无人机电力巡线系统方案-保利.doc

无人机输电巡线系统实施方案 保利国防中心 二零一一年十一月 1、概述 随着输压等级的不断提高，输电线路的巡线作业对维护区域油网的安全、稳定、高效运行越来越重要，也是油网运行的当务之急。输电线路跨区域分布，点多面广，所处地形复杂，自然环境恶劣，输电线路设备长期暴露在野外，受到持续的机械张力、雷击闪络、材料老化、覆冰以及人为因素的影响而产生倒塔、断股、磨损、腐蚀、舞动等现象，这些情况必须及时得到修复或更换。绝缘子还存在被雷击损伤、树木生长引起高压放油以及绝缘劣化而导致输电线路事故，杆塔存在被偷盗等意外事件，必须及时处理。传统的人工巡线方法不仅工作量大而且条件艰苦，特别是对山区和跨越大江大河的输电线路的巡查，以及在冰灾、水灾、地震、滑坡、夜晚期间巡线检查，所花时间长、人力成本高、困难大，某些线路区域和某些巡检项目人工巡查方法目前还难以完成。 无人机（unmanned aerial vehicle,UAV）是一种先进的无人驾驶自行飞行器。无人机输电巡线系统是一个复杂的集航空、输电、、气象、遥测遥感、通信、地理信息（GIS）、图像识别、信息处理的一体系统，涉及飞行控制技术、机体稳定控制技术、数据链通讯技术、现代导航技术、机载遥测遥感技术、快速对焦摄像技术以及故障诊断等多个高尖技术领域。现代无人机具备高空、远距离、快速、自行作业的能力，可以穿越高山、河流对输电线路进行快速巡线，对架空线的铁塔、支架、导线、绝缘子、防震锤、耐张线夹、悬垂线夹等进行全光谱的快速摄像和故障监测。基于无人机输电巡线采集数据的专业分析，为油网管理和维护提供数据支持。 无人机作业可以大大提高输电维护和检修的速度和效率，使许多工作能在完全带油的环境下迅速完成。无人机作业还能使作业范围迅速扩大，而且不为污泥和雪地所困扰。因此，无人机巡线方式无疑是一种安全、快速、高效、前途广阔的巡线方式。 在国外，机载遥感仪器巡线的试验研究工作最早的开始约在70年代初期，在不断改进后，每个被检出的故障耗资逐年递减，到1987年时耗资已为初始的一半还略低。对接头检出结果分为四种情况，有微温、温、热和异常热，报告维修工程师，根据天气、负荷来确定检修的先后顺序。我国的一些输电系统，也都进行了红外航测线路的试验研究，探索出不少经验，已取得一定成果。根据国情而进行的地面检测研究，也正在有效地推进中。 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，轻微放油等）通过红外、紫外成像显现出来。 为了提高低空巡线作业效率，整个作业过程可分为二步进行： ???????? 长距离线路普查 ???????? 短距离线路详查 前者主要是利用红外、紫外和可见光遥感设备检查线路有否异常点，后者则利用飞行器在异常点上空多个角度的倾斜摄影，以便管理部门做出决策。 2、无人机巡线系统 无人机输电巡线系统主要由五部分组成： 低空、低速、长航行距离、长航行时间的先进无人机系统 包含红外、可见光至紫外的全谱段的实时遥感系统 微型气象数据采集平台 陀螺稳定平台 信息处理系统 2.1无人机平台 无人机平台包括1架KYD-70型长航时无人机、2架KYD-65型多用途无人机。其中无人机的组成如图1所示：主要包括无人机机体、机载导航飞控系统、机载油源、机载通讯设备等。 图2 KYD-70型无人机实拍图 图3 KYD-65型无人机实拍图 2.1.1无人机技术参数： 无人机主要技术参数（按需方要求，可调整） KYD-65 KYD-70 起飞重量： 55Kg 280Kg 最大飞行速度： 230km/h 220km/h 巡航速度： 160km～200km/h 140km～180km/h 飞行高度： 100-5000m 100-6600m 航行距离： 200km 200km 航行时间： ≥3h ≥10h 翼展： 3.15m 7.8m 机长： 2.4m 5.3m 控制半径： 150m 150m 任务载荷能力： ≤15kg ≤70kg 2.1.2无人机巡线的主要性能 （1）飞行控制距离 由于高压输电线路长度一般在100KM，距离公路30KM内，因此要求飞行控制距离在100KM以上。KYD-65与KYD-70型无人机的航行范围均在200KM，而测控范围在高度大于2km，无地物遮挡的情况下，可以达到180km以上。在控制距离范围内，地面控制系统可以通过数据链对无人进行遥控，传递监测数据、气象数据和视频。 （2）起飞条件 当起降的风速在每秒10米以下，风向夹角小于30°，环境温度在－40℃～+ 50℃范围内均能起飞。 KYD-65型无人机采用弹射方式起飞，伞降回收。 KYD-70型无人机采用滑跑方