电力刚出现时，无论是普通家庭还是白宫，都弥漫着对技术的恐惧。本杰明·哈里森是第 一位在自己家中通电的美国总统，他对这项发明感到十分不安，以至于拒绝打开开关。

一百年后，停电大多会让人感到沮丧。“停电一小时后，我们就处于恐慌的边缘，” 黑山的一位居民回忆道，当时巴尔干半岛发生了大规模停电，停电时间长达数小时。即使是短时间的停电也会妨碍医院、消防部门和警察局的关键运作——在美国，停电平均持续近6 个小时。

使用无人机进行空中电力线检查可以帮助运营商最 大限度地减少停电并缩短电力恢复时间。无人机可以帮助识别基础设施损坏、植被危害和机械故障，从而提高电网的弹性。与电力类似，无人机从引起怀疑到成为标准的基础设施管理实践。

为什么要使用无人机进行电力线路检查

电网不稳定不仅会导致停电，还会引发山火、环境污染，甚至致命事故。因此，当局会强制进行年度检查，并对不合规的公司进行处罚。例如，澳大利亚运营商Powercor因未能检查和管理植被而欠下 250 万美元，导致 185 公顷的森林大火。

如果检查如此重要，为什么不更频繁地进行呢？挑战在于传统检查的限制。由于电网规模庞大且位置偏远，直升机检查成本高昂，而徒步巡逻则极其耗时。美国前 10 大电网所有者运营着220 万公里/140 万英里的输电线——相当于从纽约到迈阿密的距离。想象一下开车或步行穿越这段距离，试图注意任何事情。

大部分电力基础设施正在老化，需要更深入的检查和维修。仅在美国，70% 的输电线路已有 25 年以上历史。此外，电力线检查很危险。即使断开带电，电网中仍可能存在残留电荷，可能导致检查人员受伤或死亡。

鉴于这些因素，无人机在输电线行业大行其道。它们使检查速度更快，节省数千美元，使任务更加频繁。无人机一次可以覆盖数英里的输电线，收集资产状况的精 确数据，并实时定位外部危险。同时让您的团队在地面上远离这些千伏电压，确保安全。

无人机电力线路巡检的优势

l成本效益。无人机检查减少了脚手架、绳索、攀爬杆、安全设备和车辆巡逻。无人机不像包租飞机那么昂贵，而且需要的工时更少。此外，它们可以进行更频繁的检查，从而降低巨额罚款的风险。

l安全性更高。无人机可轻松接入架空输电线，并承受高压环境，让您的攀爬装备积满灰尘。它们可以在风暴灾害监测期间充当第 一响应者，为救援队提供安全风险缓解数据。

l更丰富的检查数据。无人机可以配备各种有效载荷：不同类型的摄像机、热像仪、传感器和无损检测探头。这可以捕获有价值的资产数据，从温度波动和植被过度生长到涂层损失和塔腐蚀。

l精度更高。现代无人机拥有高分辨率摄像头，可以捕捉到最小电网元件的特写图像。使用 NDT 探头，您可以在早期阶段检测腐蚀、侵蚀和涂层脱落。

l停机时间最短。电力线巡检无人机具有抗电磁干扰功能，即使在没有 GPS 的环境中也能执行飞行任务。您可以在不关闭电源的情况下，在涂装完成后立即检查输电线。

4 无人机空中电力线路巡检场景

电力线基础设施有许多组成部分，从导体和绝缘体到输电塔和混凝土基础。所有这些部分都容易出现特定缺陷，因此需要不同的检查方法。

例如，钢制输电塔容易腐蚀，而且通常有涂层，因此您需要测量涂层厚度。应检查电缆和导体是否有短截线、不连续性、内部腐蚀以及周围区域是否有电晕放电。在混凝土基础中，检查是否有裂缝、脱粘或分层。

工业检查无人机配备摄像头、热像仪、传感器和无损检测探头，可支持各种资产完整性管理场景。以下列出了无人机可以发挥最 大作用的 4 种情况。

1. 视觉损伤检查

由于对电力的需求不断增长（ 2023 年增长 2.2%），电力线遭受过度消耗和磨损。植被生长、风、过热、结冰和洪水加剧了这一问题，导致服务中断。在美国，约83%的重大停电与天气有关。这给检查团队带来了压力。除了例行检查外，他们还需要在每次暴风雨后将团队部署到危险地形。无人机解决了这个问题。

电池寿命长、带宽大、具有自主模式的无人机可执行超视距 (BVLOS) 操作，一次性检查数英里的电力线。借助高分辨率摄像头，它们可以可靠地发现植被危害、地基老化、塔架裂缝、市场球掉落和线路断裂。无需派遣昂贵的包机和铲斗卡车。

部分型号配备热传感器和夜视摄像头，可在夜间进行目视检查。专用应用程序和控制器可实时查看所有检查结果。

在一次远程演示中，两架 ARA Robotics 无人机对加拿大 Viasat 的能源基础设施进行了 BVLOS 检查。无人机拍摄了设施的高清视频并带回了丰富的传感器数据。配备额外的 Satcom 有效载荷后，它们可以轻松切换无线电频段并确保在 11 公里控制距离内持续运行。

在全球范围内，澳大利亚电力分销商SA Power Networks 与 Carbonix 合作进行了首次 BLVOS 电力线检查。试点任务覆盖了偏远、难以到达地区的 150 公里电力线。进一步部署有望减少 80% 的运营成本和高达 98% 的二氧化碳排放量。

