1、微探飞行器电力巡检摘要：随着人们生活水平的提高，人们对电力的需求越来越大，对电力巡检工作也日益重视。将飞行器运用于电力巡检工作中，不仅节约了人力，更提高了巡检效率。 关键词：飞行器；电力巡检 中图分类号：TN967 文献标识码： A 文章编号： 随着人们生活水平的提高，人们对电力的需求越来越大，将飞行器运用于电力巡检工作中，不仅节约了人力，更提高了巡检效率。所以重视对飞行器电力巡检的研究，不仅能提高巡检效率，更能促进经济发展。1 国内飞行器电力应用现状 近年浙江电力公司在直升机电力巡线检测设备方面进行了大量的工作，取得了一定的成绩。 但由于直升机应用成本高、投资大，同时也存在一定的作业风险，现
2、在国内拥有直升机实用化电力作业能力的单位为数不多。近年来英国、德国、澳大利亚、西班牙和日本先后开展了无人直升机电力巡检的相关技术研究，由于各种原因，现在主要还是处于实验室水平，并未应用于实际生产中。 国内主要有山东电力、福建电力、辽宁电力、安徽电力、四川电力等系统内单位从事相关科研项目的研究，相关媒体也先后进行了上述几家公司应用无人机进行电力巡检的报道。 其中山东公司是最早进行无人机电力巡检研究的单位之一，山东公司现在主要拥有包括无人直升机和固定翼无人机等多种机型，已实现无人机输电线路常态化巡检。 2 飞行器在电力行业的应用分析 飞行器按照不同的控制方式，可分为有人飞行器和无人飞行器，有人飞行
3、器一般体积较大，其载重能力一般都大于 100 kg，对驾驶人员也有一定的要求，需考取专业的驾驶执照。 无人飞行器大小不等，小的无人飞行器重量可小于 1 kg，大的飞行器重量可以吨计。 不论对于哪种飞行器，通过搭载不同的检测设备，可分别执行不同的巡检任务。 直升机巡视技术。直升机巡视高压输电线路是指直升机装备陀螺稳定的红外热成像仪与可见光检测仪对线路进行检查，机上的 GPS 定位仪可以对航行路线精确导航，它具有高效、不受地域影响、可靠等优点。 红外成像检查是利用红外热像仪对线路上的导线接续管、耐张管、跳线线夹、导地线线夹、金具、绝缘子等进行拍摄，分析数据，判断其是否正常，同时进行全程红外跟踪录像
4、。 可见光检查是在航巡中运用望远镜、照相机、机载可见光镜头跟踪记录导地线、杆塔、金具、绝缘子等部件的运行状态、线路走廊内的树木生长、地理环境、交叉跨越等情况，同时进行全程跟踪录像。 直升机巡视作业基本要求。 一是直升机由一名飞行员驾驶，两名航巡员操作巡视设备。 二是为更好地观察销钉类的微小缺陷，每次巡视将直升机在塔头悬停时间为 23 min，对于 500 kV 输电线路，采取在线路单侧巡视方式，即在线路一侧巡视时检查铁塔三相导地线及金具，巡线时直升机与 500 kV 交流线路安全距离保持在 1520 m； 与660 kV 直流线路安全距离保持在 2025 m。 作业速度保持在 12 km/h
5、左右。 三是一名航巡员用机载红外热成像仪对线路导地线、间隔棒、接续管进行检测并录像，另一名航巡员用可见光摄像仪进行观察并录像，发现问题后，用望远镜进行详细检查、拍照。四是检查铁塔时飞机在铁塔斜侧上方悬停，两名航巡员同时对铁塔、绝缘子、金具等进行检查、录像。 2011 年山东电力首次将直升机巡视技术引入山东电网，全年直升机巡视线路 2 097 km，巡航里程 5 000 余公里，发现缺陷 153 项，其中 31 项是地面巡视难以发现的缺陷、6 项属危急缺陷。 但是，目前直升机巡视技术受恶劣天气和国家航空管制影响较大，其规模化应用仍然受到一定的限制。 在国家电网公司“十二五”规划里，已明确提出加快
