無人機應用于電力巡線解決方案解析

1、西部（銀川）通用航空有限公司無人機電力巡航項目1XJ企劃書（修訂）WESTERN GENERAL AVIATION GROUP二o六年六月_電力行業(yè)概述1.行業(yè)背景我國目前已形成華北、東北、華東、華中、西北和南方電網(wǎng)共6個跨省區(qū)電網(wǎng)；110 kV 以上輸電線路已達到近51.4萬km。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國每年電力行業(yè)整體投資約為 1000億元，其中硬件設施為73% ,說明輸電設備在國家電網(wǎng)建設上比重越來越大，隨看電 網(wǎng)的日益擴大,巡線的工作量也日益加大,100km的巡線工作需要20個巡線人員工作一天 才能完成。因此傳統(tǒng)的巡線方式已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的廣泛需求。2、行業(yè)需求針對高壓輸電線路的

2、運行管理模式和常規(guī)作業(yè)方式，表明傳統(tǒng)巡線方式面臨的困難有: 勞動強度大、工作條件艱苦，而且勞動效率低,遇到電網(wǎng)緊急故障和異常氣候條件下,線路 維護人員不具備有利的交通優(yōu)勢、利用普通儀器或肉眼來巡查設施。這種方式已經(jīng)不能完全 適應現(xiàn)代化電網(wǎng)建設與發(fā)展的需求。超、特高壓電網(wǎng)急需先進、科學、高效的電力巡線方式。二行業(yè)需求分析傳統(tǒng)巡線有人點升機巡線：作業(yè)危險系數(shù)高、成本費用高昂2 無人機巡線必將取代傳統(tǒng)巡線形式傳統(tǒng)巡線存在的問題無人機取而代之的優(yōu)勢無人機自身優(yōu)勢:攜帶方便、操作簡單、反應第一:巡線距離長、工作量大、步行巡線效率 非常緩慢,無法提高巡線效率迅速、載荷豐富、彳壬務用途廣泛、起飛降落對 環(huán)境

3、的要求低、自主飛行第二：遇到冰雪水災、地震、滑坡等自然災害無人機的行業(yè)優(yōu)勢：第一:無人機巡線提高了電力維護和檢修的速天氣時,巡線工作將無法開展。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：第三:山區(qū)巡線具有高風險性,時刻威脅巡線 人員生命安全。在山區(qū)林區(qū)有毒生物越來越 多,特別是夏季的"峻蟲"一旦被咬將危及性 命，威脅最大的是那些看不見的陷阱和捕獸 夾。無人機巡線比人工巡線效率高出40陪。 第二：采用無人機進行常規(guī)輸電線路巡杳,可 降低勞動強度,與有人直升機巡線相比，可提 高巡線作業(yè)人員的安全性,并且降低了成本。 第三：無人機具有巡線

4、速度快、應急瞬速的特 點并及時發(fā)現(xiàn)缺陷，及時提供信息，避免了線 路事故停電,挽回了高額的停電費用損失。三.無人機應用于電力巡線的具體解決方案 無人機巡檢可分為如下三種任務情況:(1) 固定翼無人機進行應急、常規(guī)飛行無人機解決方案首先:無人機可利用固定翼快速做出應急反應，固定翼適用于自然災青預 警巡杳飛行和事故應急飛行；其次:通過大范圍飛行快速巡杳,第一時間 掌握事故隱患點。最后:通過航拍測繪掌握地面受災程度,地面工作站根 據(jù)實時航拍監(jiān)控數(shù)據(jù)立即通知輸電管理所以及搶修隊伍展開搶修維護事 宜。應急搶修優(yōu)勢：提高了搶修隊伍在處理應急事件的辦事效率，快速準確的 為受災地區(qū)進行定損評估,為電塔、電線搶修

5、贏得寶貴充足的時間。解決問題：輸電設備面臨嚴重的然災害(2 )無人直升機可見光巡查飛行:解決問題：定期進行日常巡線任務無人機現(xiàn)代巡線圖示首先:無人直升機根據(jù)巡檢事前編好的電塔GPS坐標點，進行自動飛行巡檢, 巡檢內(nèi)容包括圖示中的：引流線（有無斷股桿塔（有無鳥窩、損壞、變形、 緊固金具松脫金具被盜絕緣子（有無閃落跡象、破損、污穢、異物懸掛 無人機解決 防震錘（有無變形、存在異物線夾（有無松脫X導線（有無斷股、異物方案 懸掛地面環(huán)境（有無在規(guī)定范圍建筑房屋和超范圍生長的植物）等內(nèi)容；其次：無人機執(zhí)行巡檢監(jiān)控,并實時同步傳輸?shù)降孛婀ぷ魅藛T。最后:無人機完成巡檢任務后,地面工作人員根據(jù)巡檢內(nèi)容信息判斷

