输电线路无人机巡检摘要：基于输电线路经常会被布设在偏远地段，以及工人巡检进程中遇到诸多问题等实况，提出了将无人机应用进输电线路巡检进程中的建议。
本文在对输电线路巡检模式及内容进行概述的基础上，对无人操控直升机巡检输电线路，以及多旋翼的无人机巡检输电线路运行状况进行解析。
希望无人机在输电线路巡检进程中获得更大的应用空间。
关键词：无人机巡检；输电线路；巡检模式与内容；应用实践输电线路在强化电力系统运行安稳性方面发挥显著的作用，无人机巡检技术在输电线路巡检工作进程中的应用，在及时处理输电线路问题环节上体现出巨大的应用价值，从而输电线抢修与维修工作开展效率得以保障。
本文以无人机巡检技术在输电线巡检工作中的具体应用为论点，做出如下论述内容。
1.输电线路无人机巡检在科学技术日新月异的时代中，电力企业的发展模式也做出相应的调整。
输电线路巡检工作是电力企业发展进程最重要的内容之一，初期受科学技术水平的制约，多数采用人工巡检工作模式，高空作业的危险性以及自然环境条件的多变性使个体生命安全性受到胁迫。
伴随着无人机技术的研制，其在电力企业在输电线路巡检进程中得到高频率的应用，在无人机巡检技术的协助下，巡检质量实现大幅度提升的目标，同时也压缩了因人工巡检安全事故出现的概率。
2.巡检模式及内容2.1精细巡检精细巡检工作的开展对可见光照相机/摄像机表现出强烈的依赖性。
红外热像仪、紫外成像仪等装备对线路设备、设施进行周密性的档中巡检与杆塔巡检。
精细巡检通常应用旋翼无人机巡检系统，适用于在首次开展无人机巡检的线路、存在故障或特殊情况的线路，或者需要开展精细化巡检工作的线路上。
精细巡检主要对象为线路自体设备及附属设施。
2.2通道巡检通道巡检可以被细化为快速巡检与扫描巡检两种类型。
前者规定使用可见光/摄像机、红外热像仪、紫外成像仪等装备对线路设备与线路走廊进行迅速检查，主要巡检对象有导地线异物、杆塔异物、通道下方树木、违章建筑、违章施工、通道环境等，适合应用在无特别运维需求线路巡检工作中[1]。
最新电力行业无人机巡检的应用精选
最新电力行业无人机巡检的应用精选警和应急巡检，能够快速掌握线路异常情况，及时采取措施避免停电事故的发生。
其次：固定翼无人机还适用于常规巡检，能够在较短时间内完成大范围的巡检任务，提高巡线效率。
2）旋翼无人机进行细节巡检解决问题：输电设备存在细微缺陷旋翼无人机适用于细节巡检，能够对输电设备进行全方位的检查，发现细微缺陷，及时进行修复，避免因小失大的情况发生。
3）多旋翼无人机进行特殊任务解决问题：输电设备存在高风险区域多旋翼无人机适用于特殊任务，如在高风险区域进行巡检，发现异常情况及时提供信息，保障电力设备的安全运行。
总之，无人机巡线已经成为电力巡线的趋势，其优势在于提高巡线效率、保障巡线人员安全、降低巡线成本等方面，未来将有更多的无人机应用于电力巡线领域。
无人机在电力巡检中的应用方案主要包括警巡查飞行、无人直升机可见光巡查飞行和无人直升机搭载热成像设备巡查飞行。
首先，警巡查飞行和事故应急飞行可以通过大范围飞行快速巡查，第一时间掌握事故隐患点。
其次，无人直升机可见光巡查飞行可以定期进行日常巡线任务，提高工作效率和准确率。
最后，无人直升机搭载热成像设备巡查飞行可以在夜间发现故障点，提高应急抢修效率。
无人机巡检的意义在于提高工作效率、准确率和安全性，为电力巡检工作带来了明显的优势。
采用无人机进行输电线路巡检和维护工作具有重要意义。
首先，它有助于电力部门制定有针对性的维护措施，加强线路的运维工作，确保重要输电线路的安全运行。
其次，它有助于加大强降雨后重点区段的特巡力度，增加设备检测次数，确保输电通道的安全。
最后，它有助于定期对线路通道内的树木、违章建筑等情况进行排查和清理，确保输电通道的安全。
无人直升机系统有以下特点：一是性能优异，能够长时间悬停、贴近巡检对象进行低空飞行，在野外场地垂直起飞和降落，不需要专门的机场和跑道。
