无人机行业应用技术 课件 项目二 任务一 电力巡检

模块二

无人机巡检应用主讲老师：XXXX任务1电力巡检01任务2管线巡检02任务1电力巡检01学习目标能力目标1.能根据任务选择适合的飞行平台与任务载荷，并对巡检类无人机及相关设备进行系统检查。2.能进行精细化巡检任务实施和巡检航线规划，并根据实飞数据进行记录。3.能按电力巡检要求进行作业检查，并进行巡检数据的处理与分析。知识目标1.熟悉电塔类型及常见故障问题。2.掌握不同巡检无人机平台、任务载荷及设备维护的相关知识。3.掌握无人机电力巡检的工作内容、实施步骤和注意要点。素养目标1.增强风险意识，养成精益求精，严慎细实的工作作风。2.培养学生吃苦耐劳，团结协作，主动配合的优秀品质。3.养成爱护设备，严守规范，安全飞行的职业守则。1.1任务描述特高压输电技术具有远距离、大容量、低损耗的特点，是实现能源资源优化配置的关键手段。我国正引领特高压输电技术的发展，主导制定了28项国际标准，技术出口至100多个国家和地区，推动了全球能源互联网建设。本任务针对一段长达5公里的特高压输电线路中的电塔进行一次全面而细致的精细化巡检工作。巡检的主要目的是识别、定位以及预防可能出现的多种潜在故障，通过使用配备高分辨率摄像头和红外热成像仪的无人机，采集图像和温度数据，准确、精细地监控电塔状况，确保电力供应的稳定性和可靠性。任务要求：1.利用无人机完成5公里的电力巡检作业，要求无人机安全飞行，飞行高度与巡检基塔高度保持在15米内，贴近电塔作业时防止发生二次伤害事故。2.形成巡检报告，留存影像数据资料，要求拍摄照片清晰，照片像素为2400万，易于识别出螺栓及开口销等目标细节，拍摄目标应在照片正中心，占据版幅三分之一长和宽。1.2知识储备一、电塔分类电塔主要包括直线塔、耐张塔、终端塔和换位塔等类型。1.直线塔（输电线路中专门用于直线段架设的支撑结构，主要承担导线和地线的垂直荷载（自重、覆冰）及水平风荷载。在±800千伏特高压工程中，直线塔档距通常控制在400～600米区间，导线对地净空高度达30～40米。）：承担线路直线段支撑，占线路总量70%以上，承受垂直荷载为主。1.2知识储备一、电塔分类电塔主要包括直线塔、耐张塔、终端塔和换位塔等类型。2.耐张塔（输电线路中专门用于承受导线水平张力的支撑结构，通常设置在线路转角处、地形突变段或重要节点，其核心特征是具备张力锚固能力。通过耐张绝缘子串将导线固定，形成机械分段点，防止断线事故扩散，同时平衡两侧导线拉力差。与直线塔相比，其结构更坚固（塔重增加30%～50%），能承受更大水平荷载（如±800千伏工程中单塔水平荷载可达5000kN以上））：设置于线路转角/分段点，承受水平张力，绝缘子串呈耐张型。1.2知识储备一、电塔分类电塔主要包括直线塔、耐张塔、终端塔和换位塔等类型。3.终端塔：连接变电站与输电线路锚固节点，承受单侧全张力。1.2知识储备一、电塔分类电塔主要包括直线塔、耐张塔、终端塔和换位塔等类型。4.换位塔：实现导线相位轮换，平衡线路参数（每100km设置1-2基）。1.2知识储备二、电塔组成电塔主要主要由塔体、绝缘系统和附属装置等结构组成。1.塔体结构：主要由塔头、塔身和横担组成。

塔头：顶部导线支撑区，含地线支架。

塔身：主钢结构，多采用角钢组合。

横担：水平延伸构件，固定导线/绝缘子。1.2知识储备二、电塔组成电塔主要主要由塔体、绝缘系统和附属装置等结构组成。2.绝缘系统：主要由悬垂绝缘子串和耐张绝缘子串组成。

悬垂绝缘子串：多用于直线塔，单串长度可达10m（±1100kV）。

耐张绝缘子串：双串布置，机械强度提升40%。1.2知识储备二、电塔组成电塔主要主要由塔体、绝缘系统和附属装置等结构组成。3.附属装置：主要由防震锤、均压环、接地引下线组成。

防震锤：抑制导线微风振动。

均压环：控制电场分布。

接地引下线：雷电泄流。1.2知识储备三、电塔故障在无人机电塔巡检中，主要检查电塔结构是否损坏、电缆是否完好、绝缘子是否破损、地线是否接触良好、避雷针是否完好、电塔周围是否有杂草、动物是否干扰设备、设备是否有异常声音或震动等异常点，以确保电塔安全运行。电塔结构损坏、锈蚀问题、绝缘子裂纹、过热点等异常情况。铁塔倾覆和铁塔主材变形1.2知识储备三、电塔故障地线电弧烧伤和地线缠绕异物地线引流线夹端子板损坏和导线刮损导线腐蚀和导线散股1.2知识储备三、电塔故障绝缘子伞裙电弧烧伤和绝缘子串组倾斜绝缘子伞裙破损和绝缘子串温度异常均压环腐蚀和开口销缺失1.2知识储备三、电塔故障防震锤锈蚀和线夹温度异常1.3任务实施任务作业流程1.3任务实施一、作业准备（一）飞行平台的选择标准

