浅谈无人机在输电线路巡视方面的应用

河北省电力公司承德供电分公司 文立钢 史广宾



浅谈无人机在输电线路巡视方面的应用

河北省电力公司承德供电分公司 文立钢 史广宾

【摘要】输电线路是电力系统的重要组成部分，它在电力供应中占有重要地位，为更好的保障输电线路的安全、稳定运行，笔者分析了输电线路巡视中获取线路运行状态，设备隐患的主要方式，指出了当前输电线路巡视中存在的主要问题，研究了以小型无人机为平台的巡视输电线路的新方案，对小型无人机在输电线路巡视中应用的特点、意义以及关键技术进行了具体阐述，以供同行参考。

【关键词】输电线路；巡视；问题；无人机；意义；关键技术

0 前言

随着社会的发展，各行各业对电能的需求量不断增大，国家也越来越重视电力事业的发展，电网能否安全稳定运行不仅关系到电力企业的效益，而且还会影响到社会的稳定。而输电线路作为电网的重要组成部分，输电线路运行的稳定与否，会对整个电力系统的安全运行造成直接影响，为此我们应始终把安全第一、预防为主的方针始终贯穿于线路运行中，严格按照电力安全生产规程作业。输电线路的具体运行维护单位，应把线路的巡视、检测、维修以及管理工作全面落实好，应在线路巡视中积极引入先进技术，并进行科学管理，为线路的安全稳定运行提供更好的保障。

1 获取输电线路运行状态、设备隐患的方式

通过近距离观测、检查、记录输电线路，可把线路本体以及附属设备中存在的缺陷、安全隐患及时发现，有助于线路的检修、维护、与状态评价，可更好的保障线路的安全、稳定运行。按照巡视方式的不同我们可把线路巡视分为正常巡视、故障巡视以及特殊巡视。我们通常把巡视人员定期巡视线路称为正常巡视，把线路出现故障后为查明故障原因所进行的巡视称为故障巡视，把在特殊情况下或使用特殊设备进行的巡视称为特殊巡视。

2 当前输电线路巡视中存在的主要问题

2.1 输电线路巡视检查的主要内容

对于输电线路的巡视检查大致包括三方面的内容：对线路本体的巡视、附属设施的巡视以及线路环境通道的巡视。其中线路本体的巡视又主要包括地面与基面、塔杆、拉线及其基础、绝缘子状况、导线、地线、以及对线路相关金属器具的巡视。对附属设施的巡视主要包括对防雷装置、防鸟装置、防冰装置以及各种监控监测装置的巡视，对线路环境通道的巡视主要包括巡视线路与建筑物、导线的安全距离，是否危及线路安全的施工在线下进行，是否有易燃，易爆物在线路周围堆积等。

2.2 输电线路巡视

常规巡视、故障巡视以及特殊巡视是当前人们巡视输电线路主要使用的三种巡视方式，近年来随着科技的发展，输电线路的巡视也开始朝着状态巡视转变，各种塔杆监控设备应用的也越来越多。但常规巡视与状态巡视，其基本手段都是以地面巡视为主，只是简单的附加一些登塔检查，加之当前的巡视主要为人工巡视，其局限性也非常明显。

就巡视管理而言，常规巡视巡视计划的拟定往往都是并行的，通常用相同的巡视要求、巡视密度来巡视不同运行状况线路，当今，随着输电线路的迅速发展，这种巡视方式对线路的安全、稳定运行已经起不到很好的保障，线路的实际运行状况根本无法及时了解，由于这种常规的巡视制度对设备的实际运行状况、气候条件、通道状况等都不能充分考虑，巡视工作没有针对性，无重点。这样很容易导致“过”巡视现象在部分线路中出现，而有些线路会出现“欠”巡视现象。如采用相同的巡视周期来巡视新建线路与老线路，相同的巡视要求，会使人力、物力等资源得不到有效利用，形成浪费，而部分易出现故障的特殊区域通常会出现巡视不足。此外多次重复、频繁巡视故障率低的线路，一方面会导致巡视人员在思想上出现麻痹大意，影响到巡视质量，开始出现趋于形式化的巡视，把巡视结果的实际真实性与可靠性降低。另一方面，重复、多次巡视正常运行线路，会使巡视人员感知某些线路变化的反应能力降低，以致出现遇到部分小故障“熟视无睹”。加之单人作业是常规巡视主要采用的方式，这样会有很大的分散性，不便于管理、控制。造成线路巡视效果的不理想。

