2025年（第三届）电力行业智能巡检技术大会暨第八届电力机器人技术应用与创新发展大会：无人机电网作业技术应用实践与展望

无人机电网作业技术应用实践与展望国网电力空间技术有限公司刘伟东空间技术应用中心主任无人机电网作业应用实践无人机电网应用政策背景未来展望第二部分第一部分第三部分22024年全国两会

，“低空经济”首次写入政府工作报告

，

26个省市发布低空经济相关主题政策方案

，着重打造低空经济新增长新引擎

，低空技术迎来高速发展。4金融支持周期支持鼓励无人机科研创新及成果推广

，

支持无人机与大数据、

人工智能等新技术融合多元化金融服务

，

为低空经济企业提供全生命开拓

应急救援、

国土测绘、

生态治理、

城市管理、应用场景农业生产等公共领域率先应用无人机技术战略定位：

经济增长新引擎加大创新激励强化低空经济赋能无人机应用:低空经济呈现综合经济形态领域类别5管控环节核心法规要求关键点与目的登记管理强制性实名登记奠定监管基础

，实现

“一机一主”

，便于溯源追责。适航管理中、大型需适航许可（

TC/PC/AC)微、轻、小型需符合国标。分类管理

，从源头保障无人机本身的安全性与质量。空域管理空域划分为

“管制空域”与

“适飞空域”划设飞行禁区与通道

，规范飞行活动

，保障重要区域安全。人员管理小型及以上需执照；

微、轻型需熟练掌握明确操作人员资质

，压实安全责任

，提升专业水平。运行管理分类管理（开放/特定/审定）根据风险等级实施差异化管控

，确保飞行全程受控。安全与发展并重《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》、《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》

(2024年1月1日施行)

，标志着无人机管理正式步入法治化、规范化轨道

，共同构建了民用无人机运行安全管理的完整框架随着电网规模不断扩大

、

系统复杂性日益增加

，

加之自然灾害频发对电力供应稳定性构成严峻挑战

，

迫切需要先进技术及时

、

全面感知电网设备及环境状态

，

高效确保电网安全运行，低空经济在电网中广泛应用催生大量新质生产力传统的电网巡检和维护方式效率低

、

成本高、安全风险大。保障电力供应。6快速增长的电网与快速增长的需求：

220kV及以上输电线路92.05万公里

，

十四五期间增速4%

全社会用电量92241亿千瓦时

，同比增长6.8%技术标准高且融合紧密：

航空器性能高

，

作业指标高

，数据精度高

要求各个维度高度配合，技术高度融合产业辐射泛化性好：

数据采集型技术

应急救援

数字基建泛化应用低空经济在电网应用有需求多、

技术标准高、

产业辐射泛化性好的特点。7作业平台

平台特点

作业优势

运作模式

典型应用

类似比喻卫星作业平台广域平台（范围广、时效高）大范围感知、响应时效快、普查能力强虚拟资产（相对公司）应急性广域性BT下载直升机作业平台重载平台（多设备、多角度）精细化感知、作业速度快、规模化感知传统工业重资产计划性区域性右键另存中大型无人机作业平台中距平台（续航强、载荷大）区域状态感知、灵活高效、成本可控服务化运营（按需调用）应急性区域性云端同步多旋翼无人机作业平台（数据众筹、多机协同）局部化感知、作业活度强、详查效果好互联网轻资产迭代增值快班组级工具化多线程断点续传轻小平台9大云物移智链低空多元感知无人机平台搭载可见光、