若发动机发生故障空中停车，无人直升机可以利用旋翼自转下滑安全着陆。
二是傻瓜式的飞行控制，使用自动驾驶仪全自主执行全部命令，包括起飞、爬升、航线飞行和着陆，能自由悬停。
无人机在输电线路的巡检应用方案
无人机在输电线路的巡检应用方案前言国内输电网络目前已形成华北、东北、华东、华中、西北和南方电网共6个跨省区电网；110kV以上输电线路已达到近51.4万km。
根据相关数据表明，我国每年电力行业整体投资约为1000亿元，其中硬件设施为73%，说明输电设备在国家电网建设上比重越来越大，因此输电线路的巡视工作日益增加，除了需要巡线员对杆塔基础以及线路周围巡视外，还需要到杆塔上的设施、输电电线外表巡视，还有一些输电线路建设在山上，更加的增加了巡线人员的巡视难度。
因此在常规巡视的技术上还需要增加其他方式的巡视手段，做到功能互补，从而完善输电线路的巡视工作。
单位所遇到的问题：对国家电力线路和杆塔等设备的巡视工作的管理目标是能降低成本、提高工作效率以及管理水平。
在目前阶段巡视工作的主要管理难点有三个：Ø山区输电线路的巡视工作难度大，巡视人员的巡视工作存在一定的危险性。
Ø对于杆塔上的复合绝缘子检查难度大，需要爬杆检查，检查效率低，存在危险性。
Ø现阶段的电力巡检系统满足了路面上的隐患排查、采集工作，但对于上空电线的隐患排查工作难度大，隐患不易发现。
Ø现有无人机操作复杂，需要人员控制，巡视效果不佳。
为此石家庄智创软件科技有限公司研发了一套针对于电力单位的《无人机智能巡检管理系统》，进而有效的利用无人机，实现无人机自动巡航、悬停拍照等功能，为电力单位实现无人机巡检的智能化、人性化管理。
工作原理描述无人机输电线路智能巡检管理系统主要是利用无人机高清摄像头实现巡检现场的定点取证，现场监测以及隐患分析等工作，与传统无人机不同的时，该系统的设计理念为全自动运行，定期给无人机制定相应的巡护任务，无人机可实现自动起飞，自动返航，关键点自动取证环境自动监测等功能，实现了真正的“无人操作”无人机。
无人机在输电线路中的巡检应用
径 内远程监控 实时传送 信 息。可 搭载相 机 、 摄像 机 飞 行 ， 降方式为垂直起降 ， 起 对起降场地要求不高。 结合 两种 机 型 的特 点 ， 出如 下 看法 ： １ 固定 提 （） 翼无人机 由于飞行速度 较快 ， 只能保持 一定 的海拔 且 高程 飞行 ， 山区线 路上 所拍 摄 的相 片 效果 不 佳 ， 在 对 于转 角较 多 的曲折线 路 ， 由于速度 过快甚 至会 出现 线 路“ 盲拍 ” 区段 ， 获取 的拍摄 资料价值不 高。 固定翼 无 人 机 比较实 用 于 发现 线 路 附近 较 大 的 目标 ， 如 山 例 火、 周边 地 质 滑坡 、 冰 状 况 等 大 概情 况 ， 于速 度 覆 由 快 ， 于防 山火 等应 急 响应 。另外 ， 可用 装备 专 业 的航 拍 装置可用作 线路 路 径航拍 。但 目前 无 人 固定 翼 飞
１ 无 人 机 巡 线 与 其 它巡 线 方 式 的 比较
运 检 公 司 运 行 维 护 的 贵 州 电 网 输 电 线 路 达 １５ ０ ｍ， 经 山 地 达 ９ ％ 以上 。如 果 利 用 载 人 直 ００ ｋ 途 ０ 升飞 机巡 线 ， 照 ５万 飞行 小 时 计 算 ， 天 巡 视 按 每
好， 开发潜 力较 大 。体现 在 ： １ 无 人 直 升机 由于 能 （）
通过在输 电线 路上 的几次试 验性 飞行 ， 总结两 种
机 型的特 点如 下 ： １ 无人 固定翼 飞机 飞行速 度较快 ， （）
・
８ ・ ４
第 ４期
李钟宁 ， ： 等 无人机在输 电线 路 中的巡检应用
最 大限度 地 接近所 巡 视 的线 路 设 备 ， 巡 视 质 量 相 故 对较 好 。 （ ） 行 安 全 性 优 于 固定 翼 无 人 机 。 （ ） ２飞 ３ 实践 表 明 ， 在 线 路巡 检 时 的 飞行 关 键 技 术— — 飞 其 控 技术 、 体稳 定 飞行技 术 、 机 杆塔 自动跟 踪识 别技 术
