《輸電線路巡檢問題研究6600字（論文）》

無人機在輸電線路巡檢中的應(yīng)用目錄TOC\o"1-3"\h\u16876摘要 12494一、引言 32215二、研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 47554（一）無人機發(fā)展歷史的簡要回顧 411291（二）國內(nèi)外研究水平的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 4212541.國外研究成果 4306102.國內(nèi)研究成果 5188653.國內(nèi)無人機應(yīng)用成果 512540三、無人機在輸電線路巡檢的方法 719283（一）精細化巡檢 741231.對同塔并架雙回路直線塔，采用倒U型巡檢方法 7146032.對同塔并架雙回路耐張塔，采用雙S型巡檢方法 779（二）通道巡檢 811382四、無人機在輸電線路巡檢的特點 102458（一）無人機便捷的優(yōu)勢 1022298（二）應(yīng)用無人機進行巡檢的重要性 1025285五、無人機在輸電線路巡檢的關(guān)鍵技術(shù) 1114958（一）無人駕駛技術(shù) 1132224（二）圖像傳輸問題 1125846（三）檢測方法 1110595小結(jié) 121340參考文獻 1329632致謝 14

引言當前，隨著經(jīng)濟和電網(wǎng)的快速發(fā)展，新建輸電線路迅速增多。由于廊道所處地形復(fù)雜，環(huán)境惡劣，交叉多，輸電線路缺陷和故障跳閘增多。環(huán)山通道、山溝土路、建筑工地、鐵路、高速公路、河道、魚塘、居民樓、工廠、農(nóng)場、苗圃、果園等的檢查和檢查也存在不少困難和危險。使用無人機檢測技術(shù)，有必要知道無人機檢測的現(xiàn)狀，計劃提前檢查路徑，然后導入無人機導航系統(tǒng)和驅(qū)動器根據(jù)計劃路徑，以減少人為錯誤造成的潛在的安全風險。利用無人機的懸停、起降能力進行輸電線路檢測，并對相應(yīng)的輸電線路目標進行視頻跟蹤。采用模塊化設(shè)計，大大減輕了土工的負擔。同時，根據(jù)實際的土壤生產(chǎn)需要，可以有效地更換零件，從而降低了運行維護成本，避免了輸電線路的運行故障。無人機可以用來對架空輸電線路進行檢測，具有檢測效率高，檢測成本低，良好的檢測效果的桿塔，簡單和可靠的遠程控制，和小環(huán)境的影響，并能實現(xiàn)多量程、多頻、多角度對架空輸電線路檢查。

二、研究與應(yīng)用現(xiàn)狀（一）無人機發(fā)展歷史的簡要回顧縱觀無人機的歷史，它們首先用于軍事任務(wù):在第一次和第二次世界大戰(zhàn)期間，“別動隊”無人機成為主要的偵察任務(wù)。在越南戰(zhàn)爭期間，美國無人機進行電子竊聽、無線電干擾、投下金屬箔條，并為有人駕駛飛機在戰(zhàn)場上開辟了道路。在1982年的貝卡谷地戰(zhàn)役、1991年的海灣戰(zhàn)爭、1995年的波斯尼亞-黑塞哥維那戰(zhàn)爭和1999年的“科索沃戰(zhàn)爭”中，無人機扮演了重要的先鋒角色。隨著科學技術(shù)的進步和應(yīng)用要求的提高，無人機逐漸被應(yīng)用于各個民用領(lǐng)域，包括:地址勘查、地形掃描、影視制作、廣告空中巡邏、安防、消防監(jiān)控、通信中繼、科研試驗、物探測量、人工降雨、管道監(jiān)控、預(yù)防控制等應(yīng)用，大大提高了無人機的應(yīng)用價值。