一、行业背景

目前，我国电网建设（shè）经历了高速发展的阶段，规（guī）模已（yǐ）跃居（jū）世界首（shǒu）位。目（mù）前我国（guó）已经建成（chéng）了六大跨省区的（de）电网，分别（bié）是（shì）南方、西北、华东、华中、华北和东北这六大电网，输电线路总长度超过了115万千米（mǐ），500kV及以上的输电线（xiàn）路已成为各（gè）区电网输（shū）电主力。我国（guó）的国（guó）土幅员辽阔，地形也相对复杂，丘陵较多（duō）、平原较少，加上气（qì）象条件（jiàn）的复（fù）杂多变，给（gěi）跨区电网和超高压输电线路工程的建（jiàn）设带来（lái）一（yī）定难度，加上（shàng）建成之后（hòu）的维（wéi）护（hù）与保（bǎo）养，仅仅依靠现有的检查手段和常规（guī）测试并不（bú）能满足高效快速的要（yào）求，也（yě）不能达到很好的效果。无人机技术的运（yùn）用，能够很好的完成电力（lì）巡检和建设规划任务，自（zì）然就能得到（dào）了电力（lì）企（qǐ）业（yè）的认可及大规（guī）模应用。

二、技术标（biāo）准

2013年，中国民用航空局（jú）(CAAC)下发《民用（yòng）无人（rén）驾驶航空（kōng）器系统（tǒng）驾驶员管理（lǐ）暂行规（guī）定（dìng）》，业界普遍认为这代表着迈出了无（wú）人机规（guī）范管（guǎn）理迈出（chū）了第一步。

在电力行业，无人机（jī）主要被应（yīng）用（yòng）于架空输电线路巡检，为此国（guó）家电网发布了Q/GDW 11383-2015《架空输电线路无人机巡检系统配置导（dǎo）则》、南方电网发布了《架空输电线路机巡光电吊舱（cāng）技术规范(试行)》、中电联发布了DL/T 1482-2015《架空输电线路无人机巡检作业技术（shù）导则》，对（duì）无人（rén）机巡检系（xì）统及光电吊舱进行（háng）规范。

三、系统概述

根（gēn）据（jù）国家电网发布的Q/GDW 11383-2015《架空输（shū）电线路无人机巡（xún）检（jiǎn）系统配（pèi）置导则（zé）》。，无人机巡检系统指利用（yòng）无人机（jī）搭载可见光、红（hóng）外等检测设备，完成架（jià）空输电线路（lù）巡检任务的作业系（xì）统。

无人机巡检系统（tǒng）一般（bān）由无（wú）人机（jī）分（fèn）系统、任务载荷分系统（tǒng）和综合（hé）保障分（fèn）系统组成（chéng）。无人机分系统指由无人驾驶航空器、地面站（zhàn）和通讯系统组成，通过遥控指令完（wán）成飞行任务的无人飞（fēi）机系统（tǒng）。任务载（zǎi）荷分系统指为完成（chéng）检测、采（cǎi）集和记录架空（kōng）输电线路信息等特定任务功能的系统（tǒng），一（yī）般包括光电吊舱、云台、相机、红外热像仪和（hé）地面显控单（dān）元等设备或装置。综合保（bǎo）障分系统指保障无人机巡检（jiǎn）系统正（zhèng）常工作的（de）设备及（jí）工具（jù）的集（jí）合（hé），一般包括供电设备、动力供（gòng）给(燃（rán）料或动力电（diàn）池)、专用（yòng）工具、备品备件和储运车辆等。

无人机（jī）巡检系统（tǒng）包括无人直升机(按结构形式一般分为单旋翼带尾浆式和多旋翼式)巡检系统和固（gù）定翼无人机巡检系（xì）统。无人直升（shēng）机按照空机质（zhì）量分为中型（xíng）无人（rén）直升机和（hé）小型（xíng）无人直升机。中型无（wú）人直升机指（zhǐ）空机质量大于7kg且小于（yú）等于116kg的无人（rén）直升机，一般（bān）是单（dān）旋翼（yì）带尾浆式无人直升（shēng）机，适用于中等（děng）距（jù）离的多任务精细（xì）化巡检。小型无人（rén）直升（shēng）机指空（kōng）机质量小于等于7kg的无人直（zhí）升机，一般是电动（dòng）多旋翼（yì）无人机，适用于短距（jù）离（lí）的多方位精（jīng）细化巡检（jiǎn）和故障巡检。