多旋翼无人机在输电线路中自动巡检的运用
多旋翼无人机在输电线路中自动巡检的运用摘要：在输电线路的运行过程中，从根本上确保其安全性，稳定性，这是促进整体电网安全有效运行的关键所在。
所以，要着重针对输电线路进行切实有效的巡检工作，在最大程度上有效规避线路在运行过程中存在故障，有效推进自动化巡检工作。
当前，在具体的巡检过程中，直升机巡检是最为广泛的一种巡检技术，它能够呈现出十分显著的应用效益。
基于此，本文重点探讨和分析多旋翼无人机在输电线路中自动巡检的运用情况，希望本文的简要分析能够为从业人员提供一定的参考。
关键词：多旋翼无人机；输电线路；自动巡检；运用分析引言在电力系统的运营过程中，对输电线路进行切实有效的巡检工作，这是各项工作中至关重要的组成部分。
在巡检的过程中，要充分实现自动化巡检，使巡检质量得到更显著的提升。
当前，随着巡检技术的进一步发展和不断成熟，并得以切实有效的应用，多旋翼无人机技术应运而生，该技术能够在更大程度上使自动巡检效率得到更显著的提升。
结合这样的情况，本文重点探讨和分析多旋翼无人机在输电线路中自动巡检的运用情况。
1.多旋翼无人机巡检系统的构成分析多旋翼无人机巡检系统是一种十分专业的一体化系统，涉及多种专业和领域，例如，它跨航空、电子通信、图像识别以及地理信息导航定位，而此类技术正是多旋翼无人机的核心技术。
多旋翼无人机系统中至关重要的组成部分包括地面监控系统、飞行控制系统、飞行平台以及信息传输系统等。
其中，飞行平台包括电力系统、动力系统以及机体等相关内容，此类系统能够真正意义上确保飞行平台安全稳定的运行。
在飞行控制系统的组织结构中，至关重要的组成部分包括气压传感器，全球定位系统接收机以及惯性导航系统。
地面监测系统主要有图像监视系统和飞行数据监控系统，而监测系统正常情况下是任务设备，它的主要作用是发送和接收输电线路的巡检资料。
减震悬挂装置，无线传输设备，影像采集以及操作系统等是旋翼无人机的组成部分。
2.输电线路巡检的主要内容在输电线路具体的巡检过程中，要着重关注的是，首先，要确保线路所处的环境符合既定的标准。
无人机应用于电力巡线解决方案全解
无人机应用于电力巡线解决方案全解以及紧急故障时，需要快速响应和处理，固定翼无人机可以快速飞行到现场进行巡查，及时发现问题，避免事故的发生。
2）多旋翼无人机进行巡线、拍照、录像等任务解决问题：传统巡线方式面临的劳动强度大、工作效率低等问题，多旋翼无人机可以携带相机、录像等设备，对输电线路进行全方位、高清晰度的巡查，提高巡线效率，降低人员劳动强度。
3）无人机配合地面机器人进行设备巡检解决问题：传统巡线方式面临的山区、林区等高风险环境下的巡线问题，无人机可以与地面机器人配合，对设备进行更加深入、全面的巡检，提高巡线效率，降低人员风险。
四、市场分析目前，国内外已有多家企业开发出适用于电力巡线的无人机产品，并且在实际应用中取得了显著的效果，市场前景广阔。
根据相关数据预测，未来几年内，无人机电力巡线市场规模将保持高速增长，预计到2020年市场规模将达到100亿元以上。
五、项目实施方案西部（银川）XXX将以无人机电力巡航项目为核心，结合自身技术优势和资源优势，研发出适用于电力巡线的无人机产品，并提供完整的巡线服务。
同时，与电力公司合作，共同推进无人机电力巡线的应用和推广，推动电力行业的现代化转型。
六、项目预算本项目总投资1000万元，其中包括研发费用、设备采购费用、人员培训费用、营销宣传费用等。
预计项目实施后，每年可为电力公司节省巡线成本1亿元以上，同时提高巡线效率，保障用电安全。
七、项目收益与风险分析本项目实施后，可为电力公司提供高效、安全、全面的巡线服务，提高用电安全保障水平，同时为企业带来可观的经济效益。
但是，项目实施过程中也存在一定的技术风险和市场风险，需要企业做好风险管理和控制工作。