（二）國內(nèi)外研究水平的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢在國際上，無人機主要分為兩大類:軍事作戰(zhàn)服務(wù)和民用應(yīng)用服務(wù)。目前，在民事領(lǐng)域，尤其是在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，在1960年代和1950年代，由于國情不同，外國航空領(lǐng)域向民用領(lǐng)域開放，所以許多發(fā)達國家，如歐洲、美國、澳大利亞、買了自己的高性能，high-equipped載人直升機。輸電線路在良好天氣條件下的檢測是非常規(guī)操作。使用至今，該工作取得了良好的巡檢效果。并利用無人機對輸電線路進行了檢查，國外電力研究部門正在進行相關(guān)的研究和試驗。1.國外研究成果位于加州帕洛阿爾托電力研究所，2001年，開發(fā)了一個空氣檢測系統(tǒng)(碳酸檢測系統(tǒng))，該系統(tǒng)可以在輸電線路速度，把電線和記錄和相關(guān)的設(shè)施(塔、絕緣子、硬件等)，并使用先進的GPS定位系統(tǒng)來識別目標，如建筑和塔體相應(yīng)的坐標。與其他直升機巡邏相比，該系統(tǒng)具有提高可靠性和縮短巡邏時間的優(yōu)點。但該系統(tǒng)的成本極高，是人工檢查成本的10倍以上。Sprite是英國威爾士班戈大學開發(fā)的半自主無人機，具有抗擾流能力強、重量輕的優(yōu)點。它還配備了CCD攝像機，可以用來檢測輸電線路和相關(guān)設(shè)施。Sprite飛機配備了兩套旋轉(zhuǎn)葉片，葉片向相反的方向旋轉(zhuǎn)，以消除扭矩，實現(xiàn)平穩(wěn)飛行。然而，該飛機仍處于試驗發(fā)展階段。2.國內(nèi)研究成果我國在80年代開始載人直升機檢查工作，但由于檢查費用高，靈活機動性差，檢查飛行安全系數(shù)低的原因，和電力生產(chǎn)應(yīng)用程序的靈活、快速應(yīng)變不符合要求，因此，這項工作一直不是很好。由于無人機技術(shù)研究起步較晚，技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，低空尚未開放。產(chǎn)生糾紛的原因是，無人機在中國的主要應(yīng)用有:影視制作、廣告航拍、安全巡邏、火災(zāi)監(jiān)控、通信中繼、科研檢測、物探、人工降雨、管道監(jiān)控、反走私監(jiān)控等方面。3.國內(nèi)無人機應(yīng)用成果輸電線路巡邏無人機的應(yīng)用是民用無人機探索與發(fā)展的結(jié)晶。近年來，無人機在我國應(yīng)用較多，具體內(nèi)容如下:2011年3月11日，云南省盈江縣地震發(fā)生后，中國四維測繪科技有限公司利用固定翼油動無人機對盈江縣14平方公里進行了50分鐘的航測，獲得分辨率為0.1米的603張照片。2010年4月9日，山東省電力公司研制的油動單旋翼無人機在500千伏川泰一號線、二號線雪野湖段飛行15分鐘，對1.5公里線路、6基塔進行檢查，實現(xiàn)了自主起飛、程控飛行、航跡顯示、航線跟蹤等技術(shù)突破。該公司研發(fā)的另一架固定翼燃料動力飛機于2011年底進行試飛，翼展3.1米，飛行速度108-120公里/小時，但仍需火箭助推器才能完成起飛。2010年7月30日和31日，遼寧本溪供電公司研制的旋翼-油動遙控無人機在遭遇暴雨和泥石流襲擊后，對撫順電網(wǎng)進行了檢查。2010年6月14日、17日、11月18日至20日，青海電力公司無人機進行高空飛行試驗。