目前（qián），昆明劲鹰（yīng）无人机专（zhuān）业（yè）从事航测（cè）无人机设（shè）备的设计、生产（chǎn）、销售和航测航拍服务，是（shì）中（zhōng）国技术顶尖的航测航拍无人机设计制造（zào）及（jí）航飞服务商，开发（fā）研制出劲鹰1型汽油航测航（háng）拍无人（rén）机、劲鹰2型垂（chuí）直起飞固定翼无人（rén）机、劲鹰（yīng）3型（xíng）可垂直起飞悬停固（gù）定翼（yì）无人机、劲鹰650航拍专（zhuān）用飞行器、劲鹰1000型八轴（zhóu）航拍航测无人（rén）机、劲鹰（yīng）1600大型载重（chóng）旋翼飞行平台等多（duō）种（zhǒng）型号的（de）无人机。通（tōng）过平台软件，可对无（wú）人机采集到的视频进（jìn）行实（shí）时预览（lǎn）并对（duì）云台进行控制。通过（guò）地面站客户端（duān），还能对无人（rén）机的飞行（háng）任（rèn）务进行设置。

四、系统特点

无人（rén）机可垂直起（qǐ）飞和降落（luò），无需任何辅助装置，不需要专门的机场和跑道，对环境要求极低，可在（zài）野外随处（chù）起飞（fēi）和降落。

无人机飞行（háng）精度高，可长时间（jiān）悬（xuán）停、前飞、后飞、侧飞、盘（pán）旋等。多旋翼无人机能在平原（yuán）、湖泊、高山等地形地貌下飞行巡检（jiǎn），可以利（lì）用（yòng）空中优（yōu）势，全方位、高精度检查输电线（xiàn）路运行情况，因（yīn）此能够（gòu）很好地弥补人工巡检（jiǎn）的不足。

无人机速（sù）度可控范围大，智能（néng）化程度高，可（kě）实现程控自（zì）主飞行及自动返航（háng）等（děng）多种先进功能;操（cāo）作十分简（jiǎn）便（biàn）有效（xiào），有较强的容错能力;系统性能稳定可靠、机动（dòng）灵活，运营成本低。

无（wú）人机光电吊舱可搭（dā）载设备丰（fēng）富（fù），除了可见光（guāng）还有红外热像仪（yí）和（hé）紫外成（chéng）像仪，在夜晚也能（néng）发挥作（zuò）用。红（hóng）外热（rè）像仪能够通过温度异（yì）常变化对比值，发（fā）现隐蔽性较强的发热故障（zhàng）点;紫外成（chéng）像仪能够利用电晕（yūn）和表面局部（bù）放电（diàn）的（de）产生和增（zēng）强间（jiān）接（jiē）评估（gū）运行（háng）设备的绝缘状况和及时发现绝（jué）缘设备的（de）缺（quē）陷。紫外成像仪和红外热（rè）像（xiàng）仪是一（yī）种互（hù）补性技（jì）术，结（jié）合传统可见光巡线，能够大大提高故障（zhàng）点检测的准确性，为故障抢修赢得宝贵的时间。