6、国网通航公司发展，进一步扩大直升机业务范围，建设直升机维修保养中心、人才培训中心、技术研发中心、应急抢险中心和直升机电力作业中心五大中心；直升机业务范围扩大到电网运行维护、 建设施工、勘察设计、应急抢险、科学试验、客货运输六大领域；建设覆盖全国的华北（北京）基地、华中（湖北沙市）基地、西北（兰州）基地、华东（南京）基地、四川（成都）基地、福建（福州）基地、东北（沈阳）基地等七大作业基地，在未来 5 年里直升机在电力行业的应用将越来越广泛。无人机巡检技术。无人机按照不同的结构可分为无人直升机和无人定翼机。 无人直升机具有起降灵活，可自由悬停等诸多优点，但现阶段国内大载荷无人直升机技术还不成熟，国
7、外成熟产品又处于对华禁售的状态，无人直升机要进行长航时、长航程的输电线路巡查还存在技术难度。 无人定翼机则具有飞行速度快，巡航半径大，滞空时间长等优点，但无法实现悬停。根据各自的特点，无人直升机可实现对特定目标的精细巡查，定翼无人机可实现对输电线路走廊的整体普查。 无人机巡检系统主要有无人机平台、检测系统、无线通讯系统和地面控制系统等部分组成。无人机平台负责执行飞行巡检任务，机上搭载飞行控制系统，实现对无人机平台的实时控制，无人机位置信息主要依靠 GPS/北斗定位系统获得。 检测系统则可以根据飞行平台的载重能力灵活配置，主要包括光电吊舱、可见光检测设备、紫外检测设备、红外检测设备等，对于小型的
8、飞行平台也可选择单次搭载单个检测设备的方式，分批次完成不同的巡检任务。 无线通讯系统是负责地面控制站与无人机平台交互的媒介，其主要实现控制数据、状态信息以及实时图像的传输，为保证无人机平台的飞行安全性，无线通讯系统需实时畅通。 地面控制系统主要是接收无人机飞行平台运行状态参数，发送控制指令，集中显示实时图像等。 无人机巡检相比人工徒步巡视具有效率高、检测精度高等优点；飞行平台相比直升机成熟度还不高，但其具有使用成本低、操作简单等优点。在国网公司的“十二五”生产规划中也明确指出：“到 2015 年，在特高压线路、跨区长距离输电线路、主干线路以及人工巡检无法到达地区推广应用直升机、无人机、机器人巡
9、线等智能巡检，显著提高输电线路安全运行可控、能控、在控水平。 ”无人机巡检将逐渐成为现有人工巡检和直升机巡检的有益补充，在生产实际中会发挥越来越大的作用。 7 月 26 日，在山东省潍坊市寿光侯镇，一架无人直升机开始对 220kV寿海线进行智能巡检。这是山东电力集团公司电力科学研究院研制的“智能巡线千里眼”无人直升机智能巡检系统常规飞行巡检的第一步，标志着山东电力在全国率先实现了将无人机巡线纳入线路巡检常态化应用。 飞行器还广泛应用于其他的电力作业。 对于大载荷直升机可进行相关输电线路建设塔材吊装等工作，对于无人机飞行器可进行电力灾后巡查，应急评估等工作。 2011 年 5 月在海拔 2 80
10、0 多米的青海格尔木，一架卡 -32 型直升机成功吊起 2.2 t 的铁塔材料，稳稳放在铁塔底座， 顺利组立起了一座电力铁塔，从起吊到工作结束只用了 13 min。 在汶川地震后，无人机对灾区实施了航拍，在抗震救灾中发挥了重要作用。 3 结语 随着研究的不断深入，各种飞行器的潜能将不断被挖掘，在不久的将来，在电力巡检和作业现场我们会越来越多的看到直升机、无人直升机和无人定翼的身影。 各种飞行器在电力行业的应用研究也将为其在国民经济其他领域应用做打下一个良好的基础。 参考文献 1 赵鹏,邓春,袁亦超;应用直升飞机巡检输电线路J;华北电力技术;2002 年 10 期 2 陈晓兵;马玉林;徐祖舰;无人飞机输电线路巡线技术探讨J;南方电网技术;2008 年 06 期 3 厉秉强;王骞;王滨海;张海龙;韩磊;利用无人直升机巡检输电线路J;山东电力技术;2010 年 01 期 4 陈西广;董罡;王滨海;田兵;乔耀华;固定翼无人机巡检输电线路探讨J;山东电力技术;2011 年 05 期