八、项目推进计划本项目计划于2017年开始实施，预计项目周期为3年。
第一年，完成无人机产品研发和测试；第二年，与电力公司合作，推广无人机电力巡线服务；第三年，进一步拓展市场，提高服务质量和覆盖面。
九、项目实施机构西部（银川）XXX将作为本项目的实施机构，负责项目的研发、生产、销售、服务等全过程管理。
无人机输电线路智能巡检技术综述
无人机输电线路智能巡检技术综述线路巡检是保证架空线路正常运行的重要手段，随着我国输电线路的快速发展，线路巡检工作面临着作业强度大、周期长，部分线路环境恶劣等问题，传统的人工巡视方法面临巨大挑战。
为此，近年来电网积极引进新技术，提高线路巡检工作自动化程度，改进巡检工作模式。
标签：无人机;输电线路;智能巡检技术巡检是确保输电线路正常使用的有效方法，随着输电线路的增长，导致线路巡检工作面临着非常多的问题，而以往人工巡视方法已经难以满足要求，此时便引进了无人机技术，在一定程度上了实现了巡检工作的自动化，解决了一定的巡检问题。
一、电力无人机概述根据无人机的机体结构，通常可将无人机分为无人直升机、多旋翼无人机和固定翼无人机三类。
目前在电力巡检中都有应用，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。
无人直升机与传统直升机类似，但由操控人员在地面站进行操控，是早期电网无人机巡检试验方案之一。
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，目前已较少应用在电力巡检领域。
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，或杆塔精细化建模等任务。
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，且無法悬停。
在架空线路巡检中，固定翼通常负责大范围、有较高航程要求的任务。
除此之外，还有结合固定翼与多旋翼的复合翼无人机，兼具垂直起降、精准悬停与巡航速度快的优点，在灾后应急等恶劣复杂环境的应用场景中极具潜力，但在电力巡检领域尚未有大范围落地应用。
从功能来说，无人机在电力巡检中所扮演的角色主要为遥感承载平台。
二、无人机输电线路智能巡检技术（一）杆塔本体精细化巡视无人机精细化巡视是通过多旋翼无人机对杆塔精细部位进行高清拍照，通过图片巡检发现开口销、金具、绝缘子等部位缺陷，拍摄的内容主要包括导地线杆塔侧挂点、导地线侧挂点及绝缘子。
无人机在输电线路巡检中的应用及研究
无人机在输电线路巡检中的应用及研究摘要：随着国家电网建设与改造的进一步推进，无人机线路检测越来越体现出了巨大的科研价值与应用价值。
近年来，科学技术不断取得新的突破，无人机技术越来越成熟，在社会诸多领域获得广泛的应用。
在电力企业中，无人机检测已经成为了当前电力系统发展的迫切需求。
本文重点研究了无人机输电线路智能管理系统。
整个系统集成了无人机线路巡检的全过程，达到了电力系统电路巡检作业的全程监控与智能化调度目的关键词：无人机；输电线路；巡检作业；智能管理系统随着我国通用航空政策的进一步开放，促进了无人机技术的发展，无论在续航时间，还是远程遥控、飞行品质方面均得到了很大的提升，使其在电力系统中拥有广阔的发展空间。
然而，目前无人机巡检输电线路过程中依然存在着问题。
例如：无人机及其配件台账的编码、出入库管理不够规范。
无人机的飞行分析、电池充放电、故障管理等需要智能化支持。
巡检期间的飞行数据难以从机身上实现智能化采集，仍以人工记录为主，影响了数据的规范性、准确性。
此外，海量的巡检信息缺少统筹规划与管理。
文章对无人机巡查智能管理系统进行研究，对于电力设备巡检中的图像信息加以分类识别，可提升输电线路的巡检工作效率。
