無人機在電力系統中的應用探索

王衛昌

摘 要：無人機技術的發展成熟，使其在電力系統的應用越來越廣泛，更能應對我國電力系統涉及區域廣、地形變化復雜等特點。文章主要對無人機在電力系統中的應用進行分析，并對其在電力系統中應用的前景進行探索。

關鍵詞：無人機 電力系統 線路巡檢 線路規劃

一、無人機應用背景

2013年，中國民用航空局（CAAC）下發《民用無人駕駛航空器系統駕駛員管理暫行規定》，這代表著無人機規范管理邁出了第一步。在電力行業，國家電網發布Q/GDW 11383-2015《架空輸電線路無人機巡檢系統配置導則》、南方電網發布了《架空輸電線路機巡光電吊艙技術規范（試行）》、中電聯發布了DL/T 1482-2015《架空輸電線路無人機巡檢作業技術導則》，對無人機巡檢系統及光電吊艙進行規范，為無人機在電力系統的應用奠定了基礎，提供了保障。

二、電力系統常用無人機類別

無人機在電力系統的應用從無到有，并越來越廣泛，目前可用于電力巡線應用的無人機種類有直升機、多旋翼、固定翼三種。

1.無人直升機機械結構復雜、保障要求高、旋翼危險、對操作人員的要求相應比較高，危險性比較大，存在一些安全問題，并且成本稍高，所以，小規模電力公司已很少使用。

2.多旋翼無人機通常只需要一塊空曠平整的場地進行垂直起降，部分小型多旋翼無人機在環境條件不允許時也可用手托舉進行起降，可以懸停和低速飛行，因此近距離、低速運動或者長時間保持同一視角的觀測任務可使用多旋翼無人機完成。

3.固定翼無人機由于結構及飛行原理上的優勢，引擎不需要克服機身重力。理論上電機的推力只要在機身重力的1/10量級上就可以飛起來。因此在相同規格參數下，固定翼無人機和多旋翼無人機相比較，固定翼可以裝載更大的電池或更多的設備，同樣容量的電池也可以飛行更長時間，所以續航時間完全超越了多旋翼。

三、無人機系統在電力系統中的應用

1.輸電線路規劃。在各種類型電站輸電線路走廊規劃中，利用無人機測繪系統對規劃區域進行詳細的測繪，并高效地獲得相應參考數據，可有效減小地面現場不利環境對勘測的不利影響通過分析數據，考慮相關因素，各工程項目關系協調，充分利用有限的通道資源，使線路走向和區域規劃更加合理。

2.地形圖測量。無人機測繪適用于大比例尺的地形圖測量，成圖比例尺一般為1：2000，但電網工程的可研設計階段，可增加野外控制車的方法并利用野外測量數據優化航測高程信息等，從而獲得1：1000比例尺的地形圖，為站址布置及優化提供影像高程等詳細的基礎資料，減少測繪強度，提高規劃效率。

3.架空線路通道環境監測。無人機系統可以檢測架空線路安全通道內建筑物、樹木與導線的安全距離不足等；線下有危及線路安全的施工作業等；線路附近有煙火，有易燃、易爆物堆積等；塌陷影響區，地面出現裂縫、坍塌等情況；線路附近有危及線路安全的漂浮物等。

4.在線路巡查上的應用。從無人機影像中，可以清楚地觀察輸電設備的外觀情況，并可以判斷檢測目標是否存在物理缺陷，導線是否出現斷股緊固件是否出現松脫絕緣子是否有破損或污穢防震錘是否異常等設備缺陷。從紅外光照片中，可以觀察設備是否存在熱缺陷，線路接頭線夾耐張管接線管絕緣子等部位是否存在由缺陷所導致的發熱點。

5.線路異物清理。輸電線路分布點多線長，尤其是遇到惡劣天氣（比如颶風），很容易把塑料布、篷布、氣球、橫幅、孔明燈、標語、風箏、漁網等隨風吹起，一旦這些漂浮的異物纏繞在裸露的電力高壓線路上，容易引起安全隱患，造成供電短路、跳閘停電，經濟損失無法估算，同時鳥窩對線路安全運行的影響亦不容忽視，因此，利用無人機及時清除輸電線路異物，保證輸電線路安全運行具有重要意義。

6.線路架設。在輸電線路建設及故障恢復過程中，線路走廊長、地形情況復雜，線路所經地區山谷河流茂密森林，給線路架設帶來極大不便，工程實施困難重重。無人機展放導引繩進行線路架設施工輕松解決了各種難題，為有效快速恢復故障線路供電提供了保證。

7.災難應急響應。極端大風天氣造成了交通癱瘓，巡線人員無法及時找到故障點，延長了搶修及恢復送電時間。但無人機是一種能夠自動飛行系統，適用于桿塔等定點目標的低空近距離觀察和拍攝，能在高寒大霧等惡劣天氣中進行飛行，完成線路線路故障觀測任務。飛行高度達600米，一次飛行滯空時間一個小時以上，具有非常好的飛行穩定性和靈活性。

四、無人機發展探索

在電力系統的建設過程中，有效的利用好無人機的特性與優勢，可以更好的實現對高海拔、大風速的條件進行航空拍攝的目的。運用無人機的高分辨率相機對目標進行拍攝，對信息進行特殊的加密處理，在無人機測得的數據中歸納總結出相關地形圖像信息，結合有關方面的測繪手段，對所得的數據進行補充完善，提供更加高精度的測量手段，可以更好的完成對地形的勘測。

在線路的巡檢與監查方面運用好無人機的優勢，可以有效的避免因地形復雜帶來的安全隱患和技術難題，有效的降低檢測的周期與時間，提高檢測的工作效率，實現對電路的安全高效檢測目的，有效的保障國家的財產安全。

無人機在未來發展中將會對以上方面不斷地完善，同時以此為基礎研發出更加先進的勘測手段，克服因地形天氣等因素造成的困難，總之可以看出，無人機在未來電力工程建設中將會發揮出更加強勁的優勢。

五、結語

隨著無人機系統技術越來越穩定，功能開發越來越全面，未來將有更多的功能應用在電力系統領域，但現在我國無人機運用方面還是存在一定的問題，在技術研究與投入方面更需加強，要不斷推進技術的創新，要大力培養相關方面的技術性人才，運用高科技手段克服在電力系統建設中的無人機運用難題，更好的讓無人機技術在電力領域發揮作用。

參考文獻：

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