就实际巡视工作而言，由于承德多以山地、丘陵为主，很多输电线路都在山地或丘陵的顶部架设，而要想巡视好输电线路必须检查到位每基杆塔，在实际巡视时工作人员爬越山涧以及绕行山脊是家常便饭，加之很多杆基位于无人区，山上根本没有路，工作人员必须边走边找路，若一旦遇上大雾或雨雪等极端天气，人身安全事故时常发生，直线档距百米的距离，工作人员到达通常需要花费几个小时，这样巡视效率大大降低，浪费了大量的人力，物力，并且巡视效果也不佳。

近年来，随着智能电网建设在我国的逐步推进，输电网规模不断扩大，电网设备日益增多，这样大大增加了巡视人员的工作量，线路运行人员对这种重负已无法承受，为此各线路运行维护单位都在积极进行着各式各样的探索。

3 小型无人机在国内的应用发展状况

无人机顾名思义也就是无人驾驶的飞机，对它的控制主要使用的是无线电遥控设备与自备的程序，无人机上通常配备有自动驾驶仪以及控制程序的装置，无人机在各国的军事领域应用的比较多，而近年来，随着无人机技术的迅速发展，开始出现了大量的新型智能无人机，无人机的应用范围也越来越广泛，开始逐步走入了民用行列。

4 无人机在输电线路巡视中应用的意义

把无人机应用于输电线路巡视中，正是人们探索民用无人机应用的典范。近年来，在输电线路的巡视工作中很多电力企业都应用了无人机，特别是在开展一些特殊巡视时，应用无人机越来越频繁。由于无人机自身有很多优势，如应用成本低、不会出现人员伤亡、生存力强、具有很好的机动性等，因此借助无人机巡视高压输电线路，可节约大量的财力、人力，不但促进了供电企业效益的提升，同时也使社会劳动力得到了解放。无人机在输电线路巡视上的应用具有十分广阔的前景，通过合理，有效的应用无人机，可把现阶段输电线路巡视中的空缺填补完整，对线路巡视过程进行科学、合理的优化。

5 无人机在输电线路巡视中应用的特点与关键技术

5.1 从巡视方式来看

无人机巡视对人工常规巡视的逐步取代，使输电线路的实际巡视效率得到了大幅提升，这主要是由于无人机航拍功能的配置，加之红外拍摄功能的辅助，明显改善了无人机的巡视效果。

首先，无人机在巡视输电线路时，其控制主体为自身程序，辅助控制设备为无线电遥控装置，每次无人机巡视线路前，都要进行飞行轨迹的预先设定，其中飞行轨迹的设定内容应涵盖飞行高度、角度、速度、距导线间距等，在具体设定时要参照待巡视线路的高度、塔形等，可采用往返巡视的方式来设定无人机的巡线方式，应采用边排查

故障、隐患，边向发生地点返的方式进行巡视，这样可实现对输电线路的不同角度观察，实现对输电线路的实际情况准确无漏点的反应。

其次，对于无人机仪器的挂载，当前我国使用的无人机巡视主要靠的是航拍，随着我国卫星技术以及数据通信技术的迅速发展，未来的无人机挂载设备会朝着视屏传送的方向发展，一旦视屏传输在无人机巡视输电线路中得到实现，未来无人机巡视有望把人工巡视真正取代。

5.2 从巡视制度来看

无人机巡视技术的应用，将会促进输电线路状态巡视的迅速发展，对于状态巡视中哪些不易发生故障的线路，可以用无人机进行巡视，这主要是由于采用无人机巡视只需很低的人力成本，可以采用人工控制无人机来巡视这些线路，应用无人机巡视输电线路能很好的统计线路故障率，这样可有效防止由于日常统计错误而导致的部分线路巡视不及时，不到位。在科技飞速发展的带动下，无人机的运行成本将会越来越低，在不久的将来，有望使用无人机日常周期巡视全线路，这样可有效保障输电线路的可靠性。

6 结束语

总之，供电企业巡视输电线路，通常都是比较耗费人力、财力的，随着智能电网建设在我国的如火如荼开展，电网规模日益扩大，若仍然只采用传统的输电线路巡视方式，很容易会由于巡视人员身心疲惫，造成巡视质量的不达标，最终影响到输电系统的安全稳定运行，因此，我们必须重视无人机在输电线路巡视方面的应用，制定科学的巡视制度，促进巡视率的有效提高，这样才能减少线路故障，有效保障电网的安全稳定运行。

参考文献

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［2］郭昕阳，李卫国，郑建刚，朱英哲，周磊，李艳美，曹飞.一种轻型电动无人机在输电线路巡视中的应用技术［J］.华北电力技术，2013（04）.

［3］张捷，严维欣.配电线路采用无人机巡线的应用分析［J］.电力与能源，2013（04）.

作者简介：

文立钢（1972－），男，河北承德人，研究方向：输电线路运行与检修。