1、无人机巡检的优势无人机在执行电力巡检工作时，有三步工作流程，无人机的主要功能是替代工作人员完成脏累差的信息采集工作替代工作人员到“需要的地方”（预先设定好的 GPS 坐标点）去采集“需要的信息”（如故障点），无人机可以围绕目标进行360度零死角全方位拍摄，快速、准确地传达给地面工作人员，供他们作分析、判断、制定解决方案，减少工作人员劳动强度，提高电力巡检工作效率和安全性。
无人机可用于精细巡检、定点巡检、范围巡检、其他巡检。
无人直升机分为：中型直升机和小型直升机中型直升机：适用于中等距离的多任务精细化巡检。
小型直升机：适用于短距离的多方位精细化巡检和故障巡检。
固定翼无人机分为：中型固定翼和小型固定翼。
无人直升机输电线路智能巡检应用探讨
无人直升机输电线路智能巡检应用探讨【摘要】简介无人直升机性能指标和智能巡检系统结构，指出无人直升机输电线路智能巡检的关键技术为：飞行控制技术、机体稳定飞行技术、线路杆塔自动跟踪识别技术和摄像快速对焦成像技术、无线图形图像传输技术。
对无人直升机智能巡线应用状况进行了概括介绍，研究探讨了无人直升机智能巡检系统需要突破的技术难题和方向。
无人直升机输电线路智能巡检是一种快速、高效、前途广阔的巡线方式。
【关键词】无人直升机输电线路巡检应用近年来，随着我国经济的快速发展和绿色能源的兴起，输电网建设进入快车道，特别是路经无人区、少人区、山地丘陵地段的输电线路越来越多，传统人工巡检线路已难已满足输电网越来越高的安全可靠发展要求，巡线维护自动化和现代化已日益显示出其迫切性。
现在国内电网公司都已经意识到人工巡检的短板，越来越认识到了巡线维护现代化的重要性。
从最初的直升机巡线、动力伞巡线、机器人巡线到最近开始兴起的无人机巡线，智能高效的输电线路巡检手段已经投入实用。
特别是无人直升机智能巡检技术的应用研发，将以其卓越的技术和优良性能后来居上，成为未来输电线路智能巡检的主要方式。
1 无人直升机性能简介无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。
利用无人机进行输电线路智能巡检研究需要跨多个技术专业，研究深度和水平要求较高，是一项已经起步的新技术。
目前无人驾驶飞机基本可以分为两大类：固定翼无人机、旋翼无人机（即无人直升机），固定翼无人机具有飞行速度快，飞行半径大等优点。
然而，若将固定翼无人机应用于巡线作业中，其有三个致命缺点：（1）因为其飞行速度较快，所以它的飞行高度相对较高。
（2）固定翼无人机无法悬停。
（3）载重能力通常较小，无法搭载例如高清可见光相机、红外热像仪等常规任务设备。
基于上述几点可知，固定翼无人机不适合应用在输电线路巡检中。
无人直升机虽然没有固定翼无人机那么快的巡航速度，但飞行的稳定性和具有悬停的能力使得它更适合用于巡线。
无人直升机巡线巡检作业技术导则
引言安全生产是电力企业赖以生存和发展的基础，安全生产风险是企业面临的最大风险。
本标准依据“一切事故都可以预防”安全理念，按照“安全生产风险管理体系”理论，规范了输电线路无人直升机电力输电线路巡检工作。
本导则的目的是为无人直升机电力输电线路巡检作业的运行提供依据，确保其有效运行并受控可控。
本标准的附录A、B、C为规范性附录,附录D、E为资料性附录。
本标准由提出、归口和解释。
本标准起草本部门：。
本标准主要起草人：。
本标准主要审核人：。
本标准由批准。
无人直升机电力输电线路巡检技术导则1总则本导则规定了无人直升机系统的巡检作业规程，包括职责分工、航线规划与杆塔坐标信息采集、巡检操作流程、巡检设备日常维护保养和飞行安全应急预案等方面的规范性要求。
本导则适用于贵州电网公司输电运行检修分公司无人直升机的电力输电线路巡检工作。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
