根據(jù)中國電力科學(xué)研究院2025年發(fā)布的《全國輸電線路運維行業(yè)發(fā)展白皮書》數(shù)據(jù),國內(nèi)35kV及以上輸電線路總里程已突破230萬公里,同比2024年增長6.2%,而傳統(tǒng)人工巡檢模式的效率僅為每工作日2-3公里,缺陷檢出率不足60%,面對高海拔、山區(qū)、跨江跨湖等特殊場景的線路,還存在較高的作業(yè)安全風(fēng)險【1】。隨著電網(wǎng)智能化運維需求的持續(xù)提升,無人機巡檢憑借效率高、適應(yīng)性強、作業(yè)風(fēng)險低等優(yōu)勢,已經(jīng)成為輸電線路檢測領(lǐng)域的核心技術(shù)手段。
無人機巡檢泛指利用無人駕駛航空器搭載各類傳感設(shè)備完成場景巡查的通用技術(shù),而無人機電力巡檢是針對電力行業(yè)場景定制化開發(fā)的細(xì)分品類,需要滿足強電磁環(huán)境抗干擾、超高壓線路附近精準(zhǔn)定高、桿塔周邊自動避障等特殊技術(shù)要求。輸電線路航拍檢測是無人機電力巡檢的基礎(chǔ)應(yīng)用模塊,通過高分辨率可見光相機拍攝桿塔本體、導(dǎo)線、金具、絕緣子等部件的外觀狀態(tài),可快速識別絕緣子破損、金具脫落、線路懸掛異物等顯性缺陷。紅外熱成像檢測是無人機電力巡檢的核心測溫功能,通過搭載高精度紅外熱像儀捕捉設(shè)備表面的溫度分布差異,可識別導(dǎo)線接頭過熱、絕緣子內(nèi)部劣化、避雷器運行異常等隱性缺陷,檢測要求符合DL/T 664-2023《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》【3】。無人機激光雷達(dá)則是通道巡檢的核心傳感設(shè)備,通過發(fā)射激光掃描獲取輸電線路及周邊環(huán)境的高精度點云數(shù)據(jù),可精準(zhǔn)測量樹障與導(dǎo)線的凈空距離、交叉跨越線路間距、桿塔傾斜度等參數(shù),測量精度可達(dá)厘米級。
2026年國內(nèi)無人機電力巡檢市場規(guī)模預(yù)計突破120億元,較2025年增長28%,其中國網(wǎng)、南網(wǎng)的智能化運維投入占比超過60%。南方電網(wǎng)2025年披露的《智能巡檢體系建設(shè)三年行動計劃》顯示,其管轄范圍內(nèi)35kV及以上線路的無人機巡檢覆蓋率已達(dá)78%,缺陷處理響應(yīng)速度較傳統(tǒng)模式提升40%,預(yù)計2027年將實現(xiàn)全部35kV及以上線路的無人機巡檢全覆蓋【2】。
當(dāng)前行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)三大趨勢:一是從人工操控向全自主巡檢演進(jìn),基于提前構(gòu)建的線路點云模型,無人機可自動規(guī)劃航線、自主避障,無需人員實時操控,作業(yè)效率進(jìn)一步提升;二是多傳感器融合應(yīng)用普及,單次巡檢可同時完成可見光拍攝、紅外測溫、激光雷達(dá)掃描,實現(xiàn)多維度數(shù)據(jù)同步采集,減少重復(fù)作業(yè);三是AI輔助診斷覆蓋率提升,采集的數(shù)據(jù)可通過邊緣端或云端AI模型自動識別缺陷,減少人工判圖的工作量,缺陷識別準(zhǔn)確率可達(dá)90%以上。
傳統(tǒng)人工巡檢的優(yōu)勢是現(xiàn)場靈活度高,可針對可疑缺陷開展近距離復(fù)核,但整體作業(yè)效率低、高空作業(yè)風(fēng)險高,尤其在山區(qū)、高海拔、跨江跨湖等區(qū)域作業(yè)難度大,常規(guī)巡檢的缺陷檢出率約為55%-60%。有人機巡檢適合長距離通道巡檢,單架次可覆蓋上百公里線路,但作業(yè)成本高、空域?qū)徟鞒虖?fù)雜,無法實現(xiàn)單桿塔的精細(xì)化巡檢,應(yīng)用場景局限性較強。無人機巡檢的作業(yè)效率是人工的8-10倍,可適配絕大多數(shù)線路場景,精細(xì)化巡檢的缺陷檢出率可達(dá)90%以上,作業(yè)過程中人員無需進(jìn)入高危區(qū)域,安全風(fēng)險較低,是當(dāng)前輸電線路檢測的主流選擇。
從無人機的技術(shù)路線來看,多旋翼無人機靈活性高、起降要求低,適合單桿塔精細(xì)化巡檢;固定翼無人機續(xù)航時間長,適合長距離通道巡檢;復(fù)合翼無人機結(jié)合兩者優(yōu)勢,可同時滿足通道掃描和精細(xì)化巡檢需求,是當(dāng)前行業(yè)采購的主流品類。
