[實用新型]基于多旋翼無人飛行器的輸電線路巡檢系統

有效

• 申請號: 201120059552.1
• 申請日: 2011-03-09
• 公開（公告）號: CN202042825U
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 楊忠;黃宵寧;李橋梁;葛樂;楊成順;顧元政;楊輕;吳懷群;李少斌;王振華;梁焜
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02;B64C39/00;B64D45/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本實用新型涉及一種基于多旋翼無人飛行器的輸電線路巡檢系統，屬于電力、航空、控制等多技術交叉領域。本實用新型的提出與應用，為輸電線路的中短途巡視與檢測提供了一種高可靠、低風險、高效率、低成本的智能化技術手段，適應了國家智能電網技術的發展需求。

背景技術

輸電線路具有分布廣，覆蓋面大，所處地形復雜，自然環境惡劣的特點。由于電力導線、地線、桿塔及其附件長期暴露在野外，會受到持續的機械張力、各種天氣現象（風吹日曬、雨雪冰霜、雷擊閃絡等）、材料老化、動物或人為破壞的影響，產生倒塔、斷股、磨損、腐蝕、受力等損傷。特別是絕緣子被雷擊損壞，樹木生長引起導線放電，桿塔材料被偷竊等意外事件，時有發生。若不及時采取有效的維護措施，這些隱患將最終導致輸電線路重大安全事故。因此，必須對輸電線路及其附屬設備進行定期或應急的巡視檢查，以有效掌握線路運行狀態及周圍環境的變化，及時發現設備缺陷和危及線路安全的隱患并開展維護，確保電力系統運行的安全、穩定與可靠。

傳統的輸電線路巡檢基本依賴于人工登塔和地面望遠鏡觀察，存在著工作量大、條件艱苦、可靠性（所采集信息的準確性和完整性）不高、巡檢效率低、巡檢人員安全保護等方面的不足。特別對于山區和跨越大江大河的輸電線路，以及惡劣條件（冰災、水災、地震、滑坡等）和夜晚環境，巡檢工作的勞動強度和任務難度大、花費時間長、人力成本高。基于以上情況和越來越高的輸電可靠性要求，采用航空飛行器平臺的輸電線路巡檢技術正逐步應用于工程實踐，并越來越顯示出優越性。其中，有人駕駛飛行器平臺以輕型有人直升機為主，無人駕駛飛行器平臺以輕型的固定翼無人機、無人直升機和無人飛艇為主。

近年來，國內外開展了多項基于有人駕駛直升機的輸電線路巡檢技術研究，取得了大量成果。但有人駕駛直升機的應用，存在著飛行約束條件多、任務設備集成復雜、運營成本高、輸電線路環境和運行人員承受的安全風險大、依賴于人工觀察引導、巡檢人員勞動強度大等不足，因而實用化和普及化難度很大。

在無人駕駛飛行器平臺方面，固定翼無人機由于飛行速度快、飛行相對高度高、無法懸停凝視，因而巡檢可靠性低，難以得到廣泛應用。

申請號為200910017047.8的“巡檢架空線路線和桿塔用無人直升機系統及其方法”實用新型專利及《山東電力技術》2010年第1期發表的“利用無人直升機巡檢輸電線路”論文，采用無人直升機攜帶檢測設備、控制設備和通信設備，沿著架空線路走廊巡檢線路和桿塔。此類無人直升機，其固有穩定性往往不足，人工操控的專業性要求高；為滿足有效載荷和抗風性能，必須具有相當的尺度和質量，因而高速旋轉的旋翼對輸電設備、周圍環境和地面人員潛在危害性很大，運行風險高，綜合應用推廣的潛力有限。

申請號為200410098960.2的“電力線路巡檢機器人飛機及其控制系統”實用新型，提出一種應用于輸電線路巡檢的機器人飛機。該申請采用共軸雙螺旋槳結構并由燃油發動機驅動，機械傳動與操縱機構較為復雜，未涉及針對油機振動大而采取的減震防抖與圖像降噪措施。

申請號為200810224172.1的“一種用于檢測輸電線路絕緣子的飛行機器人”實用新型專利，專門用于輸電線路絕緣子的檢測，未涉及輸電線路的導線、金具等其它部件。所述的飛行機器人定位于三軸或四軸飛行器，所采用的超聲波避碰系統只適用于回避具有較大反射面積的障礙物（如墻體），因而對架空導線的避碰作用十分有限。這種四旋翼飛行器有別于傳統直升機，多以電能為動力，具有穩定性好、機動性強、可懸停凝視、操控簡單、潛在危害性小、運行風險低等特點，應用潛力良好。為此在工程實踐方面，湖南省電力公司于2010年開展了“四旋翼無人機解決覆冰監測難題”的研究；同年江西省電力公司測試了多種輸電線路巡查無人機；航天科工深圳有限公司推出了四旋翼等無人機巡檢系統。

綜合起來可以看到，近年來的基于航空飛行器的電力巡檢研究，技術細節少有公開，普遍存在著系統復雜度高、操控專業性強、巡檢效率低、運行成本和風險高、智能化水平低等不足（四旋翼無人機相對較好）；特別是飛行器自身可靠性和線路安全防碰撞防護方面，缺少切實有效的手段。

實用新型內容