1、依据《通用航空飞行管制条例》2、依据《民用无人机空中交通管理办法》3术语与定义3.1无人直升机电力巡线无人直升机电力巡线：它通过无人直升机挂载可见光摄像机等设备，对高压输电线路导地线、杆塔、绝缘子、金具、线夹、防震锤、树木生长、线路结构等进行影像采集拍摄，并对巡检资料进行分析评估，检查出输电线路可能存在的安全隐患。
3.2航线飞行器飞行所经过的空中交通交通线称为航线。
4总则4.1巡视方案的原则确保无人直升机巡线飞行工作的施工安全，提高无人直升机巡线的技术水平，实现电力系统的安全稳定运行。
无人直升机巡检作业必须贯彻“安全第一，预防为主”的方针，确保无人直升机巡检作业过程中的人身安全、线路安全以及无人直升机的安全飞行。
4.2装置对巡视环境的要求a)适用范围：在35kV～500kV的输电线路电磁环境下正常工作b)环境温度：－10℃～＋60℃范围内正常工作c) 在相对湿度：5％～80％d) 在大气压：86kPa～106kPae) 抗风能力：不大于5级阵风f）相对导线最低安全距离：15m4.3技术导则编修的周期5职责与权限飞行作业小组最低配置三名专项技术人员：一名无人机操作手，一名地面站操作手，一名云台操作手。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
选取一段220 kV输电线路，在输电线路的侧方 约80 m处， 无人直升飞机以每小时约15 km的速度 沿着线路向前飞行并检测输电线路。 遇到杆塔，飞 机会悬停，通过云台调整视场，对杆塔自上而下的 检测。 图（a）和图（b）为检测杆塔时所拍摄的可见光 图像和红外图像。 从模拟测试的可见光图像（图5） 和无人直升机现场巡线实验的可见光图像 （图6 （a）） 中， 我们都可以清晰看到输电设备的外观状 况，从可见光图像中我们可以检测设备是否存在物 理缺陷：导线是否出现断股、紧固件是否出现松脱、 绝缘子是否有破损或污秽、防震锤是否异常等设备 缺陷。 从红外光图像中，我们可以看到设备是否存 在热缺陷：线路、接头、线夹、耐张管、接续管、绝缘 子等部位是否存在由设备缺陷所导致的发热点。
tower, hardware fittings, etc. The aim of inspection is to find any device damages, hardware fitting missing and
thermal defects. This paper also introduces the unmanned helicopter and the carried inspection system and perspect
固定翼无人机具有飞行速度快，飞行半径大等 优点。然而，若将固定翼无人机应用于巡线作业中， 其 有 三 个 致 命 缺 点 ：（1）因 为 其 飞 行 速 度 较 快 ， 所 以 它的飞行高度相对较高。 （2）固定翼无人机无法悬 停 。 （3）载 重 能 力 通 常 较 小 ，无 法 搭 载 例 如 高 清 可 见 光相机、红外热像仪等常规任务设备。 基于上述几 点可知，固定翼无人机不适合应用在输电线路巡检 中。
山东电力技术
SHANDONG DIANLI JISHU
2010 年第 1 期（总第 172 期）
·试验研究·
利用无人直升机巡检输电线路
Applying Unmanned Autonomous Helicopter to Transmission Line Inspection
厉秉强1,2,3，王 骞1,2，王滨海2,3，张海龙1,2，韩 磊1,2
无人直升机虽然没有固定翼无人机那么快的 巡航速度，但飞行的稳定性和具有悬停的能力使得 它比较适合用于巡线。无人直升机平台包括无人直
升机和飞行控制系统。 图1所示的为实验室所使用 的用于巡线的无人直升机。飞控系统的结构示意图 如图2所示。无人直升机平台的主要参数列举在表2 中。图3为飞行控制系统地面站控制台，主要用于规 划飞行任务、显示飞机状态、控制检测设备、显示检 测结果等。