2. 保护塔涂层的厚度测量

输电塔有保护涂层或油漆，以防止腐蚀和侵蚀。气候越温暖，湿度越高，腐蚀和涂层变薄的可能性就越大。全球变暖加剧了风险，需要不断检查。

像Voliro T这样的专业无损检测无人机现在可以测量所有塔部件的涂层厚度，包括那些难以接近的倾斜部分。它们可以在最早阶段识别涂层变薄和腐蚀。但最重要的是，无人机不需要关闭设备，可以在喷漆后立即测试设备。

Voliro T 实现了单人检查 380 kV 输电塔。无人机配备 DFT 探头，可提供无与伦比的涂层测量范围 0 – 1.5 毫米 / 0 – 60 密耳。通过每天不停机且在涂层后立即检查 10 多个输电塔，Voliro T 最 大限度地减少了服务中断。

奥地利电网 (APG) 还简化了保护涂层检查。多年来，这家输电服务运营商一直在部署无人机来目视评估高压塔。如果分析显示塔杆受损，该公司将更新保护涂层并使用无人机确保正确应用。目前，APG 计划使用人工智能预先规划无人机任务，并收集 2000 多张照片，以进行逼真的 3D 塔建模。

3. 安全高压电线检查

环境危害、持续过度消耗和高电压结合在一起，你就会得到一个导致电力线故障的万无一失的公式。根据澳大利亚的一项研究，腐蚀占导体故障的 30%，连接故障占 19%，磨损疲劳占 14%。频繁检查可以防止这些损坏，但它们会带来严重的危险。

低于230V的电压会造成人员伤亡。高压长距离输电线的电压几乎是230V的500-3000倍，范围从115kV到765kV。因此，传统的检查总是需要停机、漫长的准备时间和昂贵的设备来防止人员受伤。

无人机具有 EMI 屏蔽功能，并且在没有 GPS 的环境中易于操作，即使在运行时也可以检查高压电网，从而将停机时间降至最 低。由于无人机重量轻且受到天然绝缘体的保护，因此它们不会在接触线路时着火。在最坏的情况下，它们会吸收能量并坠落到地面——这是一个令人遗憾的损失，但比直升机坠毁或野火诉讼要便宜。

配备高清摄像头，可精 确定位物理损坏、腐蚀和外部危险。许多型号都配有内置或可安装的热像仪，因此可以实时检测热点和漏电。

英国国家电网与曼彻斯特大学合作，创建了一种无人机安装解决方案，用于 600kV 直流和 800kV 交流电压范围内的电场检查。这些电场具有独特的覆盖范围，如果评估正确，可以指出以前不明显的绝缘体缺陷。从长远来看，该技术可以为英国电网运营商节省 280 万英镑。

4. 新建电力线路建设项目土地测量

国际能源署表示，为了实现气候目标并提高能源弹性，到 2040 年，各国将需要建设或更换 8000 万公里/5000 万英里的输电线路。这几乎相当于目前输电线路的容量。

如此长的输电线的建设需要精心规划、监控和优化。垂直起降无人机 (VTLO) 可以加快这一进程并改善决策。

VTLO 是大型企业级无人机，几乎可以在任何地形上起飞和降落。它们的飞行时间长达数小时，数据传输范围长，并具有自主操作模式，可以对大片区域进行持续监控。借助强大的 LiDAR 传感器和广角、远摄摄像头，VTLO 无人机可以收集 BIM 设计、尺寸精 确的 2D 和 3D 模型、彩色地图甚至数字孪生的数据。

凭借所有这些功能，VTLO 可帮助您规划电力线路：

l允许起点和终点之间的最短距离

l穿越极少的铁路、高速公路、自行车道和人口稠密的地区

l在必要时不会干扰飞机和直升机的运行

l不需要太复杂的植被管理（远离受保护的栖息地）

l具有正确的地质特征，如土壤条件和地形

此外，VTLO 无人机可以帮助您监控和检查活跃的施工现场，让您根据不可预见的风险、环境危害和运营效率及时优化设计和布局。

3DroneMapping是非洲一家航空勘测提供商，它使用配备 LiDAR 传感器的无人机每天勘测多达 1 万公顷的土地。然后，收集的数据用于创建尺寸精 确的数字地形模型 (DTM) 和数字表面模型 (DSM)。DTM 和 DSM 随后为计算流体动力学建模提供支持，该技术可以模拟石油、天然气和电流的流动和压力条件，让您可以优化电力线布局并修改施工规划。

最 佳电力线巡检无人机

首先，电力线巡检无人机需要在富含 EMI、高 KV 的环境中良好导航，因此请考虑采用耐用材料制成且具有冗余定位传感器、自动返回和着陆选项以及 AI 辅助自主性的选项。

在检查偏远沙漠、山区或农村地区数英里的输电线时，长飞行时间和 BVLOS 操作模式非常重要。

此外，还要考虑无人机的潜在应用。有些型号专门用于早期腐蚀检测和涂层测量、热读数或航空测绘。为了获得最 大的灵活性，请选择具有足够有效载荷能力、探头定制选项和开放平台设计的选项。

我们的最 佳建议：

lVoliro：一款轻型无人机，专门用于无损检测和早期缺陷检测。通过选择六种 NDT 探头，您可以使用 Voliro 检查任何高度和方向的铁质和有色金属部件，检测裂纹、凹痕、腐蚀和涂层变薄。

lDJI Matrice 350 RTK：一款大型无人机，飞行时间为一小时，传输速率为 20 公里，并具有预先计划的飞行任务。该无人机可以配备 Zenmuse 四传感器 RGB 和热像仪、用于摄影测量的 P1 有效载荷或带有 IMU 系统的 L2 LiDAR 有效载荷以及 4/3 CMOS RGB 测绘相机。

lRanger Pro：这是一款四轴飞行器，由于其碳纤维框架、EMI 吸收和消散保护以及强大的连接性，在高压环境中表现出色。该型号具有内置防振控制，可实现更高质量的成像。