多旋翼飞行器在输电线路巡维的应用

【摘 要】目的：研究多旋翼飞行器对输电线路巡查的可行性。方法：飞行器搭载高清摄像头、红外成像仪或者导线损伤探测仪等任务设备对线路雷击跳闸后的故障点查找、及时发现线路金具的缺陷、判断导线的损伤程度、线路走廊内的树木生长、地理环境、交叉跨越等工作实例，地面检查人员根据飞行器高清摄像头拍摄，通过数字网络进行实时视频或者图片传送地面显示器，判断线路的现状。结果：飞行器能在一定范围代替人力登杆塔巡查任务，降低了人工劳动强度减少作业风险，适合在山多水田地势复杂的范围推广。

【关键词】飞行器 实例 分析

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―451―01

1.概述

目前能在航模领域能够投入输电应用的飞行器种类可概括为三种：固定翼滑翔式飞机、直升机和多旋翼飞行器。按照速度排序依次为固定翼滑翔式飞机、直升机、多旋翼飞行器，而按照稳定性排序依次为多旋翼飞行器、固定翼滑翔式飞机、直升机。由于固定翼滑翔式飞机速度太快，最高可达200km/h，且不能保持悬停姿态运作，在我们输电行业用处并不大，因此，我们一般选用直升机和多旋翼飞行器，考虑稳定性优先选择多旋翼飞行器。飞行器搭载高清摄像头、红外成像仪或者导线损伤探测仪等任务设备可实现的作业项目主要有：可见光录像、远距离摄影、红外热成像、绝缘子监测等。可监测的线路主要缺陷包括：线路通道障碍，线路金具的松脱、缺失和磨损，绝缘子劣化、破裂和污垢，间隔棒松脱和损坏，导线和地线磨损，导线和金具内部的损坏、导线连接点过热，导地线防振锤滑移，引流线散股，铁塔基础损坏等，也可通过自主导航定位功能的地面控制站控制无人机沿线路巡线飞行，数字图像传输电台实时传送巡检中的视频录像，可见光镜头检查记录基础杆塔、导地线金具、绝缘子等部件的运行状况、线路走廊内的树木生长、地理环境、交叉跨越等，地面检查人员根据实时视频判断线路情况，并根据GPS定位判断位置并记录。采用多旋翼飞行器在输电线路巡维的应用，不仅可以大大提高线路巡视质量和效率，还可以降低维护人员作业风险和工作强度，改善工作环境，提升输电线路运行维护管理水平。

2.飞行器在线路巡查时的工作状态

2.1飞行器搭载设备的工作现场

图1

图2

2.2飞行器巡查线路故障点

110kV发公乙线在8月28日17时50分跳闸一次，重合成功，巡维人员根据保护动作情况、故障测距、雷电定位系统以及故障时的天气情况，初步判断为雷击绝缘子闪络放电造成的瞬时故障，并推算出故障点的大致范围为#6至#9塔，故障点的杆塔位置大部分位于山区，雷击绝缘子的放电痕迹一般都在绝缘子的上表面，地面望远镜巡视很难找到故障点，必须带电登塔作业，当前，通过多旋翼飞行器搭载高清视频设备代替人力登杆塔巡查，在很短时间内就发现在110kV发公乙线#9塔C相绝缘子有雷击放电痕迹；本次雷击故障点查找的时间比人力登塔的速度更快更准，由于工作人员不用登杆塔巡视，避免了高空作业和带电作业，减轻了劳动强度，减少了作业风险，有效提高了工作效率。

图1

图2

2.3飞行器搭载高清摄像机带电巡查

沿海架空输电线路由于经常受到台风的吹袭，线路金具螺栓容易发生松动脱落，2013年8月飞行器担任了110kV唐渔线架空地线连接点的巡查任务，两名巡视员摇控飞行器搭载视频设备进行巡查，发现110kV唐渔线#18塔架空地线（OPGW）悬挂点中U型环螺栓松脱。一旦大风天气，U型环随时都可能脱落致使架空地线跌落，造成线路停电事故，由于110kV唐渔线是单回线路供电，且该杆塔线段跨越10kV线路，将造成110kV渔塘湾站全站失压，该区域用户大面积停电。发现该紧急缺陷后，巡视人员立即组织人员进行了消缺，避免了该起事故的发生。