（1.山东鲁能智能技术有限公司，山东 济南 250002； 2.国家电网公司电力机器人技术实验室，山东 济南 250002；
3.山东电力研究院， 山东 济南 250002）
摘要：随着电网的日益扩大，巡线的工作量也日益加大。 无人直升机作为无人机的一种，可以被应用在输电线路巡检
中，以提高巡线的效率。 简述一种基于无人直升机平台的输电线路巡检系统，包括无人直升机平台和检测系统，讨论
［2］ I. Ituen, G. Sohn, and A. Jenkins. A case study: workflow analysis of powerline systems for risk management. In International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2008, Volume XXXVII, Part B3b, 331-336.
applying an unmanned helicopter to transmission line inspection. The main inspection tools are visible light camera
and infeared camera. The inspection targets include tansmission lines, jumper conductor, isulator, damper, clamper,
line inspection
中 图 分 类 号 ：TM755
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1007－9904（2010）01－01－04
0 引言
近年来，我国国民经济的持续快速发展对我国 电力工业提出了越来越高的要求。我国目前已形成 华北、东北、华东、华中、西北和南方电网共6个跨省 区电网，截至2008年110 kV以上输电线路已达到近 51.4万km。 500 kV线路已成为各大电力系统的骨架 和跨省、跨地区的联络线，电网发展滞后的矛盾基 本得到缓解。 由于我国国土辽阔，地形复杂，平原 少、丘陵及山区较多，气象条件复杂，瓷绝缘子质量 不够稳定等，因此为了安全和可靠地供电，巡线维 护自动化和现代化已日益显示出其迫切性。
国家电网公司电力机器人实验室已在无人机 巡线中开展研究工作，并已取阶段性成果。 本文将 从六个方面来讨论无人直升机巡线技术，包括无人 机巡线的任务需求、系统的整体构架、巡线用无人 机的选择、机载任务设备、巡线模式以及后续研究 的展望。
1 任务需求
输电线路巡检是一个较为精细的工作。 表1中 列出了输电线路的主要巡检内容。由于部分重要检
（a）
（b）
图4 检测系统结构示意图
（c） 图5 模拟测试图像
3
山东电力技术
SHANDONG DIANLI JISHU
2010 年第 1 期（总第 172 期）
（a）在 距 离 线 夹50 m远 处 采 用 单 倍 变 焦 所 拍 摄 到 的 图 像 ；（b） 在 距 离 线 夹50 m远 处 采 用20倍 变 焦 所 拍 摄 到 的 图 像 ；（c）图 像 （b）中 线 夹 的 放 大 显 示 图 像 。
从认识方面，已有较多的同行认识到了巡线维护 现代化的重要性。欧美各国在上世纪50年代开始研究 并使用直升机完成巡线、 带电作业和线路施工 ， ［1，2］
最早利用无人直升机巡线的是英国威尔士大学和 英国EA电力咨询公司 。 ［3，4］ 近些年来，国内外大量学 者投入无人 驾驶机的研 究 ， ［5，6］ 上世纪80年 代开始, 我 国 也 开 始 研 究 利 用 直 升 机 巡 线 的 技 术 ， ［7-9］ 并 在 华北电网得到了应用。
the further applications of unmanned helicopters in power industry.
