输电线路无人机巡检技术

输电线路多旋翼无人机巡检的技术研究与应用

作者：苏博 张铁梁 李良 吴龙森 马楠

来源：《华中电力》2014年第01期

摘要：随着当前电网规模的日益扩大，巡线工作量越来越大，使得目前超高压输电线路安全运行面临着重大的挑战和风险。而固定多旋翼无人机作为一种新型的输电线路巡检技术，不仅能确保系统巡检的安全，并且能提高巡检效率。本文主要介绍固定多旋翼无人机平台在输电线路巡检系统中的应用，并且分析该平台系统的设计思路以及系统的构成，了解这种平台的实际应用效果和积极推广的意义。

关键字：输电线路；多旋翼无人机；无人机巡检技术

近年来，随着我国经济和科技水平的不断提升，我国电力工程建设行业也得到很快的发展，而输电线路巡检工作一直是一项比较复杂，且技术要求比较高的工作。针对高压输电线路安全运行面临的风险和挑战，我国研究出一种固定多旋翼无人机巡检平台，这种平台在实际使用中有很多优势，其工作安全高效，自主，并且能准确识别和诊断特高压输电线路的典型缺陷和故障。因此，固定多旋翼无人机平台作为输电线路巡检技术具有重要的作用和积极的推广意义。

一、输电线路巡检系统的设计和功能

（一）输电线路巡检无人机类型

近年来，随着电网规模的不断扩大，尤其以超/特高压输电线路为主骨的全国互联大电网

电力设备故障诊断 机器人

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机械设计与制造一

第 8期 2o o 7年 8月

14 2一

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Ma u a t r n f cu e

文章编号：0 1 3 9 ( 0 7 0— 14-3 10— 9 7 20 )8 0 2 - 0

高压输电线路巡检机器人机械本体设计王吉岱谢永王凤芹 (山东科技大学机电学院。岛 26 1 )青 6 50W ANGj— a,XI o g id i E Y n,W ANG F n - i e g q n

Th t d fme h nc l tu t r ora p we r n miso n n p c i o o e su y o c a ia r c u e f o rta s s i n l e is e t s i on r b t( ol e f c a i l n l tc n ier g h n og C l g h nc d e r aE gnei ad n e oMe a a E c il nS

U iesy f c ne n eh o g,iga 6 50C ia nvri Si c d cnl y ndo 6 1,h

架空输电线路技术分析

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摘要：本文立足于配电网的效益提高和安全运行，首先分析了特高压交流输电线路的现状与发展，然后阐述了架空输电线路相关保护工作，并且介绍了无人机在架空输电线路巡检的现状与展望，以供国内相关行业技术人员参考。

关键词：架空输电线路、保护工作、无人机、巡检

1 引言

配电网是电力系统的重要组成部分，其经济效益和可靠性将直接影响着国民经济发展和人民生活水平。输电线路作为配电网中的关键环节，其安全运行状态与整个配电网的可靠性密切相关。因此加强输电线路的保护和巡检，保证输电线路的安全稳定地运行对提高输电线路的可靠性和经济效益有重要意义。

架空输电线路是架设于地面上，利用绝缘子和空气绝缘的电力线路。架空线路由导线、架空地线、绝缘子串、杆塔、接地装置等部分组成。与地下输电线路相比较，架空线路建设成本低，施工周期短，易于检修维护。因此，架空线路输电是电力工业发展以来所采用的主要输电方式。通常所称的输电线路就是指架空输电线路。通过架空线路将不同地区的发电站、变电站、负荷点连接起来,输送或交换电能,构成各种电压等级的电力网络或配电网。

