探究无人机在10kV配电线路巡视中的使用途径

高银平 陈军强

摘要：在正常的供电过程中，配电架空线路发挥着重要的作用，所以为使线路正常运行，应对线路的巡视工作引起重视，以便线路和设备存在的故障和安全隐患被及时发现及排除，传统的人工巡检越来越无法适应当今发展需求，并且对故障也无法做到准确、全面检测，因此为促进我国电力事业的持续发展，需不断更新巡检方式。本文以多旋翼无人机为例，浅述了其在10kV配电线路巡视中的应用。

关键词：10kV配电线路;无人机;巡视;途径

1.简述无人机

无人机是无人驾驶飞机的简称（UAV），便携小巧，成本较低，具有良好的操控性，且地形对其的影响较小，因此对于配电线路巡视工作更加适用。配电线路巡视应用无人机后大大提升了日常工作和查找故障的效率。而且无人机还能携带相关设备（如光和高倍数摄像头、喷火机、激光雷达、红外热成像仪等），操作人员通过操作更好的完成工作。具体生产中主要会用到固定翼和多旋翼两种类型的无人机，多旋翼型无人机以其操作灵活、成本低及较强的适用性等优势广泛的应用于配电线路运检过程中。

2.多旋翼无人机在10kV配电线路日常巡視中的应用

2.1多旋翼无人机巡视方式

在配电线路日常巡视中应用多旋翼无人机主要有以下三种巡视方式：可见光、红外和激光雷达巡视。可见光巡视指的是照片可用可见光摄像头拍摄;红外巡视是对辖区所有配电线路及设备进行红外测温巡视，护航电网安全稳定运行;激光雷达巡视数据可以完整提取电力线点，对电力线路走廊实现三维重建。多旋翼无人机应用可见光摄像头拍照主要是根据飞行前进的方向，按照先整体后局部、从上到下、从右往左、从前往后、从低电压端到高电压端、连续全覆盖进行拍摄，且要和带电导线保持一定距离。多旋翼无人机主要对线路本体、附属设施，电力保护区及通道等范围进行巡视，促使配电线路巡视需求得到满足。

2.2多旋翼无人机的巡视类型

在配电线路的日常巡视中应用多旋翼无人机主要分为以下巡视类型：日常巡视、精细化巡视、通道巡视等。

日常巡视指的是对杆塔连接的关键部位用可见光摄像头进行巡视。巡视项目相对简单，在日常快速巡视中使用较多，也提升巡视效率，主要对杆塔基础和主体、线路走廊、导线挂点、绝缘子及其他附属设备等内容进行巡视;精细化巡视指的是携带红外热成像仪、可见光摄像头的多旋翼无人机对导线、金具、杆塔本体等设备同时展开精细化巡视，要求清晰的拍摄线路设备照片，配电线路还要接受红外测温。精细化巡视有较高要求，对可见光摄像头拍摄顺序和内容及注意事项（照片覆盖度、清晰度等）方面要求较高;通道巡视指的是对线路通道等对线路运行的周边环境用激光雷达或可见光进行巡视，主要是巡视线路线行和两侧通道，采集施工点和违建筑物、树障等数据，当前使用可见光摄像头拍摄的情况较多，但只靠照片没有数据，无法完全说明实际情况，如对于树障问题，拍摄角度不同，树距离导线的远近会显示出不同的效果，从理论上来讲，飞机可以在最佳位置拍摄树和导线的距离，但因为飞行中景物变化会对实际操作产生影响，因此也无法准确判断所处的拍摄位置是否最佳，所以也只能根据经验大致判断树离导线的距离。因此可用到激光雷达3D扫描技术，可以进行更清晰的拍摄，通过精确的扫描并计算3D环境下述与导线的距离，可保证判断更加准确，但是在此过程中需处理大量的数据，当前并没有得到广泛应用。

2.3配电线路应用多旋翼无人机巡视的特点

用多旋翼无人机对配电线路进行巡视，和巡视输电线路相比，配电线路具有绝缘子和金属较小、导线线径较细、与居民更接近等特点，尽管杆塔位置较低，但是却比输电线路飞行难度高。在利用可见光摄像头进行照片拍摄时，因为其导线和金具特点制约，无人机需更加接近实物才能保证获得的照片的清晰度，因此就对操作手提出了更高的要求。

可利用推拉杆操作方法进行拍摄，即无人机飞到和拍摄物体距离1m位置保持悬停，轻推杆后回中，此时向前飞一段距离后无人机会自动停下，照片即在无人机停下的一瞬间抓拍成功，然后再快速拉杆后撤，一次拍摄动作便完成。进行该操作的重点是推杆的杆量与无人机停下抓拍照片时的时机，都要求操作手具有丰富的经验和娴熟的操作技术，水平较高的操作手通常可以抓拍到距离0.5m甚至0.3m的拍摄物。

通常情况下，导线距离或跨越居民区10m范围内都属于禁飞区，在飞行过程中操作手要注意这些情况下是不行进行飞行作业的，防止居民区各种复杂的信号对其造成较大干扰，而出现意外情况。另外要注意，在机场和军事禁区这些国家明文规定的禁飞区也是不允许飞行作业的。

3.在故障查找中对多旋翼无人机的应用

因为配电线路在野外长时间暴露，难免会出现各种故障，这种情况下可以利用无人机发挥其独特的优势。传统的靠人工对故障点进行查找，工作人员的工作量较大，而且由于要登杆塔详细查找，受视角等因素的制约，也大大增加了查找故障的难度。使用多旋翼无人机查找故障可减轻工作人员的压力，而且无需考虑视角的问题，并且可以实现多角度拍摄。如在道路阻塞，人员不能通过的特殊情况下便可以利用无人机到故障点先对受损情况进行查看和评估，再按照实际情况合理安排工作计划，能最大限度降低故障损失。

结语

总之，在10kV配电线路巡视中使用多旋翼无人机使巡视工作效率大大提升，工作人员的劳动强度也明显降低，而且通过对无人机精细化巡视技术的运用，可以利用可见光摄像头提高拍摄到的照片的清晰度和质量，并能及时根据线路隐含的缺陷采取有效措施解决，而且日常利用无人机进行巡视，可及时发现违章建筑和树障等，使线路问题得到妥善解决，促使线路稳定运行，为电力系统稳定安全运行提供良好保障。

参考文献：

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