中图分类号：TM726  文献标志码:A

1引言

近年来，随着低空经济的提出，无人机在生产生活中发挥了重要作用。多旋翼无人机在高压输电线路施工中的应用也不断深入，罗旻等开发了一套全自动展放牵引绳的系统，实现无人机全自动展放引线^[1]。谭健波研究无人机在高压线路跨越施工中的应用，减少京沪高铁的停航时间, 满足铁路营业线施工安全管理要求^[2]。广东电网公司率先采用无人机验收架空输电线路，并在云浮500 kV卧龙输变电工程线路上空执行竣工验收任务，其验收效率提升六倍 ^[3]。

高压输电线路竣工验收中，传统的以人工抽样登高检查验收的方式存在效率低、覆盖面不全、耗时费力、高空作业风险大、验收缺陷识别不完全，消缺和复检难等问题，因此急需探索新的验收方法。

随着无人机制造的小型化、轻便化和镜头分辨率提高，其应用场景越来越广泛，特别是在高危行业的应用将更广泛。因此基于多旋翼无人机在35kV~220kV输电线路竣工验收的应用将具有广阔的前景，地面验收人员在地面即可轻松高效获得被验收目标的高清图像、视频，进而根据影像来判断高压输电线路的施工质量，给输电线路验收工作提供一种新的方法。

2 基于多旋翼无人机在高压输电线工程竣工验收中的验收方案

在输电线路竣工验收阶段，首要任务是发现施工中的缺陷，确保输电线路投入使用以后能够安全稳定运行，如何运用多旋翼无人机开展竣工验收呢？本文制定了技术流程、根据性能要求选用了多旋翼平台，然后进行3.6公里的110kV线路竣工验收，最后进行了验收结果的统计分析。

2.1工程概况

本次竣工验收的对象为赣州三江220千伏变电站110千伏配套送出工程110Kv胜石线，项目位于赣州市南康区，验收总巡视巡检里程为3.6公里，18基杆塔，双回路110Kv输电线路，杆塔编号1-18号，实验依托于江西正基电力建设有限公司生产项目110kV输电线路竣工验收开展。

2.2技术流程

（1）准备阶段

踏勘施工现场环境，分析影响无人机飞行安全的因素，制定安全保障措施，准备验收所需的硬件设备和软件设备，采用华测RTK采集全线杆塔坐标，制作成KML文件，制定飞行计划。

现场地势较为平摊，最大高差30米，有跨越城市道路2处，线路穿越工业园，离厂房最小距离50米，为了能实现规划航线，踏勘时采用GNSS-RTK采集转角经纬度坐标，用测地通软件导出KML文件，然后利用KML进行航线规划。两条跨越道路将整条高压线分成三段，因此，将高压线分成三段进行验收，在道路跨越处起飞降落，一方面可以保证跨越道路处的安全，另一方面更换电池更加便捷，无人机等设备转移和运输更加方便。

（2）数据获取与分析

采用大疆M300多旋翼无人机搭载禅思P1高分辨率镜头，按照输电线路路径和铁塔的位置规划航线和航点，无人机按规划航线飞行是非常必要的，验收人员重点验收各基铁塔、导线、避雷针、导线压接、防震锤、绝缘子等部件的安装质量，因此在重点验收部位需要手动接管无人机，由验收人员进行无人机操控，全方位地观察被验收部件，而在起飞、降落、返航和更换电池自动续飞时，按规划路线进行飞行更加安全可靠，可大大减少人为的干预。

多角度拍摄铁塔零部件的高清图像，实时回传至地面，验收人员同步检查施工质量，组织施工单位项目负责人、技术负责人和质量管理员等对图像、视频进行全面交叉检查，核查施工安装质量，分类统计施工质量缺陷，形成质量缺陷整改清单，反馈给施工项目部。

通过无人机可见光精细化采集数据发现和识别施工质量缺陷，为输电线路竣工验收及消缺提供依据。施工项目部根据质量缺陷清单逐一整改缺陷，并拍照记录详细整改情况，把整改结果反馈给验收人员，形成闭环管理。

（3）总结阶段

对验收结果进行分析，把错判率、漏判率和用时作为多旋翼无人机竣工验收手段的有效性评价指标。考虑验收环境、条件的差异性，得出多旋翼无人机通用性验收范围，撰写技术总结。

2.3多旋翼无人机平台

为了能够拍摄到清晰的图片，应选取抗风等级高、运行平稳的多旋翼无人机，同时必须配备高清镜头和灵敏的云台，本文采用大疆M300多旋翼无人机，搭载大疆禅思P1镜头，禅思P1主要技术参数如表1所示。

