1、無(wú)人機(jī)載紅外熱像儀高壓電力巡檢整體解決方案目錄一、行業(yè)背景21、 2015年將推廣協(xié)同巡檢模式 32、無(wú)人機(jī)精細(xì)巡檢 3二、行業(yè)需求 4二、系統(tǒng)介紹 61、無(wú)人機(jī)62、紅外熱像儀73、無(wú)人機(jī)載紅外熱像儀 7四、業(yè)務(wù)分析 81、傳統(tǒng)巡線圖示82、 無(wú)人機(jī)搭載紅外熱像儀電力巡線解決方案 93、 無(wú)人機(jī)搭載紅外熱像儀電力巡線方案優(yōu)勢(shì)分析 1.04、 無(wú)人機(jī)巡航作業(yè)的優(yōu)勢(shì)： 1.25、 無(wú)人機(jī)巡航效益分析 126、 結(jié)論.1.3.一、行業(yè)背景我國(guó)目前已形成華北、東北、華東、華中、西北和南方電網(wǎng)共6個(gè)跨省區(qū)電 網(wǎng)；110 kV以上輸電線路已達(dá)到近51.4萬(wàn)km。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)每年 電力行業(yè)整體投

2、資約為1000億元，其中硬件設(shè)施為73%，說(shuō)明輸電設(shè)備在國(guó) 家電網(wǎng)建設(shè)上比重越來(lái)越大，隨著電網(wǎng)的日益擴(kuò)大，巡線的工作量也日益加大， 100km的巡線工作需要20個(gè)巡線人員工作一天才能完成。因此傳統(tǒng)的巡線方式已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的廣泛需求。1、2015年將推廣協(xié)同巡檢模式國(guó)網(wǎng)已明確的未來(lái)巡檢模式，亦為無(wú)人機(jī)留下了發(fā)揮作用的廣闊空間。去年3月，國(guó)網(wǎng)公司運(yùn)維檢修部召開(kāi)的工作推進(jìn)會(huì)指出，到2015年，國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)將全面推廣直升機(jī)、無(wú)人機(jī)和人工巡檢相互協(xié)同的輸電線路新型巡 檢模式，全面提高巡檢作業(yè)效率和效益，保障大電網(wǎng)安全運(yùn)行。根據(jù)此次會(huì)議，山東、冀北、山西、湖北、四川、重慶、浙江、福建、遼寧、

3、 青海共10個(gè)單位將作為試點(diǎn)，要求利用2013 2014年兩年時(shí)間開(kāi)展新型巡檢 模式試點(diǎn)工作，于2015年總結(jié)試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，完善標(biāo)準(zhǔn)體系，全面推廣實(shí)施。據(jù)了解，按照巡檢業(yè)務(wù)界面劃分，直升機(jī)可開(kāi)展線路常規(guī)巡視和狀態(tài)巡視、災(zāi)情普查和應(yīng)急搶險(xiǎn)等工作，巡檢對(duì)象主要為特高壓、跨區(qū)直流和500千伏及以上重要線路。大、中型無(wú)人直升機(jī)應(yīng)用于220千伏及以上交直流線路開(kāi)展常規(guī)巡視和狀態(tài)巡視；小型無(wú)人直升機(jī)應(yīng)用于110千伏及以上線路單塔進(jìn)行巡視、 故障巡視和小范圍通道巡查；固定翼無(wú)人機(jī)一般用于500千伏及以上線路開(kāi)展通 道巡視和災(zāi)后電網(wǎng)評(píng)估等。人工巡檢主要對(duì)管轄范圍內(nèi)輸電線路開(kāi)展?fàn)顟B(tài)巡視、 日常維護(hù)及檢測(cè)等，在直升機(jī)

4、、無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)覆蓋范圍內(nèi)，修訂有關(guān)規(guī)程，以 減少巡視次數(shù)。2、無(wú)人機(jī)精細(xì)巡檢超高壓供電局啟用無(wú)人機(jī)巡檢始于 2012年的十八大保電時(shí)期，當(dāng)時(shí)只能對(duì) 輸電線路進(jìn)行整體粗放式巡檢，經(jīng)過(guò)近3年的科研攻關(guān)和探索實(shí)踐，無(wú)人機(jī)精細(xì)化巡檢水平已處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。 所使用的無(wú)人機(jī)由油動(dòng)升級(jí)為電動(dòng)，由單旋翼 升級(jí)為多旋翼，拍攝平臺(tái)由航拍云臺(tái)升級(jí)為自主研發(fā)的機(jī)載吊艙， 具有操控靈活、 飛行穩(wěn)定性好、懸停點(diǎn)距離近的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路近距離360度無(wú)死角、無(wú)盲區(qū)拍攝，同時(shí)向地面系統(tǒng)實(shí)時(shí)回傳 1920 X1080P高清畫質(zhì)圖像，其工作效 率達(dá)到人工巡檢效率的幾十倍，已成為專門用于針對(duì)輸電線路故障點(diǎn)巡檢作業(yè)的 得力助