湖南公司試研院和國網(wǎng)輸變電設(shè)備防冰減災(zāi)技術(shù)重點實驗室研制的四旋翼無人機，于2011年1月4日，對廣東韶關(guān)江城線1724號耐張塔開展高空近距離觀冰。安徽省蘇州供電公司開發(fā)了基于四旋翼無人機和旋翼油遙控無人機的三維檢測系統(tǒng)。2011年1月23日，江蘇省輸變電公司研制的旋翼機油動無人機進行試飛，釋放主導繩。它的識別感應(yīng)技術(shù)和自動調(diào)整飛行軌跡技術(shù)是北京輸變電公司在20世紀90年代采用的手動遙控釋放主導繩技術(shù)的新突破。因為使用無人機進行高壓輸電線路巡檢可以節(jié)省大量的人力資源成本，提高供電公司的經(jīng)濟效益，同時也解放了社會勞動力。這是由于無人機具有成本低、傷亡風險低、生存能力強、機動性好、使用方便等優(yōu)點。因此，無人機的應(yīng)用研究高壓輸電線路的檢查一定會促進無人機技術(shù)的不斷發(fā)展，提高檢測的自動化程度，降低勞動強度，提高輸電線路檢測的效率和降低檢驗成本，這將帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益的部門。

三、無人機在輸電線路巡檢的方法（一）精細化巡檢對于一般的單回路線性塔和單回路張緊塔，要按一定的順序，對塔上的金逐級檢查。首先，在桿塔的一側(cè)起飛，對底座和極板進行拍照，分析照片時可以用來區(qū)分桿塔的編號。提高無人機橫臂拍照的配件和連接部件，角度略有不同，一般帶兩張照片在同一部分避免模糊的照片和射擊死角方向不一致造成的螺栓和銷由相機抖動造成的。飛到塔頂，拍攝通道和地線夾的照片。穿越指南接地線從鋼管塔的頂部可以避免放電事故造成導游接地線和地面之間的距離不足或穿過物體，并確保無人機不會聯(lián)系導游接地線后鍵返回失敗之后，造成事故。然后從橫臂的另一側(cè)發(fā)射配件和接頭。在拍攝完所有的硬件部分后，降落到地面或飛到下一個塔，結(jié)束一個塔的拍攝。1.對同塔并架雙回路直線塔，采用倒U型巡檢方法當無人機從合適的位置起飛后，首先面向大側(cè)向左飛行，拍下塔板和底座的兩張照片。緩慢上升至塔左側(cè)下相絕緣子線吊點，距塔水平方向約5米。拍兩張電線吊點的照片。將無人機垂直移動至下相絕緣體水平臂吊點，并在水平臂吊點處拍攝兩張硬件照片。垂直移動無人機，分射擊階段和高空階段。垂直上升高度，到左側(cè)架空地線吊點，將金屬吊點拍2張照片。跳過高塔到另一邊，下降到右上方的接地線。調(diào)整相機角度和倍數(shù)變焦，拍攝地線支架和地線掛點的2張照片。將高度逐漸下降到上相絕緣子橫擔吊點右側(cè)的桿塔上，與桿塔的水平距離約為5米，在橫擔吊點處拍攝金屬2張照片。將無人機垂直下降至上相絕緣子線吊點，并在吊點處拍攝兩張硬件照片。垂直下降無人機，射擊階段和階段。最后，對右邊的塔桿板和塔底進行拍照。完成雙環(huán)直塔的拍攝。巡邏路徑用于巡邏桿塔。無人機只需要停留一小段時間就可以快速拍照。從起飛到降落的過程是平滑的，看起來像一個倒U型，所以被稱為倒U型巡邏法。2.對同塔并架雙回路耐張塔，采用雙S型巡檢方法當無人機從合適的位置起飛后，首先面向大側(cè)向左飛行，拍下塔板和底座的兩張照片。慢慢上升到塔左側(cè)下相小側(cè)絕緣子線的吊點，距塔水平方向約5米。拍兩張線夾的照片。水平移動無人機，到小側(cè)絕緣子橫臂安裝點的下相，在橫臂安裝點拍攝兩張金屬照片。將無人機小范圍移動到底相大側(cè)絕緣子吊點，并在橫臂吊點處拍攝兩張硬件照片。繼續(xù)將無人機移動到底相大側(cè)絕緣子線掛點，并在掛點處拍攝兩張金屬照片。垂直上升至中湘土壩側(cè)絕緣子線吊點，并在吊點處拍攝配件2張照片。水平移動無人機，前往鐘祥土壩側(cè)絕緣子吊點，在橫臂吊點拍攝硬件兩張照片。