无人机电力巡线解决方案

1 . 无人机巡线背景

架空电力线路的覆盖区域广、穿越区域地形复杂并且自然环境恶劣。电力线、杆塔长期在野外暴露，不断受到机械张力、材料老化、雷击、污秽等外界因素的侵害，容易导致断股、腐蚀、绝缘子破损、杆塔倾斜等故障的发生，如不及时发现并进行修复、更换，较终会导致严重事故，严重威胁电力系统的安全和稳定。为了掌握线路的运行状况和及时排除线路的潜在隐患，电力部门每年都要花费巨大的人力和物力资源进行巡线工作。现阶段运用较广泛的巡线方法是人工定期巡线，这种方法不仅劳动强度大，而且耗时多，效率低下，有些线路段受制于地形因素甚至无法巡检，造成了线路维护异常困难。

无人机技术的发展为架空电力线路的巡线提供了新的移动平台。利用无人机搭载巡检设备进行巡线，有着传统巡线方式无法比拟的优势：(1)无人驾驶，不会造成人员伤亡，安全性高。(2) 不受地理条件的限制，即使遇到地震，洪涝等自然灾害，依然能够对受灾区域的电力线路进行巡检。(3)巡线速度快，每小时可达几十公里。

虽然无人机巡线会受到航空申请、机体载重和天气恶劣等条件的限制，随着无人机技术的高速发展，这些问题都能够得到解决。将无人机这项技术应用于电力线路巡检，包括融合电子、通信、图像识别等多个技术领域，形成一整套的无人机巡线系统，可以大大减轻电力巡线的人力投入，同时又能快速、安全地对线路实施巡检，是一个很有前途的研究方向，并且具有重要的实用价值。

无人机巡线工作是一种大量野外作业过程。用无人机进行低空巡线，是一种高效的巡线过程。它不仅能把部分野外的巡线作业转移到室内来做，还能把肉眼所难以发现的、处于萌芽状态的隐患（如：温度升高，轻微放电等）通过红外、紫外成像显现出来。

2 . 无人机巡线总体解决方案

公司根据输电线路各地区环境特点，特根据不同环境推荐以下三种无人机巡线解决方案

2.1    方案一：针对高海拔地区无人直升机

2.1.1 高海拔环境需求分析

首先高海拔地区对有人直升机巡线是一个很带挑战，也带有诸多困难。因此提前对环境需求的研究可以为无人机直升机巡线方案提供具体的要求，降低研制风险，安全飞行风险。例如:西藏地区素有“世界屋脊”之称，地形地貌非常复杂，雪峰林立、峡谷纵横，地势险要，平坦地域少。平均海拔4000m以上。气候恶劣多变，有“十里不同天”之说，气象预报困难。高原常年多风，低温严寒。雪期长,积雪厚。西北高原地区天气变化快，多雷雨、暴雨、冰雹，爬山云、大雾等出现频繁。高原地区空气稀薄，气压很低。日温差大，昼间日照和辐射很强。

这些所谓的自然环境对直升机有哪些影响，我们分析如下：

(1)     高海拔对直升机发动机的影响

西藏地区更有“地极”之称，空气稀薄，气压很低，对发动机功率影响很大。在平均海拔3000米以上的雪域高原，含氧量低于海平面的一半，发动机功率都会减少40%左右。

(2)     低温、强辐射对直升机影响

高原地区气候寒冷，且紫外线辐射强，容易导致直升机部件强度减弱、密闭性降低、变形、变硬、老化，出现油路阻塞、水箱冻裂、漏油漏气等现象；

(3)     沙尘对直升机的影响

沙尘对直升机的损坏十分严重，给直升机贴地飞行带来困难，对发动机、旋翼、尾桨等造成危害。较突出的是造成直升机发动机和滑行系统磨损和毁坏。

(4)     积冰对直升机的影响

积冰损坏空气动力性能，影响直升机的安定性和操纵性；旋翼上的积冰会使直升机剧烈抖动；发动机进气道积冰，会损坏发动机；风挡积冰妨碍目视飞行；天线积冰影响通信等等。

针对上面的分析，我们设想当通过有人直升机在高海拔地区进行电力巡线时，我不仅仅要考虑环境对飞机的影响，也要考虑环境对人的影响。直升机电力巡线只是一种保证电力安全运行的一种手段而不是一句口号，所以人员安全和飞行安全是我们首先要考虑的问题。由上述问题引发思考，有人直升机是否真的适合在高海拔地区进行常态化巡线，基于上述疑虑我们提出了无人机直升机巡线方案。

2.1.2 针对高海拔地区无人机直升机的简介

         公司选用的是SWISS UAV NEO S-350 无人直升机，下图2可见：