5、手。在近幾年的作業(yè)實(shí)踐中，該局也逐漸摸索形成了一套完整的無(wú)人機(jī)巡 檢管理模式，包括無(wú)人機(jī)作業(yè)管理制度、規(guī)程、無(wú)人機(jī)調(diào)用管理制度。他們編制 的無(wú)人機(jī)作業(yè)班標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)際生產(chǎn)中的班組化管理，該管理模 式在國(guó)內(nèi)同行業(yè)中領(lǐng)先。二、行業(yè)需求從高壓輸電線路的運(yùn)行管理模式和常規(guī)作業(yè)方式來(lái)看，傳統(tǒng)巡線方式面臨的 困難有：勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作條件艱苦，而且勞動(dòng)效率低。遇到電網(wǎng)緊急故障和異常氣候條件，線路維護(hù)人員不具備有利的交通優(yōu)勢(shì)，對(duì)于跨江，跨湖，跨山線路時(shí)常力不從心。只能利用普通儀器或肉眼來(lái)巡查設(shè)施，巡查項(xiàng)目不全面。人身安全隱患大，在山區(qū)林區(qū)有毒生物越來(lái)越多，特別是夏季的“蜱蟲(chóng)” 一旦被咬將危及性命

6、，威脅最大的還有那些看不見(jiàn)的陷阱和捕獸夾。所以常規(guī)人工巡線這種方式已經(jīng)不能完全適應(yīng)現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展的需求。超、特高壓電網(wǎng)急需先進(jìn)、科學(xué)、高效的電力巡線方式。三、系統(tǒng)介紹使用無(wú)人機(jī)載紅外熱像儀進(jìn)行電力巡查時(shí)，巡查系統(tǒng)的組成如下:1、無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī) (unmanned aerial vehicle 或 drone)是一種由無(wú)線電遙控設(shè)備或自身程序控制裝置操縱的無(wú)人駕駛飛行器。無(wú)人機(jī)可以搭載多種任務(wù)載荷，如照相機(jī)、攝像機(jī)、紫外成像儀，紅外熱像儀以及他勘測(cè)設(shè)備等等。能夠?qū)崿F(xiàn)航空拍照，地質(zhì)測(cè)量，高壓線路巡視、油田管道檢查、高速公路管理、森林防火巡查、2、紅外熱像儀紅外熱像儀是利用紅外探測(cè)器和光學(xué)成像物

7、鏡接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測(cè)器的光敏元件上， 從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖 與物體表面的熱分布場(chǎng)相對(duì)應(yīng)。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見(jiàn)紅 外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)的熱圖像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測(cè)物體的不同溫度。3、無(wú)人機(jī)載紅外熱像儀無(wú)人機(jī)配載紅外熱像儀進(jìn)行高壓線路巡視發(fā)揮了其成本低，效費(fèi)比好；無(wú)人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)；生存能力強(qiáng)，機(jī)動(dòng)性能好，使用方便等優(yōu)勢(shì)。無(wú)人機(jī)載紅外熱像儀，憑借其非接觸測(cè)溫，不受光線、霧霾干擾，可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：電力巡線、石油管道巡視、森林防火巡 查、太陽(yáng)能電池檢測(cè)、應(yīng)急救援、警用等。電力紅外熱像無(wú)人機(jī)對(duì)于穿越各種復(fù)雜的地理

8、環(huán)境（如經(jīng)過(guò)大面積水庫(kù)、湖 泊和崇山峻嶺，原始森林邊緣地區(qū)、高海拔、冰雪覆蓋區(qū)，頻繁滑坡、泥石流等 地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)）的電力線路檢測(cè)無(wú)疑是個(gè)福音。四、業(yè)務(wù)分析1、傳統(tǒng)巡線圖示2、無(wú)人機(jī)搭載紅外熱像儀電力巡線解決方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖功能1:根據(jù)不同被測(cè)物體及其周圍環(huán)境，設(shè)置背景溫度和發(fā)射率，并通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)灰度拉伸、對(duì)比度拉伸，獲取最準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)和最優(yōu) 質(zhì)的紅外圖像;功能2 :無(wú)人機(jī)懸停時(shí)，無(wú)人機(jī)控制搖桿可通過(guò)串口及10 口可選擇自動(dòng)、人工抓拍紅外圖片和視頻，并將溫度數(shù)據(jù)、紅外圖片或視頻保存至內(nèi)置的存儲(chǔ)卡中，方便后期對(duì)檢測(cè)和巡視進(jìn)行更細(xì)致的分析；功能3 :可根據(jù)應(yīng)用需求，自定義包括傳輸碼流、采集幀頻、報(bào)