6、巡檢結(jié)果,并根據(jù)具體情況制定相應的解決措施。常規(guī)可見光巡線優(yōu)勢：用于日常巡線任務，相對傳統(tǒng)地面人工巡查而言，無 人機可見光巡線具有工作效率高、準確率高、工作范圍大等特點;相對有人 駕駛飛機巡線而言,無人機巡線具有安全性高、運行成本低廉、實時性強等 明顯優(yōu)勢。（3）無人直升機搭載熱成像設備巡查飛行:解決問題：夜間輸電設備出現(xiàn)故障無人機解決方案無人機通過掛接熱成像設備,對巡檢線路進行巡檢,通過溫度異常變化對比值， 發(fā)現(xiàn)隱蔽性較強故障點，結(jié)合傳統(tǒng)可見光巡線，熱成像巡線將大大提高故障點 檢測的準確性。無人機搭載熱成像設備夜間巡檢輸電設備判斷依據(jù)：導線（有 無紅色發(fā)熱點線夾（有無接觸點發(fā)熱引流線（有無發(fā)

7、熱點絕緣子（有 無擊穿發(fā)熱桿塔（有無擊穿發(fā)熱耐張管（有無發(fā)熱）應急搶修優(yōu)勢：提高了夜間搶修隊伍在處理應急事件的辦事效率,無人機搭載 熱成像設備快速準確的為出現(xiàn)故瞳點進行紅外巡查,為尋找到故障點和電線搶 修贏得寶貴充足的時間。案例表明2010年，我司無人機針對山西某電力公司進行線路巡視，搭載可見光設備 進行巡視，對各等級線路實施“有效巡檢” 28條次，總長47公里，其間發(fā)現(xiàn)隱 患2項，總用時不到2小時，相當于完成了2人連續(xù)32小時的巡檢量，提升巡視效率32倍。作業(yè)情況如下圖所示:（圖一：作業(yè)中的無人機）（圖二：作業(yè)中發(fā)現(xiàn)絕緣子脫落）（圖三：絕緣子脫落特寫）五、效益分析(1) 無人機巡線降低了電力

8、部門整體巡檢成本。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明：云南電網(wǎng)公司一年 人工巡線費用大約在60萬左右;隨看線路長度的增加,其規(guī)模效應越來越明顯,利用無人機 進行巡檢可以使巡線平均成本會越來越低。(2) 無人機巡線在巡線過程中發(fā)現(xiàn)重大危急缺陷，及時為運行單位提供信息,避免了 線路事故停電,挽回了高額的停電費用損失。據(jù)了解一個城區(qū)4萬戶居民，停電8小時將直接 導致經(jīng)濟損失在40萬元左右。(3 )每次飛行時間可達1小時,每小時巡線30公里。每飛4個架次相當于出動30名巡線 員一整天的工作量,且不受地理環(huán)境的限制。七. 利用無人機巡檢的意義采用無人機在日常巡檢工作中做好對輸電線路的巡視和維護工作,具有非常重要的意義。 第

9、一:有利于電力部門制定有針對性的維護措施,加大線路運維工作力度，確保重要輸電線 路安全運行。第二：有利于加大強降雨后重點區(qū)段的特巡力度,增加大負荷運行下設備檢測次數(shù)。第三:有利于定期對線路通道內(nèi)樹木、違章建筑等情況進行重點排查、清理，確保輸電通道 安全。八. 的品牌優(yōu)勢L中國無人機先鋒一2008年5月13日，在四川汶川發(fā)生里氏8.0級大地黑后的第 二天，公司受民政部國家減災中心委托，派出精英技術(shù)團隊攜帶"千里眼"無人機飛赴四川、 等重災區(qū)執(zhí)行救災航拍任務，并成功完成了全球首張汶川災后航拍圖，為汶川抗震救災工作 提供了珍貴的救援數(shù)據(jù)；得到國家民政部高度稱贊。2高端資質(zhì).精英回