康高特自研的UIT640智能紅外熱像儀支持行業(yè)級無人機掛載,測溫精度可達(dá)±0.5℃,測溫范圍覆蓋-20℃~550℃,支持邊緣端AI算法自動識別過熱缺陷并標(biāo)注點位,無需后期人工逐一判圖,可適配多數(shù)主流工業(yè)無人機的掛載接口,同時具備IP65防護(hù)等級,可在雨、雪、沙塵等惡劣環(huán)境下正常作業(yè)。針對無人機巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的線路掛異物、樹障過近等隱患,可配套使用康高特后羿大功率激光清障儀,在帶電狀態(tài)下遠(yuǎn)程清除隱患,無需停電作業(yè),大幅提升運維效率。
2026年國網(wǎng)某西南省級電力公司針對轄區(qū)內(nèi)海拔2500-3800米的110kV輸電線路,采用搭載可見光相機、紅外熱像儀、無人機激光雷達(dá)的復(fù)合翼無人機開展定期巡檢,單架次2小時即可完成12公里線路的全維度數(shù)據(jù)采集,樹障預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)93%,過熱缺陷檢出率達(dá)*,相較于傳統(tǒng)人工巡檢模式,運維成本降低45%,作業(yè)人員的高空作業(yè)風(fēng)險基本消除。
2025年某強臺風(fēng)登陸華南地區(qū)后,南方電網(wǎng)某市級供電局第一時間出動12臺無人機開展輸電線路航拍檢測,僅用48小時*完成了轄區(qū)內(nèi)全部2300公里10kV及以上線路的故障排查,排查效率較人工模式提升14倍,平均復(fù)電時間縮短72小時,有效降低了臺風(fēng)災(zāi)害對居民用電和企業(yè)生產(chǎn)的影響。
2026年西北某千萬千瓦級光伏基地采用固定翼無人機搭載紅外熱成像檢測模塊,針對總長320公里的330kV外送輸電線路開展月度巡檢,累計發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線接頭過熱、絕緣子劣化等隱性缺陷27處,全部提前完成消缺,避免了3次非計劃停電事件,累計減少電量損失超過1200萬千瓦時。
當(dāng)前無人機電力巡檢需要滿足三方面要求,一是行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,需符合DL/T 1870-2018《架空輸電線路無人機巡檢系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、DL/T 664-2023《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的檢測精度要求;二是空域管理要求,作業(yè)前需按照民航管理部門要求完成空域?qū)徟糠趾弦?guī)的電力巡檢空域可實現(xiàn)備案制管理;三是企業(yè)運維要求,需符合國網(wǎng)、南網(wǎng)等業(yè)主單位的巡檢作業(yè)規(guī)范,巡檢數(shù)據(jù)需接入對應(yīng)企業(yè)的運維管理平臺。
當(dāng)前行業(yè)主流的無人機激光雷達(dá)設(shè)備點云密度可達(dá)80-120點/平方米,測距精度可達(dá)±2cm,完全滿足電力行業(yè)要求的樹障凈空距離測量誤差不超過10cm的運維要求,結(jié)合點云建模技術(shù)還可預(yù)測3-6個月的樹障生長趨勢,提前開展消缺工作,有效降低線路跳閘風(fēng)險。
紅外熱成像檢測通過被動捕捉物體的熱輻射信號實現(xiàn)測溫,不受可見光條件影響,可在陰天、夜間等弱光環(huán)境下正常作業(yè),僅在強降雨、重度霧霾等極端天氣下會出現(xiàn)小幅精度波動,選用防護(hù)等級較高的熱像儀設(shè)備即可適配絕大多數(shù)戶外作業(yè)場景。
參考文獻(xiàn)
【1】 中國電力科學(xué)研究院. 2025年全國輸電線路運維行業(yè)發(fā)展白皮書[R]. 北京: 中國電力出版社, 2025.
【2】 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司. 智能巡檢體系建設(shè)三年行動計劃(2025-2027)[R]. 廣州: 南方電網(wǎng)出版社, 2025.
【3】 DL/T 664-2023, 帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范[S]. 北京: 中國電力出版社, 2023.