背景與需求
隨著輸電高壓等級(jí)的不斷提高，輸電線路的巡線作業(yè)對(duì)維護(hù)區(qū)域電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行越來越重要，也是電網(wǎng)運(yùn)行的當(dāng)務(wù)之急。輸電線路跨區(qū)域分布，點(diǎn)多面廣，所處地形復(fù)雜，自然環(huán)境惡劣，輸電線路設(shè)備長期暴露在野外，受到持續(xù)的機(jī)械張力、雷擊閃絡(luò)、材料老化、覆冰以及人為因素的影響而產(chǎn)生倒塔、斷股、磨損、腐蝕、舞動(dòng)等現(xiàn)象，這些情況必須及時(shí)得到修復(fù)或更換。絕緣子還存在被雷擊損傷、樹木生長引起高壓放油以及絕緣劣化而導(dǎo)致輸電線路事故，桿塔存在被偷盜等意外事件，必須及時(shí)處理。傳統(tǒng)的人工巡線方法不僅工作量大而且條件艱苦，特別是對(duì)山區(qū)和跨越大江大河的輸電線路的巡查，以及在冰災(zāi)、水災(zāi)、地震、滑坡、夜晚期間巡線檢查，所花時(shí)間長、人力成本高、困難大，某些線路區(qū)域和某些巡檢項(xiàng)目人工巡查方法目前還難以完成。
無人機(jī)（unmanned aerial vehicle,UAV）是一種先進(jìn)的無人駕駛自行飛行器。無人機(jī)輸電巡線系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的集航空、輸電、電力、氣象、遙測遙感、通信、地理信息（GIS）、圖像識(shí)別、信息處理的一體系統(tǒng)，涉及飛行控制技術(shù)、機(jī)體穩(wěn)定控制技術(shù)、數(shù)據(jù)鏈通訊技術(shù)、現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)、機(jī)載遙測遙感技術(shù)、快速對(duì)焦攝像技術(shù)以及故障診斷等多個(gè)高尖技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)代無人機(jī)具備高空、遠(yuǎn)距隨著輸電高壓等級(jí)的不斷提高，輸電線路的巡線作業(yè)對(duì)維護(hù)區(qū)域電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行越來越重要，也是電網(wǎng)運(yùn)行的當(dāng)務(wù)之急。輸電線路跨區(qū)域分布，點(diǎn)多面廣，所處地形復(fù)雜，自然環(huán)境惡劣，輸電線路設(shè)備長期暴露在野外，受到持續(xù)的機(jī)械張力、雷擊閃絡(luò)、材料老化、覆冰以及人為因素的影響而產(chǎn)生倒塔、斷股、磨損、腐蝕、舞動(dòng)等現(xiàn)象，這些情況必須及時(shí)得到修復(fù)或更換。絕緣子還存在被雷擊損傷、樹木生長引起高壓放電以及絕緣劣化而導(dǎo)致輸電線路事故，桿塔存在被偷盜等意外事件，必須及時(shí)處理。傳統(tǒng)的人工巡線方法不僅工作量大而且條件艱苦，特別是對(duì)山區(qū)和跨越大江大河的輸電線路的巡查，以及在冰災(zāi)、水災(zāi)、地震、滑坡、夜晚期間巡線檢查，所花時(shí)間長、人力成本高、困難大，某些線路區(qū)域和某些巡檢項(xiàng)目人工巡查方法目前還難以完成。
現(xiàn)代無人機(jī)具備高空、遠(yuǎn)距離、快速、自行作業(yè)的能力，可以穿越高山、河流對(duì)輸電線路進(jìn)行快速巡線，對(duì)架空線的鐵塔、支架、導(dǎo)線、絕緣子、防震錘、耐張線夾、懸垂線夾等進(jìn)行全光譜的快速攝像和故障監(jiān)測。基于無人機(jī)輸電巡線采集數(shù)據(jù)的專業(yè)分析，為輸電線管理和維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。
無人機(jī)作業(yè)可以大大提高輸電維護(hù)和檢修的速度和效率，使許多工作能在完全帶電的環(huán)境下迅速完成。無人機(jī)作業(yè)還能使作業(yè)范圍迅速擴(kuò)大，而且不為污泥和雪地所困擾。因此，無人機(jī)巡線方式無疑是一種安全、快速、高效、前途廣闊的巡線方式。離、快速、自行作業(yè)的能力，可以穿越高山、河流對(duì)輸電線路進(jìn)行快速巡線，對(duì)架空線的鐵塔、支架、導(dǎo)線、絕緣子、防震錘、耐張線夾、懸垂線夾等進(jìn)行全光譜的快速攝像和故障監(jiān)測。基于無人機(jī)輸電巡線采集數(shù)據(jù)的專業(yè)分析，為輸電線管理和維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。
無人機(jī)巡線的優(yōu)勢
1、 攜帶方便、操作簡單、反應(yīng)迅速、載荷豐富、任務(wù)用途廣泛、起飛降落對(duì)環(huán)境的要求低、自主飛行無人機(jī)的行業(yè)優(yōu)勢。
2、 無人機(jī)巡線提高了電力維護(hù)和檢修的速度和效率，使許多工作能在完全帶電的環(huán)境下迅速完成，確保了用電安全。據(jù)相關(guān)信息表明：無人機(jī)巡線比人工巡線效率高出40陪。
3、 采用無人機(jī)進(jìn)行常規(guī)輸電線路巡查，可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，與有人直升機(jī)巡線相比，可提高巡線作業(yè)人員的安全性，并且降低了成本。
4、無人機(jī)具有巡線速度快、應(yīng)急瞬速的特點(diǎn)并及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，及時(shí)提供信息，避免了線路事故停電，挽回了高額的停電費(fèi)用損失。
系統(tǒng)方案
無人機(jī)輸電巡線系統(tǒng)主要由五部分組成：
低空、低速、長航行距離、長航行時(shí)間的先進(jìn)無人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)
包含紅外、可見光到紫外的全譜段的實(shí)時(shí)遙感系統(tǒng)
微型氣象數(shù)據(jù)采集平臺(tái)
陀螺穩(wěn)定平臺(tái)
信息處理系統(tǒng)