將無人機小范圍移動到中相小側(cè)絕緣子掛點，并在橫臂掛點處拍攝兩張硬件照片。繼續(xù)移動無人機到中間相小側(cè)絕緣子導線掛點，并在導線掛點處拍攝兩張金屬照片。繼續(xù)垂直上升至相側(cè)小側(cè)絕緣子導線掛點處，拍下導線掛點處的2張照片。水平移動無人機，到小側(cè)絕緣子橫臂安裝點的上相，在橫臂安裝點拍攝兩張金屬照片。將無人機小范圍移動到上相大側(cè)絕緣子吊點，并在橫臂吊點處拍攝兩張硬件照片。繼續(xù)將無人機移動到上相大側(cè)絕緣子導線掛點，并在導線掛點處拍攝金屬2張照片。繼續(xù)上升到左側(cè)架空地線吊點，拍攝2張金屬吊點照片。跳過高塔到另一邊，下降到右上方的接地線。調(diào)整相機角度和倍數(shù)變焦，拍攝地線支架和地線掛點的2張照片。逐步降低高度，在塔右側(cè)拍攝上、中、下三個階段。最后，對右邊的塔桿板和塔底進行拍照。完成雙環(huán)塔的拍攝。該巡邏路徑的原則是不走重復(fù)路線，最大限度地利用無人機的續(xù)航能力，尋找連續(xù)的曲線完成雙回路張緊塔的精細化巡邏。由于抗拉塔在同一塔和框架雙回路上的拍攝路徑類似于正S和負S，故稱雙S檢查模式。在每個懸掛點拍照時，兩張照片的前后有一小段距離，防止遮擋現(xiàn)象造成的死角。無人機所有照片必須按照既定的路線飛行，為了確保缺陷的位置可以確定準確后缺陷被發(fā)現(xiàn)在后期圖片處理，以避免缺陷的情況可以在照片中找到但缺陷的位置不能記得清楚。（二）通道巡檢應(yīng)用無人機輸電線路檢查，如果發(fā)電塔在山頂或河河對岸，有障礙，如樹塊，需要渠道檢驗方法，即只有通過操作人員手中的視頻接收系統(tǒng)判斷無人機飛行軌跡和塔的每個部分的位置，進行檢查。多旋翼無人機使用三軸云臺、鏡頭上下，左右，前后可以旋轉(zhuǎn)三維空間自由組合，在地平線上，可以看到肉眼無人機相機，通常使用無人機飛行，即無人機的頭一直在前面，通過控制攝像機拍攝方向所需的照片。對于超距飛行，我們通過飛行經(jīng)驗得到了一種可行的超距飛行方法——相機左右方向不動，前方始終與無人機的機頭方向相對應(yīng)。通過操縱無人機的機頭方向，將攝像機鏡頭對準待拍照部分。這確保了來自視頻顯示器的視角，即攝像機鏡頭中的鏡像，始終與無人機的機頭方向一致。這是因為對于無人機操作員來說，無人機頭對頭飛行的操作更加熟悉，更加符合人類的習慣。鏡頭始終與無人機的頭部保持一致，給人一種沉浸感。此外，無人機在飛行過程中，應(yīng)始終保持清晰的飛行方向，以避免無人機誤撞樹木或低壓電線造成的事故。離線飛行適用于惡劣天氣條件下的無人機故障巡邏、山地、高山、湍急河流等惡劣地形的巡邏等，當無法滿足視線內(nèi)飛行時，可以認真考慮離線飛行。

無人機在輸電線路巡檢的特點（一）無人機便捷的優(yōu)勢簡而言之，無人機傳輸線檢測技術(shù)是將攝像機、小型攝像機或紅外測溫裝置固定在小型無人機上。通過遠程控制實現(xiàn)全線的在線拍攝?；?qū)﹃P(guān)鍵部件拍照、打樣，然后根據(jù)獲得的圖像數(shù)據(jù)分析故障原因及維修策略。目前，無人機的應(yīng)用檢測技術(shù)可以實現(xiàn)的快速識別和分析塔倒塌，鋼絲斷裂，絕緣子脫落和樹掛線，等等，它可以克服環(huán)境限制人工地面檢查，解決太小的問題觀察角度，并消除成本高，可憐的安全直升機和其他缺陷檢查。無人機技術(shù)在輸電線路檢測中可以完成。