多旋翼无人机在输电线路巡检中的应用研讨
摘要：近些年来，随着电网的快速发展，采用人工开展输电线路巡视维护的传
统作业方式已不能满足现代电力发展的需求。
随着无人机技术的不断突破，给运
维工作提供了新的平台与视角，可实现输电线路安全巡检工作的高效和自动化开展。
本文主要分析了多旋翼无人机的组成及优缺点，同时探讨了巡检作业方法、
流程，及多旋翼无人机在输电线路故障抢修中的辅助照明功能，以供参考。
关键词：多旋翼无人机；输电线路；巡检；辅助照明
一、多旋翼无人机组成
多旋翼无人机巡检系统主要包括飞行器飞行平台、巡检任务设备系统以及地
面站遥控系统三大部分。
1.1飞行器飞行平台
多轴飞行平台包括机身本体的电机及旋翼、飞行控制系统、能源与动力系统。
四旋翼无人机本体的动力组件是一种带有四片正反桨叶的旋翼。
飞行控制系统是
无人机的关键核心系统之一，其集成各类型传感器以获取必要的导航要素包括高度、速度、坐标以及航向等，使飞行器具有姿态稳定控制的功能。
1.2巡检任务设备系统
无人机在电力巡视应用上，机载任务设备必须满足输电线路巡检作业要求的
图像清晰度、平稳性等功能，经过多次试验，结合现场实际情况选择市场上性能
较高的微单相机，有效像素通常大于1670万，具有自动对焦、防抖以及遥控拍
照等功能，由于飞行中的抖动较大及运动拍摄，多旋翼无人机的低速运动飞行拍摄，宜配备适合低速运动摄像的镜头。
1.3地面站遥控遥测系统
手持式遥控系统采用Futaba2.4G遥控器，通过各通道的操作，将控制信号传
输至机载接收机，飞控计算机完成信号的解码并实现飞行器的三维运动和云台的
俯仰运动。
地面站软件识别各类数据并实时显示、监测飞行姿态，绘制飞行航迹，全面了解飞行器工作的情况。
二、在输电线路巡检中采用无人机的优缺点
2.1无人机的优点
自主导航飞行技术和自主悬停技术是无人机技术的基本功能，因此，可以与
输电线路保持一定的安全距离，避免了人工登塔的作业风险及繁重的工作量，多
角度的拍摄，可以很好的分析线路运行状况及查找故障点能力。
尤其是在无人机
功能及技术水平不断进步的前提下，在输电线路中的应用也不断深化。
2.2无人机的缺点
在工作过程中，无人机发挥着不可替代的重要作用，但其并不是毫无缺点。
例如无人机的机身与电池量的矛盾，导致了目前无人机不能进行长时间的巡察与
飞行。
除此之外，无人机发送的无线信号和图像传输距离大概在1km左右，其可
遥控的范围也是有限的，这就要求了工作站和无人机的位置的相对性。
无人机对
线路现场情况进行图像传输，但不具备图像中的故障分析及处理能力。
三、巡检作业方法及流程的研究
3.1作业流程
图1多旋翼无人机巡线作业流程
为了保证多旋翼无人机巡视作业的效率和安全性，制定了合理规范的无人机
巡线作业流程，如图1所示。
3.2流程中的相关工作
（1）资料准备。
巡检作业组应收集巡检线路的走向、交叉跨越情况、杆塔GPS、运行参数、地形地貌、缺陷记录、气象条件以及线路周边的环境情况等。
（2）巡检作业。
1）现场勘察：巡检作业前，应现场勘察巡线路，核实杆塔
和主要地标物的GPS信息；选定多旋翼无人机起降场地，应满足以下要求：起降
场地平坦坚硬、无砂石，四周无高大障碍物；面积不小于2m×2m；远离信号干扰源。
2）起飞前准备：观察周围环境及现场天气情况是否达到安全飞行要求；作
业人员明确作业任务内容，根据实际情况确定多旋翼无人机的飞行方案，并制定
应急预案。
如果采用自主模式飞行，应进行航迹规划；在选定的起降场地展开多
旋翼无人机巡检系统，系统联试，应两人交叉检查确认设备状态；设置好安全警
示标线，具备随时起飞状态。
3）起飞作业：现场负责人发出起飞指令并记录起
飞时间；无人机操作员平稳匀速控制多旋翼无人机按预定飞行方案飞行，如果遇
到特殊情况，无人机操作员应按现场负责人要求更改飞行方案；多旋翼无人机巡
检飞行速度宜保持在7m/s到8m/s；如果要求精细巡检飞行速度宜保持在3m到
4m/s；现场负责人通过地面站的实时画面调整云台角度，控制拍照/录像等，取
得相应的作业数据；作业过程中现场负责人每1到2分钟向无人机操作员报告无
人机状态信息，达到飞行预警值时现场负责人及时通知无人机操作员回航。
（3）作业结束回航。
回航前操作员应正确判断风向、风速等；回航过程中，应平稳、缓慢地降低无人机高度；回航过程中现场负责人根据具体情况，每隔
7s~8s通报飞行高度，同时确认起降场地无外物；飞行器降落后，断开飞行器主
电源，填写多旋翼无人机现场作业记录。
四、应用探讨
多旋翼无人机已广泛应用于架空输电线路巡视作业，机载可见光高清相机及
视频摄像机等成为线路巡视的主要手段。
但需要在夜间开展的故障查找定位、故
障抢修作业、线路高空作业，常规的辅助照明设备只能在地面进行灯光辅助支持，极大的影响了照明效果以及工作安全。
采用可搭载于无人机的夜间照明辅助系统，通过对机身进行改造，搭载LED
灯头及配套的舵机、操控平台，实现多角度的高空照明，用以解决当前输电线路
夜间作业灯光照明不合理问题。
五、结语
总之，输电线路的运行状态对整个电力系统的持续运行有十分重要的意义，
做好输电线路巡检工作是十分重要的，将无人机技术应用在输电线路巡检中，能
有效地提高输电线路巡检效率和可靠性，因此在实际工作中，要加大无人机巡检
输电线路技术的应用，以确保输电线路的正常运行。
参考文献：
[1]张永，李德波，吴翔等.无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].宿州学院学报，2013.
[2]王昊昊，罗建裕，薛禹胜，等.中国电网自然灾害防御技术现状调查与分析[J].电力系统自动化，2010.
[3]周海峰.无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].建筑工程技术与设计，2015.
[4]吕明，罗新，刘正云.无人直升机线路巡检技术实用化研究[J].湖北电力，2012，3(36)：10-12.。