基于无人机巡检的配电线路运维效率提升研究

1 配电线路巡检现状

随着电力系统规模持续扩张，定期开展配电线路常规巡查与专项检测已成为掌握电网运行状况、周边环境变化及潜在安全隐患的必要手段，这也对线路巡检工作提出了更高标准。目前配电线路巡检主要存在两种作业模式：其一是传统人工巡检方式，工作人员需携带望远镜、红外测温仪等设备进行实地检查。这种模式不仅劳动强度高、作业环境恶劣，而且检测效率低下，尤其在电网突发故障或极端天气条件下，由于交通不便等因素，往往导致巡检质量难以保证。随着电网运维任务日益繁重，传统人工巡检已无法满足智能电网的发展需求。其二是以人工为主、无人机为辅的混合巡检模式。该方式虽显著提升了检测质量，但其效果高度依赖飞手数量、操作水平及对线路的熟悉程度，整体工作效率仍有较大提升空间。

2 无人机在配电线路运检中的应用概述

当前电力系统运维领域正逐步引入无人机技术进行线路巡检作业。这种新型巡检方式通过搭载高清摄像设备与红外热成像仪，能够高效完成架空线路的精细化巡查任务。相比传统人工巡检，无人机系统具备显著的技术优势，包括不受地形限制的机动性能、近距离多角度观测能力以及数据采集的自动化特征。在实际作业中，操作人员可远程控制无人机对杆塔、绝缘子等关键部件进行全方位检测，同时利用机载传感器实时获取线路运行状态参数。这种技术手段不仅大幅提升了巡检效率，还显著降低了高空作业的安全风险，为电力设备的预防性维护提供了可靠的数据支持。

基于无人机的巡检方案有效解决了传统作业中地理跨度大、环境恶劣、设备老化等痛点，在作业效率、检测精度及经济性方面展现出显著优势。以大疆精灵4Pro 这款配电网主流机型为例，其集成 FlightAutonomy 智能飞控系统，配置 6 组视觉感应器、双路红外传感单元及超声波探测模块，具备双模卫星定位与冗余惯性导航能力，可实现 20m/s 巡航速度及 6000m 升限。实践表明，两台该型无人机仅需2 小时即可完成 100公里 10kV 线路的标准化巡检，相较需要 5 人团队耗时 10 小时的传统作业模式，效率提升达 80% 。整套无人机巡检体系包含空中作业单元与地面控制终端两大模块，前者整合飞行器本体、导航定位及航迹规划系统，后者则涵盖飞行参数监控、影像数据处理及指令传输三大功能单元。

3 基于无人机巡检的配电线路运维效率提升策略

3.1 无人机自动机巢

固定式无人机机巢作为专用存储设施，配备可升降起降平台。在任务启动阶段，机巢舱门自动开启并抬升作业平台，待无人机起飞执行任务。当飞行器完成预定巡检工作后，能准确降落在机巢平台上，随后系统自动完成飞行器回收作业。该智能系统在接收到巡检指令后，会立即启动飞行程序：首先开启机巢防护舱门，释放无人机执行配电线路巡查任务。待飞行器完成既定航线后，系统引导其自动返航至指定降落点。机巢配备智能充电装置，可实时监测无人机电池状态并进行自动补给。在完成能源补充后，飞行器可立即投入下一轮电力设施巡检工作，实现连续作业循环。

配电线路巡检作业受气象因素制约明显，无人机机坪集成多功能气象监测装置，实时判定飞行环境参数，符合起降标准后自动执行预设航迹任务。机坪装配高效能源补给单元，飞行器返航后即刻启动充电程序。针对野外作业需求，机坪配备温控装置，适应零下 35 度至 50 度的极端气候，同步安装避雷设施，内嵌应急供电系统，确保断电情况下维持5 小时网络连接，保障飞行器安全回收。

3.2 融合多种技术手段，提升监控的准确性企业可融合卫星遥感、通道可视化等技术，对配网线路周边地理环境及潜在风险进行监测分析，确保无人机巡检不受气象环境等外部因素干扰；同时对配电线路和设备实施实时监控与数据收集，保障配电网实时在控，提升巡检的准确性与全面性。

无人机可搭载超声波机载式声学成像仪，整合局放检测装置的声学信号采集和放电识别功能，对塔杆线路各部件开展局部放电识别分析，实现近距离、多角度、深层次监测，有效克服复杂声场环境对局放检测的干扰，大幅提升巡检质量。

此外，融合 5G 通信技术与光纤传输技术，构建无人机自主巡检与远程手控协同模式。操作人员借助 5G 信号可远程操控无人机开展配网巡视，打破时间与地域限制；针对无信号区域，应用便携RTK 基站技术采集杆塔坐标及航线数据。通过高效网络通信技术，将无人机采集的图像、视频等数据实时稳定传输至后台监控中心，由智能识别分析系统自动分析诊断，精准识别设备故障与隐患，提高配网运维智能化水平，例如可将无人机巡检时长由每千米1 小时缩短至0.5 小时。

3.3 无人机智能巡检系统

无人机智能巡检系统作为无人自动机场与无人机的管控核心，可实现巡检全流程的智能化管理。将规划好的航线导入系统后，通过管控平台下发巡检任务，固定机场接收任务信息后自动启动无人机，开展配电线路巡检作业，全程无需人工参与，实现巡检的无人化、自动化，同时支持在室内集中操控所有机场并监控现场实时状态。

该系统具备多设备协同管理能力，可操控和管理多个机场、多台无人机（涵盖项目涉及的所有无人机），对多个覆盖区域的无人值守场景实现立体巡检。系统采用私有化部署，依托专用网络，通过光缆和 4G 通信技术与无人机自动机场连接，具备任务创建、下发、状态监控、巡检数据查看、航线规划、自主巡检、数据回传及报告生成等功能，为高效运维提供技术支撑。

3.4 规划巡检路线，制定标准化作业流程为提升无人机巡检规范化水平，企业需科学规划巡检路线并制定标准化作业流程

首先，巡检前做好准备工作：按操作规程检查无人机设备（包括电池、螺旋桨、传感器等部件功能测试）、规划任务、明确作业人员，并结合天气与环境条件设计安全航线。

其次，执行巡检作业：无人机按设定航线与高度自动飞行，记录设备信息并实时回传高清图像和监测数据；工作人员同步对数据进行初筛标记，同时监控无人机状态，发现异常及时采取召回等措施。

最后，完成数据处理与闭环管理：应用AI 图像识别和数据分析技术对数据深度处理，生成巡检报告，建立缺陷台账，明确责任主体与问题处置流程，形成“巡检—分析—处置—反馈”的闭环，确保运维效率持续提升。

结论

配电线路的稳定运行直接关系到社会各界的生产生活需求，因此必须持续优化线路维护检修机制。通过引入前沿技术手段可显著提升巡检效率，其中无人机系统凭借其特殊性能优势，在电网运维领域展现出突出价值，能有效规避传统人工巡检存在的诸多限制因素。本研究聚焦无人机技术在电力线路巡检中的创新应用，重点探讨了自动驾驶系统与图像识别技术的整合方案，旨在为提升电网运维质量提供技术参考。

参考文献

[1]张星炜.无人机在输电线路巡检中的应用[J].通信电源技术,2020,37(1):234-235.

[2]时磊,杨恒,周振峰,等.基于 RetinaNet 模型的鸟巢智能检测[J].电力大数据,2020,23(2):53-58.