架空线路暴露在大气环境中，会直接受到气象条件的作用，必须有一定的机械强度以适应当地气温变化

输电线路施工技术

输电线路施工- 电子课件 输电线路施工-教学课题 教学目的 教学重难点 教学方法 教学过程 课程小结 课程作业

第4章 架线工程4.4 驰度观测与计算

输电线路施工技术

输电线路施工- 电子课件 输电线路施工-教学课题 教学目的 教学重难点 教学方法 教学过程 课程小结 课程作业

一、驰度弛度，又称弧垂，是衡量导地线所承受的应力的指标。 弛度，又称弧垂，是衡量导地线所承受的应力的指标。 基本计算关系： 基本计算关系：

l2 g f = 8σ

当考虑悬点高差时上式可改写成： 当考虑悬点高差时上式可改写成：

l2 g f = 8σ cosψ

输电线路施工技术

输电线路施工- 电子课件 输电线路施工-教学课题 教学目的 教学重难点 教学方法 教学过程 课程小结 课程作业 也可以根据驰度计算导线长度。其简化计算关系为： 也可以根据驰度计算导线长度。其简化计算关系为：

l2 g2 8f 2 L=l+ =l+ 2 2 24σ 3l有关概念： 有关概念： 1)档距

l

指相邻杆塔中心轴线间的水平距离； 指相邻杆塔中心轴线间的水平距离； 指相邻两基耐张杆塔中心轴线间的距离； ∑l指相邻两基耐张杆塔中心轴线间的距离；n

2)耐张段的长度 3)代表档距

又称规律档距

输电线路专业题库

一、单项选择题（共60题，每题l分。每题的备选项中，只有l个最符合题意） 1、高空作业是指工作地点离地面(A)及以上的作业。 A．2m；B．3m；C．4m；D．4.5m。

2、电力线路采用架空避雷线的主要目的是为了(D)。

A．减少内过电压对导线的冲击； B．减少导线受感受雷的次数； C．减少操作过电压对导线的冲击； D．减少导线受直击雷的次数。 3、普通土坑的施工操作裕度为（A）。 A．0.2m B．0.3m C．0.4m D．0.5m

4、当浇筑高度超过（C）时，应采用串筒、溜管或振动溜管使混凝土下落。 A．1米 B．2米 C．3米 D．4米 5、送电线路的电压等级是指线路的(B)。

A．相电压；B．线电压；C．线路总电压；D．端电压。

6、若钢芯铝铰线断股损伤截面占铝股总面积的7%~25%时，处理时应用(B)。 A．缠绕 B．补修 C．割断重接 D．换线

7、、混凝土强度达到（B）前，不得在其上踩踏或安装模板及支架 A．1.0N/mm2 B．1.2N/mm2 C．1.5N/mm2 D．2.0N/mm2 8、屈强比是（A）

A．屈服强度/抗拉强度

输电线路专业题库

一、单项选择题（共60题，每题l分。每题的备选项中，只有l个最符合题意） 1、高空作业是指工作地点离地面(A)及以上的作业。 A．2m；B．3m；C．4m；D．4.5m。

2、电力线路采用架空避雷线的主要目的是为了(D)。

A．减少内过电压对导线的冲击； B．减少导线受感受雷的次数； C．减少操作过电压对导线的冲击； D．减少导线受直击雷的次数。 3、普通土坑的施工操作裕度为（A）。 A．0.2m B．0.3m C．0.4m D．0.5m

4、当浇筑高度超过（C）时，应采用串筒、溜管或振动溜管使混凝土下落。 A．1米 B．2米 C．3米 D．4米 5、送电线路的电压等级是指线路的(B)。

A．相电压；B．线电压；C．线路总电压；D．端电压。

6、若钢芯铝铰线断股损伤截面占铝股总面积的7%~25%时，处理时应用(B)。 A．缠绕 B．补修 C．割断重接 D．换线

7、、混凝土强度达到（B）前，不得在其上踩踏或安装模板及支架 A．1.0N/mm2 B．1.2N/mm2 C．1.5N/mm2 D．2.0N/mm2 8、屈强比是（A）