9、警溫度在內(nèi)的相關(guān)參數(shù)。3、無(wú)人機(jī)搭載紅外熱像儀電力巡線方案優(yōu)勢(shì)分析采用進(jìn)口 640 X480（XM6）或384 X288（XM3）非制冷焦平面探測(cè)器，輸出無(wú)以倫比的紅外圖像；本機(jī)存儲(chǔ)可保存熱圖、錄像、溫度、溫度數(shù)據(jù)流等多種數(shù)據(jù)格式；可通過(guò)串口或無(wú)線傳輸與地面站通信，控制存儲(chǔ)和對(duì)焦；體積小，重量輕，功耗低，易于集成；無(wú)人機(jī)通過(guò)掛接熱成像設(shè)備，對(duì)高壓電力線路進(jìn)行巡檢，通過(guò)溫度異常變 化對(duì)比值，發(fā)現(xiàn)隱蔽性較強(qiáng)故障點(diǎn)，如電纜或電力線路上的器件有微小破 損，肉眼從可見(jiàn)光中無(wú)法識(shí)別，但是這些缺陷破損往往產(chǎn)生熱效應(yīng)，此時(shí)使 用負(fù)載熱像儀的無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡檢，便可在巡檢中提前發(fā)現(xiàn)缺陷預(yù)防故障的 產(chǎn)生結(jié)合傳統(tǒng)可見(jiàn)光

10、巡線，熱成像巡線將大大提高故障點(diǎn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。無(wú)人機(jī)搭載熱成像設(shè)備巡檢輸電設(shè)備判斷依據(jù)：導(dǎo)線（有無(wú)紅色發(fā)熱點(diǎn)）、線夾（有無(wú)接觸點(diǎn)發(fā)熱）、引流線（有無(wú)發(fā)熱點(diǎn)）、絕緣子（有無(wú)擊穿發(fā) 熱）、桿塔（有無(wú)擊穿發(fā)熱）、耐張管（有無(wú)發(fā)熱）；無(wú)人機(jī)對(duì)于線路穿過(guò)的森林山火預(yù)警效果好，傳統(tǒng)光電系統(tǒng)易受天氣、大霧、光線、霧霾天氣等環(huán)境影響，使可見(jiàn)光相機(jī)難以發(fā)現(xiàn)；而紅外熱像儀 是檢測(cè)熱輻射圖像，不受光線、霧霾天氣影響，在煙霧形成之前或者夜間 均能發(fā)現(xiàn)熱源。紅外視角與可見(jiàn)光視角對(duì)比圖無(wú)人機(jī)配備熱像儀進(jìn)行電力巡線圖4、無(wú)人機(jī)巡航作業(yè)的優(yōu)勢(shì)：（1）隨著今后電網(wǎng)的快速建設(shè)，維護(hù)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定高效運(yùn)營(yíng)，已成為電 網(wǎng)運(yùn)行的當(dāng)務(wù)之

11、急。依靠這一具有國(guó)際一流水平的高新技術(shù)及先進(jìn)設(shè)備， 將對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的改善和經(jīng)濟(jì)效益的提高提供強(qiáng)有力的支持。（2） 無(wú)人機(jī)作業(yè)大大提高了電力維護(hù)和檢修的速度和效率，使許多工作能 在完全帶電的環(huán)境下迅速完成。（3）傳統(tǒng)的巡線作業(yè)方式科技含量少，工作效率低。與之相比，利用無(wú)人 機(jī)作業(yè)便顯出巨大的優(yōu)勢(shì)。（4）無(wú)人機(jī)機(jī)載設(shè)備較多，能夠同時(shí)利用多種設(shè)備對(duì)線路進(jìn)行檢查，提高 了巡線的可靠性。（5 ）使用無(wú)人機(jī)作業(yè)，可使作業(yè)范圍迅速擴(kuò)大，且不為跨江，跨湖，污泥 或雪地所困擾。直升機(jī)可以到達(dá)地面人員無(wú)法接近的山谷地帶，可以迅速 跨越兩個(gè)工作地點(diǎn)，不僅速度快，而且不會(huì)像汽車那樣破壞莊稼、軋壞土 地，這在日益重視環(huán)境保護(hù)的今天，具有深遠(yuǎn)的意義。5、無(wú)人機(jī)巡航效益分析1）無(wú)人機(jī)巡線降低了電力部門整體巡檢成本。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明：某電網(wǎng)公司一年人工巡線費(fèi)用大約在 60萬(wàn)左右；隨著線路長(zhǎng)度的增加，其規(guī)模效 應(yīng)越來(lái)越明顯，人工巡線費(fèi)用會(huì)大幅增加，利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡檢可以使巡線 平均成本會(huì)越來(lái)越低。2）無(wú)人機(jī)巡線在巡線過(guò)程中發(fā)現(xiàn)重大危急缺陷， 及