表1 禅思P1主要技术参数

2.4 验收结果及分析

通过多旋翼无人机可见光精细化验收方式，在110Kv胜石线施工项目部初检中共发现21处缺陷，详细情况如表2所示，检出危急缺陷1处，一般缺陷20处，分别分布在13基杆塔上，缺陷最多的13号塔，有3处缺陷。1号、18号杆塔未完工，1号塔接入变电站，需待变电站间隔扩建完成后接入，18号塔破口，需待运行线路停电后完成施工。缺陷类型包括导线跳线鼓包、螺栓缺失开口销、光缆防振锤前后侧缺少预绞丝、导线前后侧防振锤缺少预绞丝、横担联板处有异物、绝缘子及导线安装未完工等。缺陷情况如表3所示。

表2 110Kv胜石线多旋翼无人机竣工验收缺陷汇总表

表3 110Kv胜石线多旋翼无人机竣工验收缺陷明细表

施工项目部组织复验以传统的验收方式进行，共组织4人登塔验收，平均每人验收4.5基塔，耗时6.5小时，共发现质量缺陷19处，两种验收方式，发现重复缺陷17处，人工方式，未发现3、7、13号杆塔光缆防震锤缺少预绞丝各一处，未发现13号杆塔左回中线小号横担侧联板处有异物，发现12号杆塔1处高强螺栓未使用垫片且只有单一螺母，发现5号杆塔接地焊接不饱满1处。总共发现质量缺陷23处，漏判率减少8.7个百分点，计算有效性评价指标如表4所示。

表4 两种验收方式有效性指标

综上，多旋翼无人机（可见光）在导线、光缆、避雷线、绝缘子、压接管等悬空部件的质量验收中具有明显优势，悬空部件附近障碍物较少，方便无人机靠近，视线遮挡死角较少，相反人工验收方式这些地方均难以到达，难以全面观察，视线遮挡严重，受验收人员经验影响较大。但多旋翼无人机在塔身安装质量验收和接地安装质量验收中存在弊端，铁塔内部空间较小，无人机很难在其内部安全飞行并完成质量检查，接地装置靠近地面，无人机超视距低空飞行无法完成。因此，高压输电线工程竣工验收需要分两种方式同步进行，高空部分由多旋翼无人机完成，近地面和塔身质量由传统验收方式完成。取长补短，为输电线路安全稳定运行提供保障。

2.5优缺点

（1）采用多旋翼无人机搭载可见光传感器开展110kV输电线路工程竣工验收，拓展新技术在110kV输电线路施工中的应用场景。

（2）通过无人机回传图片和视频数据，验收人员室内判断质量缺陷，能够降低验收人员登高作业的安全风险，减少验收路上消耗的时间，降低劳动强度，提高验收效率。

（3）质量缺陷以可视化方式呈现，在消缺整改和复检过程中具有针对性，其验收过程成本低，具有可重复性，在自检、初检、终检中可反复使用，具有实用价值和推广意义。

（4）在塔身内部和近地面障碍物较多，不能满足无人机安全飞行的要求。

3结论

实验证明,采用多旋翼无人机开展110kV高压输电线路工程竣工验收是可行的，仅用1.5小时就完成3.6公里的线路验收, 效率高，验收人员无需登塔，减少了时间成本。无需人工登高作业，有效保障了施工人员的生命安全。线路验收无需抽样检查，可实现应检尽检。检查出的缺陷总数多, 类型多，为后续高压输电线的安全运行提供有力保障，在人工竣工验收时，有些地方难以到达，因此部分缺陷难以发现，多旋翼无人机验收时，验收人员可以在任意地面处操控无人机飞行，实现超视距无接触式验收，劳动轻度低，可实现多专业技术人员共同验收，减少对个人经验的依赖，在高空部件中，相比传统的人工验收方式多旋翼无人机竣工验收优势明显，验收过程留下大量的现场照片，实现缺陷可视化，精准描述每一处缺陷，使缺陷的闭环管理变得更加容易，整改人员可以根据被检目标的影像有针对性地消缺，不遗漏任何一次缺陷。其验收过程具有可重复性，可在竣工验收自检、初检、终检中反复使用，多旋翼无人机在输电线路工程竣工验收中的应用具有重要价值和推广意义。

参考文献

[1]罗旻,周萌.无人机全自动展放引线系统的开发与应用[J].实验室研究与探索,2019,38(08):52-56.

[2]谭健波.无人机在高压线路跨越施工中的应用[J].水利水电技术(中英文),2022,53(S2):29-32.DOI:10.13928/j.cnki.wrahe.2022.S2.007.

[3]广东电网公司率先采用无人机验收架空输电线路验收效率提升六倍[J].农村电气化,2016,(12):60.

作者简介：李冰^*（1988-），男，汉族，江西赣州人，国家注册测绘师、一级建造师，主要研究工程测量、工程变形监测及其数据处理，E-mail:542166432@qq.com。

基金：2023年度江西应用技术职业学院科技类课题，课题编号：JXYY-KJ-202324