Key words: unmanned autonomous vehicle （UAV）; unmanned autonomous helicopter; transmission line; transmission
此外，由于无人直升机发动机的震动和飞行姿 态的变化，会导致图像聚焦和视场不稳定。 无人直 升机设计有带阻尼工业减震器以及采用三轴陀螺 增稳云台，可以保持无人直升机侧方和下方都为可 视范围，增加了视场范围，同时也大大增加了检测 设备拍摄的清晰度。机载存储器用于保存检测到的 图像和无人直升机的飞行参数， 采用存储量大、抗 震能力强的固态硬盘。
lines increases dramatically. Unmanned helicopters, a kind of unmanned aerial vehicle (UAV), can be applied to
transmission line inspection to improve the efficiency This paper introduces and discusses the some techniques of
鸟窝、损坏、变形、紧固金具松脱、金
杆塔 具被盗
-
耐张管 破损
发热
接续管 -
发热
线路走廊 植被、违章建筑
-
2 整体构架
整套无人直升机巡线系统分为无人直升机平 台和检测系统两部分。无人直升机平台负责完成飞 行任务，而检测系统负责完成输电线路和杆塔的检 测任务。检测系统主要是利用可见光和红外相机对 输电线路和杆塔做检测。
图1 实验室所使用的巡线无人直升机 表2 现用无人直升机主要参数
参数名 飞行高度 巡航速度 最大有效载荷 抗风等级 续航能力 飞行控制模式
导航 水平控制精度 垂直控制精度 工作环境温度
参数值 海拔 2 000 m
70 km/h 20 kg 5级 1.5 h
全自主模式 GPS
±2.5 m ±2.0 m -20℃~50℃
致谢 感谢山东电力超高压公司对本项目的支持和 帮助。
参考文献
［1］ L. Ma and Y.Q. Chen. Aerial surveillance system for overhead power line inspection. Technical Report, U CSOIS-TR-04-08, Utah State University, 2004.
（a）
（b）
图6 检测结果
（a）可 见 光 下 的 检 测 图 像 ；（b）红 外 光 下 的 检 测 图 像 。
6 结束语
本文阐述了一种用于输电线路巡线的无人直 升机系统，包括无人直升机平台和检测系统。 从检
测到的图像来看，在可见光图像中可发现大部分塔 和线上的物理缺陷；在红外图像上能明显发现发热 点和热缺陷。这为电力行业提供了一种新的巡线方 法和模式。
检测终端为可见光相机和红外热像仪。可见光 相机和红外热像仪可以实时输出两路实时视频，通 过无线通讯系统传输到地面站。无线通讯模块采用 编 码 正 交 频 分 复 用 （COFDM） 模 块 ， 并 配 合 H.264 视 频压缩编码。 COFDM模块发射功率只为2 W，在平 原的传输距离可达到20 km以上。 视频主要是用于 指引操作和监控无人直升机周围环境。 另外，控制 计算机可以通过通讯端口向可见光相机和红外热 像仪发出抓拍静态图像的指令。 图5为在地面拍摄 的模拟测试图像。 从图像中，可以清楚地看到杆塔 上的紧固金具有无松脱现象。红外摄像仪所拍摄的 静态图像包含热图数据，可清楚知道被检设备的温 度。两种光源下的静态图像通过无线通讯模块非实 时地传回地面站，供后台分析使用。