應(yīng)用無人機進行巡檢的重要性中國航空工業(yè)驅(qū)動供電部門專注于使用直升機巡邏工作，現(xiàn)在大部分的輸電線路存在一些不穩(wěn)定和安全隱患，超高壓遠距離輸電線路越來越多的現(xiàn)在，分布更為緊密，遠離村莊和城鎮(zhèn)，很難確保暴露在自然環(huán)境和極是沒問題，這需要相關(guān)部門必須定期巡邏為輸電線路工作，我們可以知道輸電線路和線路的操作情況，但在地形復(fù)雜的地方遠離城市，采用手動巡邏的方法，將受到空氣和環(huán)境變化的影響，和大多數(shù)的巡邏人員相對較高水平，容易造成遺漏在旅游的過程中不能及時發(fā)現(xiàn)問題，這將創(chuàng)建一個訪問的效率較低，但使用直升機巡邏的成本更昂貴也不能保證的安全檢查員，所以電力公司渴望出現(xiàn)一種成本低、效率高、更安全的游覽方式，無人機是非常大的在這種情況下。無人機在調(diào)查中可以當相機配置和各種檢測設(shè)備，成本低，操作方便，是一個很好的空中平臺結(jié)構(gòu)，可以很容易地替換檢查員進行測試，各個方面和自動駕駛無人機和精密單點定位系統(tǒng)可以做空中盤旋檢查沿線，操作員可以根據(jù)不同的環(huán)境選擇不同類型的結(jié)構(gòu)，不同類型的無人機檢測設(shè)備，確保每個范圍可以安排巡邏，巡邏時間范圍適合相對較小，主要是無人駕駛飛機同時時間也不需要特殊的巡邏航空部門批準，敏捷性和靈活性強，可以在任何時候在任何時間在旅游的過程中土地、環(huán)境適應(yīng)性好，可以實現(xiàn)檢查員很難達到，因為檢查員在地面上操作可以完全保證的安全檢查員，可以探測到的第一手數(shù)據(jù)，控制無人機的培訓與人工駕駛培訓也非常簡單，沒有對無人機飛行員所以嚴格操作人員，以便更容易招募運營商，降低勞動成本。

五、無人機在輸電線路巡檢的關(guān)鍵技術(shù)（一）無人駕駛技術(shù)如果巡邏人員操作后，很長一段時間會導致眼睛疲勞，有時不能保證無人機降落點的距離，它的初衷是無人機代替人工，所以需要一個盤旋的無人機可以獨立自由，而且在旅游的過程中檢測和沿線保持一個安全的距離，駛往無人機總是停留在課程必須具備抗干擾性能，同時當無人機的特殊情況也可以做出自我判斷來解決這個問題，可以自動恢復(fù)，甚至選擇緊急迫降，與此同時，無人機還可以接收信號和命令從地面操作員及時解決問題，從而提高無人機探測設(shè)備的成本。（二）圖像傳輸問題無人機的照相機可以代替人的眼睛，在高空中對所有路線進行巡視和檢查，用變量器將問題線路通入地面，讓操作員進行判斷和確認并進行分析，在無人機上配置照相機和圖像發(fā)送機兩方面，地面上的運用負責人有必要容易地看清圖像。眾所周知，圖像所占用的空間非常大，但實時性和清晰度的兩個優(yōu)點是它們不能被魚和熊的手掌所淹沒。這樣一來，無人機就可以使用壓縮算法自己對這些圖像進行壓縮，從而提高了傳輸效率。由于輸電線路大部分都暴露在野外，線路在風雨中難以確認和分析，無人機需要對故障的地點進行定點檢查和傳輸，這樣無人機就可以在這些地方進行吊車和線路分析。這樣才能逐一調(diào)查出現(xiàn)問題的單一線路。檢測方法測試無人駕駛飛機必須使用非接觸式檢測、機器人等無人機不能直接修改，紅外熱像儀本地故障檢測和篩查的無人機，這是局部過熱引起的紅外輻射的原理，強大的電子光學檢測在線檢測泄漏的地方，這是由于放電的部分將是一個更強的光學輻射，激光振動測試可以檢測絕緣子的裂紋狀況，如果絕緣子裂紋出現(xiàn)不同的反射信號頻譜。

小結(jié)輸電線路的正常運行對整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。因此，對輸電線路進行仔細的檢測是至關(guān)重要的。實踐證明，將無人機技術(shù)應(yīng)用于輸電線路檢測，可以進