摘要：在我国当前的电力企业建设中，由于其供电负荷的逐渐增大，对于线路巡视工作的开展也越来越重视，借助线路巡视工作开展中的无人机技术应用能够提升电力系统巡视效果，提升电力企业供电能力。但是由于在无人机线路巡视中还存在着很多的问题，需要将其技术应用和具体的线路巡视技术应用进行分析，确保在线路巡视技术的应用分析中，能够为无人机技术应用和电力线路巡视工作开展结合提供保障，促进电力企业供电运行能力科学发展。本文针对电力线路巡视中无人机技术的应用，结合具体的湖北襄阳地区的供电线路巡视无人机技术应用进行对应的应用控制，对于提升整体的供电运行能力具有重要意义。
关键词：电力；线路巡视；无人机技术；应用
引言
如今，电力线路巡视工作的难度和工作量越来越大，采用传统以人工为核心的方法，不仅无法满足巡视要求，而且还将消耗大量大力物力，不利于线路运行及管理要求，所以在电力线路巡视中应用无人机是十分重要且必要的。
1无人机电力线路巡视中具有的优势
在我国当前的电力企业建设管理中，由于对应区域内的电力供电状况存在着差异性，需要将其供电运行管理中的线路巡视工作处理好，保障在线路巡视工作的处理中，能够为整个线路供电的传输能力奠定基础，促进其整体供电运行能力提升，实现整体的供电效果转变。采用无人机技术进行电力线路巡视，能够在线路的巡视工作开展中，及时、将线路巡视中的技术控制要点和无人机技术应用结合，并且在无人机技术的应用中，能够提升整个线路巡视工作开展的效率及速度，对于电力企业的供电运行能力提升具有一定的保障，同时在进行电力企业的供电建设中，由于其对应供电建设区域内的供电效果存在着不同的差异性，要想将整体的供电运行能力提升上来，还应该注重对无人机技术应用和供电线路巡视工作开展中的结合点分析，以便于在分析中，能够控制好整体的电力线路巡视工作开展能力。
2无人机控制系统
2.1系统设计
在电力线路巡检过程中使用的无人机，其控制系统主要由业务平台与GIS平台两部分构成，以此实现航线科学规划、参数动态展示、飞行航迹绘制、自动化预警、巡检结果处理和查看。
2.2系统实施
首先，以杆塔的坐标与所在地形为依据生成飞行航线，在制定航线的过程中，应严格控制无人机在飞行过程中与杆塔的间距，其中水平距离不能少于40m，竖向距离不能少于15m，所有航点都能独立设置相应的特征库，存在以下三种无人机飞行模式：（1）匀速飞行线路巡检；（2）悬停飞行线路巡检；（3）以上两种模式的结合。得到航线规划后，以杆塔的位置坐标、水平及竖直的缓冲半径为依据，生成航线，同时将其存储至航线库。其中，匀速飞行线路巡检即无人机以恒定速度飞行，对整条线路进行巡检；悬停飞行线路巡检即无人机以恒定速度飞行，在无人机经过杆塔后，短暂悬停，以探查线路的细节；这两种模式的结合即无人机以恒定速度飞行，仅对需要的杆塔实施悬停探查。控制系统能同步完成航迹的绘制，接收从电台发出的状态信息，同时实现同步显示。除此之外，还能发挥以下众多功能：第一，半油回航，油位传感器信息经数传电台实现回传，如果无人机的油量小于一半，则立即发出告警，控制无人机进行返航和降落；第二，对测量控制半径进行模拟显示，如果无人机飞离了预定的测控半径，则发出告警，控制无人机进行返航；第三，对巡检结果进行批量的自动化处理，由吊舱拍摄得到的图像可以通过计算机对无人机当前所在位置的坐标进行记录，同时由电台回传图像所对应的无人机坐标。无人机返航导出图像后，可对图像和杆塔进行自动匹配，为以后的分析与处理工作提供参考；第四，飞行控制系统和巡检作业的控制系统能够实现数据交换；第五，支持离线工作，系统可以根据电网设备实际情况，结合现场记录，通过对数据融合技术的合理应用，使无线数据得到高效更新，避免系统的数据更新以及结构提交受到人工干预和影响。除此之外，系统还能实现杆塔、地图数据的实时加载与地理信息系统操作；与线路迫近时发出预警；在等高线图上模拟显示测控的范围，并生成相应的安全航线；对吊舱拍摄得到的图像进行自动批量和处理等。
3无人机巡检应用分析
无人机主要有直升机、固定翼、多悬翼，要根据巡视环境的不同选择不同的无人机。无人机巡检技术在输电线路巡视中的应用，包括了常规应用和故障应用、特殊应用等。常规应用主要是线路的周期性巡视，对线路走廊进行监控、对现场地形进行勘察；故障应用主要是针对线路中的故障进行全方位的巡视，为故障的定位与处理提供相应的参考依据；特殊应用则主要是针对一些特殊情况和特殊区域的应用，如配合工程放线，异物的处理等。