红外、

激光雷达等各类传感设备

，

融合“大云移物智链”等现代信息技术

，

动态获取电网本体、

周围环境的多元状态数据

，

替代传统人工巡检

，

实现对电网状态的全面精准监控。10国网公司依托空间技术公司开展直升机、

中大型复合翼无人机航巡

，

各网省公司开展小型多旋翼无人机精细化巡视。南网公司依托南网通航公司开展直升机航巡

，

各网省公司开展小型多旋翼无人机精细化巡视。

轻型单发直升机27架

中大型复合翼无人机36架

旋翼无人机约30000架

轻型单发直升机3架

旋翼无人机约10000架11

1

输电专业应用（1）

中大型无人机航巡空间技术公司发挥中大型无人机具有长续航、

高航速等优越性能

，

对输电线路通道开展长时间、

高航速巡视作业

，

实现上百公里范围输电通道视频、

照片、

点云等数据的全天候快速感知。中大型复合翼无人机+高清工业相机（亿级像素）

：本体缺陷、

档中巡视中大型复合翼无人机+双光吊舱（摄影机、

照相机）

：通道危险源分析、

山火巡视

作业环境

：全天候

作业速度：

70公里/小时；

作业半径：＞50公里；

最小感知单元：

毫米级目标物。中大型复合翼无人机+激光雷达：快速树障检测

12

1

输电专业应用（2）轻小型无人机航巡国网公司无人机应用已从“无人机+操控手

”的巡检1.0时代快速进入基于RTK、视觉及人工智能等技术综合应用的全自主巡检2.0时代，

巡视方式从可见光全面拓展至激光点云、红外、紫外、X光等多源数据融合应用。到2024年底，

国网公司将实现220千伏及以上适航区输电线路无人机自主巡检覆盖率达到100%

，可见光图像重点缺陷智能识别发现率达到87%以上

，红外图像缺陷发现率智能识别达到75%以上。业务标准化分析数据化工作平台化

无人机

+综合检测

无人机

+红外测温无人机

+综合巡视无人机自主巡检无人机+X光检测无人机

+紫外检测无人机

+雷达测距杆塔精细化巡视通道巡视提升13

2

变电（直流）

专业应用特高压变电站/换流站无人机巡视采用基于激光即时定位与建图（

SLAM）

技术的变电专用无人机系统

，解决了高电压等级变电站/换流站复杂电磁干扰和设备密集影响传统无人机飞行安全的难题

，且不受站内反无人机系统干扰

，实现无人值守下无人机全自主巡视。最大飞行偏差：

＜30cm（传统rtk定位无人机飞行偏差70-20cm）测量精度：

＜2cm抗电场：

±

1200kV1000kV（8m距离）抗磁场：

＞300μT多轴防抖：

光变20X，抖动±0.02°

14解决5大技术难点

设备密集导致定位信号产生多路径效应

超特高压电磁辐射干扰定位信号

设备密集遮挡定位信号

反无人机防御系统导航诱骗

超特高压电磁辐射干扰磁罗盘定向激光建图

+避障+定位实时精度控制换电全天候指点飞行双机协同（二）

电网综合施工检修

1

无人机辅助基建施工在电网基建领域

，无人机已全面应用至工程设计（航拍选线）

、施工（吊装吊运）

、监理（空中监督）等全过程

，推动基建工作向机械化、智能化快速发展。吊装吊运2023年7月，

国网空间技术公司应用SG-400重载无人直升机

，在500kV承德北站-丰宁换流站双回基建工程中开展物资运输

，累计完成物资运输27吨。航拍选线通过无人机航拍

，为新建工程规划设计提供数字孪生仿真大场景支撑

，实现室内精准选线

，提升基建效率、降低工程造价。针对骨干输电线路工程各工序或施工阶段的安全风险点及文明施工情况开展全过程、全地形空中快速巡视。

15监督巡视辅助带电作业：

利用

“

无人机+小飞人

”等手段，

完成人员快速登塔，

辅助完成输电线路带电作业。憎水性检测

：

利用无人机搭载

搭载憎水性检测装置对

复

合绝缘子开展憎水性检测

，

将图像输入到憎水性分析系统中

，

通

过

对比标准图片判断绝缘子憎水等级，

及时掌握复合绝缘子及RTV涂料运行情况。设备探伤

：利用无人机搭载金属探伤检测装置对架空输电线路耐张线夹压接质量进行无损检测，不受线路停电时间影响

，降低安全风险

，减少作业成本

，有效提高作业效率。紫外检测

：

利用无人机搭载一体化紫外成像检测仪开展电晕放电检测，

巡

检

勘

查

绝

缘子和导线表面有无裂纹、

毛刺、

破损等情况，

锁定缺陷位置

。（二）

电网综合施工检修

2

无人机综合检修及检测16

实现了应急响应从“面”到“点”再到“解决方案”的高效转化

，形成了“发现-诊断-修复”的完整闭环

，是构建现代智慧电网坚强应急体系的核心手段。

精准投送：

技术人员、

抢修物资和专用设备快速吊运至目标塔位。

快速作业：

在复杂地形下

，执行设备更换、

人员投放、

带电作业等大型抢险任务

，快速恢复供电。

灾情初筛：

大范围、

快速的遥感扫描

异常识别：

初步识别出杆塔倒伏、

倾斜、

线路断裂、

通道内大型滑坡或火情等宏观故障。

目标详查：

对重点区域进行灾情详查