五、应用价值

无（wú）人机（jī）在电力行（háng）业的应用，除了实现线（xiàn）路巡检外，还能辅助实现线路架设和线路规划。

1、线路巡检

线路的维护与巡检在电力系统中有着（zhe）相当重要的作用，这样也就得到了更多电力专家的重视。通过相（xiàng）关的（de）数据和图像资料可以（yǐ）清楚看到，在观察设备外观（guān）情（qíng）况时，无（wú）人机技术可以起（qǐ）到相（xiàng）当（dāng）关键的作（zuò）用，通过（guò）无人机，电力部门相关人员可以清（qīng）楚判断对于一些重要的部件是否受（shòu）到（dào）损坏也可以很清（qīng）楚的进行判断，保证输电线路的安全，保障居民的用电。除正常巡检和特（tè）殊巡检，还（hái）可将无人机应用在电（diàn）网灾后故障巡（xún）检。当灾害导致道路受阻、人员无（wú）法巡检（jiǎn）时，飞行器无人机可以发（fā）挥替代（dài）作用（yòng），开展（zhǎn）输电线（xiàn）路巡查，准确定（dìng）位（wèi）杆塔（tǎ）、线路故障，且视角更广（guǎng），能避（bì）免“盲（máng）点（diǎn）”。无人机巡（xún）检提高（gāo）了电力维（wéi）护和检修的速度和效率，使许多工作能在（zài）完全带电的情况下迅速完（wán）成（chéng），比（bǐ）人工巡线效率高出40陪（péi）。在巡检过程中，还（hái）可通过无人机清除线路上的（de）风筝、气球、塑料袋等异物。

2、线路架设

在输电线（xiàn）路施工过（guò）程中（zhōng），线路走（zǒu）廊长、地形情况复杂，线路（lù）所经（jīng）地区山谷河流茂密森林，给线路架设带来极大不便，工（gōng）程实施（shī）困难重重。为有效破解（jiě）缓（huǎn）解生（shēng）态环境保（bǎo）护和架线（xiàn）施工的矛盾，可运（yùn）用无（wú）人（rén）机展放导（dǎo）引绳进行（háng）来架设线路架设（shè）施工轻松解决。无（wú）人机（jī）首先沿（yán）线路上空飞（fēi）行并施放一根轻质（zhì）高强引绳通（tōng）过各基塔，然后利用这根轻质引（yǐn）绳不断牵引后续引绳，直至牵（qiān）通一根（gēn）三级（jí）引绳（shéng），并架设导线。通过这种方（fāng）式，解决了人（rén）力（lì）展放导引（yǐn）绳的高强度和（hé）动力伞展放导引（yǐn）绳着陆（lù）困难等问题，也减（jiǎn）少了线路通道的树（shù）木砍伐，最大限度地保（bǎo）护了自然生（shēng）态。

3、线路规划

无人机的测绘系统有很多优点，包括实时性、成本低、响应快、灵（líng）活度高（gāo）等特点。和普通（tōng）的航空遥感与卫星遥感相（xiàng）比，优势更加明显，它可（kě）以在低（dī）空（kōng）取得光学图像（xiàng）、地形图像、输电（diàn）线路图像，是其他测绘和、监测方式不能取（qǔ）代的（de）。在对各类输（shū）电线路进行走廊（láng）规划时（shí），需对规（guī）划区域进行详细的信息（xī）采集和测绘工（gōng）作（zuò），最（zuì）好的方式就是采用无人机测绘系统，不仅可以确保获（huò）取数据的高效性，还可（kě）以在多方面降低环境对信息采集与勘（kān）测的影响。依据无人机采集的（de）数据进行（háng）有（yǒu）效分析，能（néng）够全面兼顾各方面因素，对充分利用有限的资（zī）源充分利用，使（shǐ）区域（yù）规划与（yǔ）线路走向更加合理，输电（diàn）线路的路径得到优化（huà），有效（xiào）降低国家对于输电线路的建设成本。

六（liù）、应用展望

随着经济的发展和科技的进步，无人机（jī）技术已经越来越成熟（shú），利用无人机在巡检电力系统（tǒng）中巡检线路，不仅降低了在（zài）人工（gōng）巡检过程中出现（xiàn）的故障率（lǜ），也有效的（de）降低了电力企业的成本预算，还提（tí）高了电力（lì）巡检工（gōng）作的效率。

目前国家电网和南方电网（wǎng）相关部门（mén）正在着力推进（jìn）无人机班组建设、完（wán）善各类保障支撑体系，为无人机在电力行（háng）业的广泛（fàn）应用做好全面准备工作（zuò），无人（rén）机（jī）将迎来全面（miàn）推广（guǎng）应用的新阶（jiē）段。

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