10、隊一林電子科技有限公司是民政部緊急救援促進中心唯一的無人機生產(chǎn)研發(fā)基地,是中國航空學會團體會員,具備全國甲級測量測繪資質(zhì)；是無人機 應用、銷售、技術(shù)服務和航拍服務為一體的科技公司；并擁有多款自主研發(fā)生產(chǎn)的無人機航 拍設備和多支技術(shù)精良的航拍隊伍，能為不同的電力場所提供快捷優(yōu)質(zhì)的電線巡視和航拍服 務；在技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域,公司吸納了20多名在航天航空領(lǐng)域和電子信息領(lǐng)域的院士、博士、專 家、教授聯(lián)合進行智能無人飛行器的研發(fā)工作。3輝煌的戰(zhàn)績:在2008年南方雨雪冰凍災害、5.12四川汶川大地震和廣西洪澇災害 中,公司自主硏發(fā)的千里眼無人機成功運用遙感遙測技術(shù)獲取災區(qū)重要情報,科學引導決 策部門抗災救災,

11、得到國家民政部和自治區(qū)政府的高度評價。4高度的社會關(guān)注：2009年3月10日，cctv-2財富故事會欄目天空的眼睛 專題片；2009年5月24日cctv-10科技人生欄目我要飛得更高專題片；2009年5月 29日cctv-1科技博覽欄目高空"千里眼"專題片陸續(xù)對公司無人機進行詳細的報道 并給予了高度的評價。（一）電力巡線專用無人機- 一天翼IV、天翼III無人直升機適用于：桿塔巡查、絕緣子檢查等小范圍細節(jié)監(jiān)測1、天翼IV、天翼III無人直升機技術(shù)參數(shù)技術(shù)多數(shù)主旋衷直徑 2240mm 機身長：1 778mm 有效鉉荷:12000g 起飛大約16kg 飛行高度：10-1000m

12、 最大抗風 4級尾旋巽長：403mm機身咼：755mm排氣臺：80cc巡航速廢：0-30km/h續(xù)航時間：60 mi n起降方式：垂直起降表翼川型I技術(shù)卷數(shù)主旋翼直徑:1850mm機身長:1570mm有效我荷：3000g起飛重軸：8000g飛行高度：10-1000m最大抗風：4級尾旋呉直徑：300mm機身高：750mm排氣屋：26cc巡航速度：0-50km/h填航時間:15-45min起降方式：垂直起降2、無人直升機系統(tǒng)特點(1) 性能優(yōu)異：(a) 長時間懸停、貼近巡檢對象進行低空飛行；(b) 在野外場地垂直起飛和降落，不需要專門的機場和跑道；(c) 若發(fā)動機發(fā)生故障空中停車，無人直升機可以利

13、用旋翼自轉(zhuǎn)下滑安全 著陸。(2) 傻瓜式的飛行控制：使用自動駕駛儀全自主執(zhí)行全部命令，包括起 飛、爬升、航線飛行和著陸，能自由懸停。地面站執(zhí)行任務規(guī)劃、實時采集和 現(xiàn)實、遠程控制；通過指令上行鏈路進行遙控或操控遙飛行中更改航線、控制 載荷等功能。(3) 實現(xiàn)多種任務載荷：根據(jù)任務需要可搭載3. 5-12公斤以內(nèi)的多種 任務載荷；如照相機、攝像機、紅外感應儀等其他勘測設備等。(二)電力巡線專用無人機- 一勘查者III固定翼無人機適用于：大面積范圍的線路巡視技術(shù)參數(shù)買展:3000mm有效載荷：SOOOg最大起飛重量：24000g炭大抗風:6級機廈面積:100dm機身長:2070mm空機堇:11500g巡航速度：80-130km/h起降方式：滑跑起降或彈射/傘降 續(xù)航時間:120-180min 系統(tǒng)特點：性能優(yōu)異：無人機可按預定飛行航線自主飛行、拍攝；航線控制精度高，飛行姿態(tài)平穩(wěn).飛行高度可達3000叫 Oil20km/h0飛機抗風性能好，最大可抗6級；買擁孫,巡航時定離準亀橫向穩(wěn)定性高；在多云或復雜 客條件下（如沿海地區(qū)）可以進彳花下航攝飛行，從而保證監(jiān)測工作及時、準確地完成.飛行控制簡單可靠：使用自動坷駛儀全自主執(zhí)行全部命令，包括起飛、爬升、航戰(zhàn)飛行和著陸.簡便安全的起飛和回收方式：有適合的跑道薦可以逬行滑1®起屣,還可以采用輕便、高可崑性、可重復使用的彈射架,彈射起