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3.1无人机飞行模式
无人机在电力线路系统巡视工作中的应用模式可以分为以下五种组合方式：一是固定翼无人机模式（即指一些可以在比较远距离的、快速巡视和大范围的巡视模式）；二是中型无人机和地面中继模式；三是中型无人机和空中小型无人机模式；四是中型无人机和空中中继模式；五是小型无人机模式。将这五种无人机的飞行模式进行不同的组合和分类，就可以形成不同的工作模式，这些无人机模式就能代替人工完成很多复杂的电线巡检工作。3.2 无人机在电力线路中的应用情况
3.2.1无人机在电力线路中的日常应用
在日常工作中，无人机的应用情况如下：一是固定翼无人机。这部分无人机受其性能指标的限制，主要完成对电力线路的检修现场地形勘察、走廊监控、外部隐患高频次监控以及灾情普查等情况的巡检工作，这些无人机应用在输电线路中，在飞行中能快速地发现线路系统中存在的各种隐患，并且该巡检可以与特殊巡检一起行动，在巡检中，针对已知的重点外部隐患和可能发生的各种危险隐患展开全面的航巡工作。
3.2.2无人机在高压及海拔地区的应用
无人机与人工巡视最大的优势就是能够在高压和高海拔地区连续工作。例如，在西藏的拉萨以及高原地区的电线巡视中，可以采用电动固定翼和多旋翼无人机进行巡视，在该地区工作，可以不用考虑高原氧气不足的问题，并且通过实验证明，为了更好地发挥无人机的作用和适应高海拔地区的特殊地形，在今后电力公司还应该从增大无人机的动力电源、改进无人机的桨叶、机体结构等方面不断优化，才能更好地完成巡视工作任务。
3.2.3无人机的特殊巡视
①夜间防污特巡由人工完成；②防风防汛、防雷、防鸟害、防污、防覆冰、防外力破坏、防山火、防飘浮物、灾情巡视、保供电等特殊巡视，单点或小范围采用视频监控、人工巡视、人员值守、多旋翼无人机、固定翼无人机相结合的方式，整条线路或大面积快速普查推荐使用固定翼无人机，还可采用无人直升机；③台风、大面积冰灾等灾情巡视，在空域和天气允许条件下以直升机、固定翼无人机巡视为主，多旋翼无人机、人工巡视为辅。
3.3无人机电力巡视避免障碍物措施
由于无人机电力巡线中其对应的技术应用实践效果得到了明显的发挥，但是在整个无人机巡线技术的应用过程中，由于对应巡线区域内的环境较为复杂，并且存在着很多的障碍，为了将无人机巡线中的障碍清除，对应的巡线人员，按照无人机巡线技术应用的特点，将无人机障碍巡线工作开展中的躲避措施结合具体的技术应用需求，设计了一套躲避障碍物系统，在该系统的应用中，无人机能够在巡线工作中，自主躲避障碍物，整个系统设计中，借助的是红外线感光系统，当检测到对应障碍物周边的光源变化时，系统就能够发出指令，迫使无人机转变飞行路线。
3.4应用成果
目前，采用以上系统的无人机主要用于日常巡检及灾情监控。其中，灾情监控需要在故障产生后立即进行，将故障段或者是全线作为巡视区段。以灾情与保护情况为依据准确判断故障发生点，此时无人机可以以快的速度到达故障点，为人员及时提供现场照片。日常巡检即按照一定时间间隔进行巡检，采用无人机来完成空中巡视，再根据图像完成资料分析与备案，针对所有存在的问题实施准确记录，向检修班报告以及时排除隐患；如果存在难以辨认的缺陷，需要报告维护班安排人员到场巡视。在无人机巡视过程中，可按照要求在指定杆塔悬停5s，以此进行详细探查。
结束语
总而言之，无人机巡检技术的发展及应用前景广阔，但是还需要对其进行性能上的改进，进一步提高无人机的续航能力，提升无人机在恶劣气象条件下的作业能力，同时根据无人机巡视任务的不同，给各班组配备不同型号的无人机，另外对无人机的作业模式进行深入的分析和研发，真正实现无人机的智能化，在电力线路巡视工作中发挥出更大的效能。
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论文作者:张侃,王江朋,令狐磊
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
标签：无人机论文; 线路论文; 工作论文; 技术论文; 杆塔论文; 模式论文; 电力线路论文; 《电力设备》2019年第2期论文;