朱为维 王启源 北京国网富达科技发展有限责任公司 100070

【文章摘要】

本文简单叙述了无人机在电力巡检领域的研究北京、无人机的种类、无人机的技术路线、无人机在国内外的研究现状及应用的局限性。

【关键词】

无人机；电力巡检

1 研究背景

“无人机成本低、效率高、危险性小、易于操控，是线路巡检的有效工具。”（摘自运建部会议报告）

随着国内航空业的发展，无人驾驶飞机技术渐渐趋向成熟，为输电线路的建设和运行维护提供了更新的技术方法和手端，与载人直升飞机相比，以无人驾驶飞机为作业平台，运营费用大大降低、起降场地无限制、操作简单、可安全方便地接近目标、完全可以由运检维护单位自行拥有、并独立完成作业和运维，可快速实现巡检目标的现场信息, 为现场指挥、重大次生灾害监测、救援指挥提供决策依据。所以，无人驾驶飞机在输电线路巡检维护中大有可为。

2 无人机简介

无人机是以飞型控制控系统为核心， 搭载各种任务载荷，自动完成飞行和作业功能的无人飞行器。

无人机成本低、效率高、危险性小、易于操控，是线路巡检的有效工具。

目前，常见的无人机飞行平台有三种：多旋翼无人机、无人直升机、固定翼无人机。

图2.1 各种类型的无人机

无人机飞行平台根据荷载和航时一般可分为小、中、大型三种：

小型无人机：荷载1 ～ 5 千克、航时<1 小时、抗风能力3 ～ 4 级、动力以电池为主。

中型无人机：荷载10 ～ 15 千克、航时1 ～ 3 小时、抗风能力4 ～ 5 级、燃油动力为主。

大型无人机：荷载30 千克以上、航时>3 小时、抗风能力4 ～ 6 级、燃油动力为主。

3 无人机在国内外发展现状

国内对无人机电力巡检的认同度较高，应用日益扩大，呈现由点到面、多点开花的发展局面。

据运检部统计，国网系统共有12 家单位通过联合研发或外购方式配置各型无人机23 架，其中，旋翼无人机19 架（四旋翼无人机7 架、无人直升机12 架），固定翼无人机4 架。

近年有无人机项目的典型公司：

国网超高压交流建设公司单旋翼无人机系统，2010

北京电力公司成立无人机班组，实施固定翼、单旋翼、多旋翼无人机巡检项目，2011 ；

湖南电力公司实施4 旋翼无人机覆冰监测项目，2011 ；

图2.2. 无人机巡检示意图

图2.3 无人机巡检到的缺陷图

图3.1 有系统内无人机配置（截止2012 年底）013

山东电力公司实施单旋翼、固定翼线路巡检项目，并提出无人机综合巡检系统概念，2010 ；

沈阳电力公司实施单旋翼无人机巡检项目，2010 ；

南方电网公司实施固定翼、单旋翼、6 旋翼无人机项目，2011 ；

宁夏电力公司实施高海拔地区无人机巡检项目，2012

江苏电力公司实施单旋翼无人机项目，2011

福建电力公司无人机巡检项目， 2010

从以上粗略统计可以看出，已经上马无人机巡检及有意上马的省级和市级电力公司很多，初步估计全国至少有几十家，按每套系统300 万计，总产业规模已经到达5000 万以上。

目前为止，“各单位共对116 条线路进行了474 次无人机巡检作业，累积巡线里程2066.25km，共发现缺陷244 处”（摘自国网运检部报告）。

4 无人机巡检技术原理

智能航巡技术提供系统的电网智能巡检解决方案，而非分立的技术点。该系统由一个中控中心（后端数字化巡检系统）、现场作业工程车（运载平台及现场集控中心）、巡检无人机（固定翼和旋翼多种）以及便携式检测设备构成，如图4.1 所示，系统间互相协调，统一完成远、中、近，陆、线、空三维立体智能巡检任务。

无人机智能巡检技术为一套以移动监测平台为集控中心和运载平台、以固定翼无人机为远距离大范围巡检平台、以旋翼无人机为中近距离精细巡检平台、以多旋翼无人机为近距离精细巡检平台、以后端接受处理、分析平台的多维并举、信息集成的完整智能电网线路巡检系统，系统的构成如图所示：

无人机智能巡检作业过程中，可首先采用固定翼无人机巡检系统，通过遥控图像系统对输电导线、地线、金具、绝缘子及铁塔情况进行监测，对输电线路进行快速、大范围巡检筛查，巡检半径可以达到100 公里以上；如发现异常，利用运载平台运载无人机智能巡检系统进入作业现场，利用旋翼无人机巡检系统或线航两栖无人机前往异常点进行精细巡检，并利用便携式检测设备进行人工确认。

无人机智能巡检技术所实现的输电线路立体巡检作业模式，能有效提升线路运行维护智能化水平，有效提高输电线路供电可靠性，减少运维人员劳动强度，提高运维效率，降低运维成本。

5 目前线路无人机巡检现状和面临的问题

目前，输电线路无人机巡检在分工界面、应用技术、管理体系、政策法规方面仍面临众多问题，主要表现在：

（1）无人机/ 直升机/ 人工巡检业务分工界面有待明确

目前，公司输电线路无人机巡检应用处于起步阶段，各类型无人机功能定位和应用范围尚不明确；直升机巡检作业成本高、作业能力有限，无法涵盖所有线路；人工巡视按既有规程规范开展线路巡检。以上三种巡检作业方式未实现有效协同和合理分工，各自的作业优势未得到充分发挥和有效互补，运维成本未发挥应有效益。

（2）无人机巡检应用技术存在局限性

无人机巡检技术，存在安全性、自主

图4.1 无人机组成方案

图4.1 无人机智能巡检体系框图