无人机电力巡检任务主要分为电塔及周边设施的精细化巡检（精细化巡检专注于电塔设备本身的细节和故障，发现电塔内部核心设备的潜在问题。）和沿着整条电力输电线路的通道巡检（通道巡检侧重于对线路通道整体环境的排查，能发现影响线路安全的外部宏观因素）等两大类。

精细化巡检要求飞行平台能悬停抵近电塔进行拍摄，电塔精细化巡检一般使用多旋翼无人机执行任务。通道巡检要求飞行平台飞行距离和通信距离远，并考虑起降场地要求和飞行效率，一般使用垂起固定翼无人机进行作业。1.3任务实施一、作业准备（二）任务载荷选择

电塔精细化巡检任务需拍摄高清晰度的电塔整体和关键部件细节，并确定电塔高温异常点，需选用可见光高倍率变焦载荷和红外热成像仪。根据任务情况，经综合分析对比，电塔精细化巡检选用大疆M300巡检无人机，该飞行平台续航时间达40分钟以上，可满足任务需求。任务载荷选用大疆H20系列，该任务载荷同时具有可见光高倍率变焦功能和红外热成像功能，并与M300巡检无人机适配。1.3任务实施一、作业准备（三）制定飞行计划

根据任务要求制定飞行计划，填写飞行记录表，包括任务名称、作业时间和人员以及作业器材、任务区域及作业参数等内容。请根据本次任务，完成电力巡检飞行任务计划书。飞行任务计划书任务名称

任务描述

作业日期

作业人员1

主要职责

联系方式

作业人员2

主要职责

联系方式

作业人员3

主要职责

联系方式

作业器材

任务区域

任务规划及主要参数

预计起降场地

委托方对接人员

联系方式

作业注意事项

安全措施

紧急联系人

联系方式

飞行取消条件

隐私保护

1.3任务实施二、作业实施（一）检查巡检任务载荷

为保证飞行安全，无人机执行巡检任务前需对无人机电池电量、遥控器、电机、螺旋桨、云台、内存卡、GNSS、指南针和航线等进行检查，具体过程可参照任务1.1建筑测绘中飞前检测。无人机飞行作业过程中，操作人员需通过地面站软件，实时监控无人机位置、飞行姿态、航线信息、云台图像等信息，通过各项信息确保无人机飞行安全，并及时作出干预指令。（二）监控飞行状态1.3任务实施二、作业实施（三）执行精细化巡检任务1.电力巡检工作内容

电塔巡检是无人机点状巡检的典型案例，主要用于对电力输电线路中的电塔进行巡检。在电塔巡检中，主要需要进行外观检查、损伤检测、导线检查、环境检查。（1）外观检查：使用无人机的相机和传感器，对电塔的外观进行检查。（2）损伤检测：利用无人机的高分辨率相机，对电塔的各个部位进行损伤检测。（3）导线检查：使用无人机的传感器，对电塔上的导线进行检查。（4）环境检查：利用无人机的传感器，对电塔周围的环境进行检测。1.3任务实施二、作业实施（三）执行精细化巡检任务2.电塔拍摄要求

电塔精细化巡检作业主要拍摄杆塔全貌、塔头部分、绝缘子串和线塔基础等四部分。1.3任务实施二、作业实施（三）执行精细化巡检任务-直线塔

直线塔进行精细化巡检作业时，按照杆塔－塔头-绝缘子串-线塔基础顺序进行拍摄。以杯型直线塔为例，直线塔精细化巡检通常包含14张照片（基础地质环境未计入）。

（1）杆塔：全貌照片1张；

（2）塔头部分：两侧地线金具、防震锤照片2张；

（3）绝缘子串：每相悬垂绝缘子串应由3套照片组成，绝缘子全貌、绝缘子挂点、悬垂线夹，一般需2张照片。要求每一相绝缘子总成拍成一张照片，若线塔有上、中、下三相，则拍摄3套照片；

（4）线塔基础：杆塔基础照片1张。1.3任务实施二、作业实施（三）执行精细化巡检任务-直线塔1.3任务实施二、作业实施（三）执行精细化巡检任务-直线塔序号拍摄位置照片张数1标识牌12大小号侧通道（大、小号侧通道环境）23左、右相绝缘子（导线侧挂点金具、绝缘子串、横担侧挂点）64地线挂点（左、右地线挂点金具）25中相绝缘子串（杯型塔需考虑无人机与导线间的安全距离，