精细诊断：

确认故障类型（倒塔、断线、

覆冰、

山火等）（三）

电网空地协同应急

3

直升机抢险

2

无人机详查

1

卫星普查17（四）

电网空间数据融合应用应用大数据、

云计算、

物联网和人工智能等先进技术

，实现低空感知数据高效处理、

融合应用,构建电网三维数字孪生底座

，辅助开展电网健康诊断、

差异化运维、

灾害预测预警

，提升电网的灾害预测预警数字电网建设

空间数据处理

空间数据融合应用

数字高程模型制作电网空间数据融合应用缺陷缺陷识别图像选优与标注点云自动分类航带匹配决策能力和安全运行水平。隐患分析点云赋色数字正射影像制作·

·

·

·

·

·健康诊断18

1

支撑数字电网建设基于直升机、

无人机等低空航巡数据

，

深度融合卫星遥感、地理信息、

气象及电网各类业务数据

，

构建空-天-地多源数据一体化电网数字孪生底座

，

将物理电网在数字空间映射

，快速直观展现电网设备、

周边环境真实状态。国网公司基于18万千米骨干线路三维空间数据，建设数字电网空间信息平台。输电线路精细化模型变电站（换流站）

精细化模型输电线路跨高速铁路19（四）

电网空间数据融合应用（四）

电网空间数据融合应用

2

输电线路健康诊断以历年巡视发现缺陷为基础

，

结合线路地形、

运行条件、

缺陷发生率

，

利用空间分析和人工智能技术

，

对线路本体智能诊断

，

分析并展示历年缺陷隐患、

故障、

灾害的精准高发区段及类型

，

指导运维单位制定差异化运维检修策略。运行信息缺陷数据宾金线区段级风险等级分析

地形数据

20（四）

电网空间数据融合应用

3

自然灾害预测预警融合气象观测及预报数据、

电网三维实景信息等多源空间数据

，动态分析并展示可能受山火、覆冰、暴雨、台风、

雷击等灾害影响的线路区段

，制作全国范围内典型自然灾害风险等级分布图

，支撑电网防御自然灾害。21无人机不间断监控欧洲预报模型

全球预报典型案例国内数据

区域预报融合电网

空间信息精准动态

预报蒙东山火监测预警全国覆冰预警专题图全国山火等级预警专题图山火预报专题图湿度预报专题图温度预报专题图作业类别采集方式采集频次（年）数据覆盖率（单次）缺陷识别率（AI+人工）缺陷检出率直升机作业单架单侧180%98%78%无人机作业单架绕飞12（多次）90%60%80%~90%分析结论：

A:数据采集不全面（角度、

速度、

清晰度等因素制约）

，则大概率出现缺陷漏查情形；

B:数据单次采集不全

，提升频次补全

，

可开展无人机集群复合化、

直升机不悬停凝视方式解决；

C:频次增加

，也包含时域动态看

，

意义重大。•10个缺陷分布在100基杆塔中

，对该区段开展3次巡检

，结果如下：•第1次巡检：识别缺陷1、3、

5、7、9、

10（检出率60%）•第2次巡检：识别缺陷1、2、4、

5、6、7、9、

10（检出率80%）•第3次巡检：识别缺陷1、2、3、

5、6、7、9（检出率70%）•则1-3次巡检：识别缺陷1、2、3、4、

5、6、7、9、

10（检出率90%）缺陷检出率：计算公式：

频次成果（缺陷检出率）

=U

(采集覆盖率

×缺陷识别率)i=1缺陷检出率举例说明23多角度不悬停作业：平行地线30-50m距离

，不低于20km/h通过杆塔,不低于60km/h通过档中1.效率提升：塔头、档中不悬停同步采集

，巡检作

业效率提升80%以上；2.质量提升：多角度拍摄点位平均覆盖率超过300%

，

减少80%以上遮挡

，拍摄照

片数至少为原有4倍；3.安全提升

：无需频繁悬停

，

减少机上人员数量；4.降低成本：

减少作业时间与人员投入

，

降低成本。技术方向：

基于直升机具备大载重、

航程长的特点

，

研究不悬停作业技术

，

实现“三提一降”

，

同时面向无人化、

多任务集成方向发展。

通过提升直升机单架次采集频次（不悬停多角度拍摄

，

增加巡视频次

，

缺陷同名化归一处理）

和缺陷智能识别率

，提高缺陷检出率。成果预期：

实现二合一感知作业

，构建“塔头+档中”多任务同时进行电网感知作业；巡检成果（缺陷）

=

（80%×

98%）（一）

直升机不悬停多任务作业典型场景：

针对沙戈荒、

西南水电等能源送出等复杂场景

，采用长驱直入方式深入腹地贯穿式快速作业

，

降低窗口期限制。244总体预期：

作业效率较单机单科目提升多倍

，

实现多机档中、

塔头、

通道激光扫描等多业务同步感知；典型场景：

针对等地区输电线路航程大、

任务多的特点

，开展分段作业。技术方向：

无人机感知技术向集群式复合化方向发展

，构建

“数据众筹”作业模式。沙戈荒、高海拔、西南水电

多线程巡检

25（二）

无人机集群复合感知天幕作画！

浏阳用15947架无人机+7496支烟花双破世界纪录多架小型集群化作业机集群作业管控装置固定翼中继机激光扫描机通过深度融合人工智能、

尖端视觉传感、

边缘计算及先进的