A．屈服强度/抗拉强度

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第4章 架线工程4.4 驰度观测与计算

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一、驰度弛度，又称弧垂，是衡量导地线所承受的应力的指标。 弛度，又称弧垂，是衡量导地线所承受的应力的指标。 基本计算关系： 基本计算关系：

l2 g f = 8σ

当考虑悬点高差时上式可改写成： 当考虑悬点高差时上式可改写成：

l2 g f = 8σ cosψ

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输电线路施工- 电子课件 输电线路施工-教学课题 教学目的 教学重难点 教学方法 教学过程 课程小结 课程作业 也可以根据驰度计算导线长度。其简化计算关系为： 也可以根据驰度计算导线长度。其简化计算关系为：

l2 g2 8f 2 L=l+ =l+ 2 2 24σ 3l有关概念： 有关概念： 1)档距

l

指相邻杆塔中心轴线间的水平距离； 指相邻杆塔中心轴线间的水平距离； 指相邻两基耐张杆塔中心轴线间的距离； ∑l指相邻两基耐张杆塔中心轴线间的距离；n

2)耐张段的长度 3)代表档距

又称规律档距

第二章

4.

求[例2-2]中沈阳地区50年一遇的30m高度的最大设计风速是多少？ 【解】（1）计算样本中的48个年最大风速的均值?和标准差S分别为：

1n???ni?1vi?90948?18.9375(m/s)

S??n?1i?11n(vi?v)2?885.352548?1?4.3402(m/s)

（2）进行重现期的概率计算，由于风速个数n?48，查表2-7并进行线性插值，得到修正系数C1、C2为：

C1?1.15185?C2?0.54630?1.16066?1.1518550?450.54853?0.5463050?451.157144.3402?(48?45)?1.15714 ?(48?45)?0.54764

分布的尺度参数a和位置参数b为：

a?b?v?C2aC1S??0.26661(m/s)0.547640.26661?1

?18.9375??16.8834(m/s)

重现期R=50年20m高度的年最大风速为：

v50?b?1R?150???ln?ln()??16.8834?ln?ln()??31.519(m/s) a?R?1?0.266150?1??（3）进行高度换算，B类地区，故z?0.16,??1.0，则

h设计h仪3020

第二章

4.

求[例2-2]中沈阳地区50年一遇的30m高度的最大设计风速是多少？ 【解】（1）计算样本中的48个年最大风速的均值?和标准差S分别为：

1n???ni?1vi?90948?18.9375(m/s)

S??n?1i?11n(vi?v)2?885.352548?1?4.3402(m/s)

（2）进行重现期的概率计算，由于风速个数n?48，查表2-7并进行线性插值，得到修正系数C1、C2为：

C1?1.15185?C2?0.54630?1.16066?1.1518550?450.54853?0.5463050?451.157144.3402?(48?45)?1.15714 ?(48?45)?0.54764

分布的尺度参数a和位置参数b为：

a?b?v?C2aC1S??0.26661(m/s)0.547640.26661?1

?18.9375??16.8834(m/s)

重现期R=50年20m高度的年最大风速为：

v50?b?1R?150???ln?ln()??16.8834?ln?ln()??31.519(m/s) a?R?1?0.266150?1??（3）进行高度换算，B类地区，故z?0.16,??1.0，则

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第二章

4.

求[例2-2]中沈阳地区50年一遇的30m高度的最大设计风速是多少？ 【解】（1）计算样本中的48个年最大风速的均值?和标准差S分别为：

1n???ni?1vi?90948?18.9375(m/s)

S??n?1i?11n(vi?v)2?885.352548?1?4.3402(m/s)

（2）进行重现期的概率计算，由于风速个数n?48，查表2-7并进行线性插值，得到修正系数C1、C2为：

C1?1.15185?C2?0.54630?1.16066?1.1518550?450.54853?0.5463050?451.157144.3402?(48?45)?1.15714 ?(48?45)?0.54764

分布的尺度参数a和位置参数b为：

a?b?v?C2aC1S??0.26661(m/s)0.547640.26661?1

?18.9375??16.8834(m/s)

重现期R=50年20m高度的年最大风速为：

v50?b?1R?150???ln?ln()??16.8834?ln?ln()??31.519(m/s) a?R?1?0.266150?1??（3）进行高度换算，B类地区，故z?0.16,??1.0，则

h设计h仪3020