挂点位置除特殊要求外不进行拍摄）16杆塔塔头部分（左、右侧塔头）21.3任务实施二、作业实施（三）执行精细化巡检任务-耐张塔

耐张塔进行精细化巡检作业时，也按照杆塔－塔头-绝缘子串-线塔基础顺序进行拍摄。以干字型耐张塔为例，耐张塔通常需要拍摄至少26张照片（基础地质环境未计入）。

（1）杆塔：全貌照片1张；

（2）塔头部分：两侧地线金具、防震锤照片2张；

（3）绝缘子串：每相悬垂绝缘子串应由6套照片组成，小号侧绝缘子全貌、绝缘子挂点、悬垂线夹，一般需2张照片；大号侧绝缘子全貌、绝缘子挂点、悬垂线夹，一般需2张照片。要求每一相绝缘子总成拍成一张照片，若线塔有上、中、下三相，则拍摄6套照片；

（4）线塔基础：杆塔基础照片1张。1.3任务实施二、作业实施（三）执行精细化巡检任务-耐张塔序号拍摄位置照片张数1标识牌12大小号侧通道（大、小号侧通道环境）23上、中、下相绝缘子（导线侧挂点金具、绝缘子串、横担侧挂点）184地线挂点（左、右地线挂点金具）25杆塔塔头部分（左、右侧塔头）21.3任务实施三、作业后处理（一）保养维护无人机电力巡检作业完成后，需对无人机机体、巡检载荷和电池进行保养维护，具体如视频所示。1.3任务实施三、作业后处理（二）整理数据资料巡检数据处理按照统一标准格式：线路名称（**kV**线）、杆塔编号（**号）逐级建立文件夹归档存放。例：单回路220kV洋双线Ⅰ线无人机精细化巡检资料，如图

所示。塔线命名单塔文件命名1.3任务实施三、作业后处理（二）整理数据资料巡检数据处理按照统一标准格式：线路名称（**kV**线）、杆塔编号（**号）逐级建立文件夹归档存放。例：单回路220kV洋双线Ⅰ线无人机精细化巡检资料，如图

所示。塔线拍摄照片命名1.3任务实施三、作业后处理（二）整理数据资料异常缺陷记录1.3任务实施三、作业后处理（三）编写巡检报告

电力巡检报告通常包含缺陷报告、巡检作业报告、现场勘察记录单、巡检作业工作票等资料。

缺陷报告：主要包含无人机精细化巡检过程中所发现所有缺陷及异常状况，并对缺陷或异常状况进行归类并分析原因。

巡检作业报告：主要包含巡检作业任务的所有信息，如人员、无人机、杆塔巡检详细信息、危险源辨识与分析、特殊运行区段的状态分析、设备状态评价等专业报告。

现场勘察记录单：通常由委托方进行现场勘察，记录现场勘察情况。

巡检作业工作票：通常由委托方填写、签发、许可作业。1.4任务评价一、任务成果1.成果展示

本任务成果为电塔巡检照片，如轮播图

所示。图500kVxx线小号侧通道环境、右侧地线挂点图500kVxx线大号侧通道环境、右相横担侧挂点1.4任务评价一、任务成果1.成果展示

本任务成果为电塔巡检照片，如轮播图

所示。图500kVxx线标识牌、左侧塔头－有鸟窝1处图500kVxx线左侧地线挂点1.4任务评价一、任务成果2.成果清单

巡检成果清单如表

所示。序号成果名称成果格式要求备注1各塔点记录照片JPG7张以上，一般14～26张

2巡检缺陷表XlS电力线路本体、附属设施等缺陷

3巡检作业报告PDF巡检作业任务的所有信息，如人员、无人机、杆塔巡检详细信息、危险源辨识与分析、特殊运行区段的状态分析、设备状态评价等专业报告1.4任务评价二、技能考核

利用M300多旋翼无人机和H20T任务载荷对某区域的高压电力输电塔进行精细化巡检，按照精细化巡检作业流程完成作业，并填写电力巡检任务单，完成任务评价表。

附件1：电力巡检项目任务单

附件2：任务评价表1.4任务评价二、技能考核

利用M300多旋翼无人机和H20T任务载荷对某区域的高压电力输电塔进行精细化巡检，按照精细化巡检作业流程完成作业，并填写电力巡检任务单，完成任务评价表。

附表1电力巡检任务单任务名称

任务日期

完成人

组别

项目完成方式仪器实操□软件实操□

项目报告□

其他□

选择飞行平台多旋翼

□

固定翼

□

直升机

□

其

他

□

选择任务载荷可见光相机□激光雷达□投放装置□

灭火弹□多光谱相机□激光测距仪□喊话器与照明灯□

喷洒系统□热成像相机□无线通信模块□辐射检测仪□降落伞系统□倾斜摄影相机□物流货箱□气体检测仪□喷粉喷水管组件□气象传感器□空气质量传感器□GPS/RTK定位模块□视频传输设备□其他□

前期资料

收集情况巡检任务书□区域电塔分类□各类电塔拍照要求□各类电塔巡检拍照成果核对□各类电塔巡检数据成果整理□各类电塔巡检作业记录□缺陷录入与汇总□缺陷报告上报□其他□

工作流程1.方案准备□