（云南省送变电工程有限公司 云南昆明 650216）
摘要：由于社会经济的发展，电能在现代生活中扮演着越来越重要的角色。我们知道，输电线路一般连接着发电厂、变电站和电力系统中的每个用电用户，因此我们必须重视电网输电线路的运行维护与管理，这就需要对输电线路进行不定期巡检。而随着电网规模的不断扩大，输电线路的巡检工作也越来越难，以往的人工巡检方式已经无法对所有的线路进行巡检，且巡检效率也很低下。所以，针对输电线路的巡检工作，近几年提出了一种新的无人机巡检方式，这种方式可以对现有输电线路巡检工作中的缺陷进行补充，极大程度地提高了输电线路巡检工作的效率。本文首先对输电线路巡检工作和内容进行了简单介绍，然后介绍了无人直升机的组成及其线路巡检系统，最后阐述了该技术在在输电线路中的应用。
关键词：无人机；输电线路；巡检；应用
1 引言
电网输电线路是整个电网系统的重要组成部分，它负责着电流的长途输送。在当前阶段，由于我国人口众多且城市化进程逐日扩大，使得我们国家的电网规模在不断增大。显然，电网规模的扩大必然导致导致输电线路长度的不断增加，同时也给输电线路的巡检工作带来了困难。目前，电网的输电线路都是处在露天环境，受到所在地区环境和天气因素的影响较大，加上电网输电线路长度很长，这就使得输电线路的管理和巡检工作更加困难。为了让居民能够用到质量较高的电能，我们必须确保输电线路的正常运行，为此就需要对输电线路进行不定期巡检。在输电线路的巡检工作引入无人直升机巡检技术可以在很大程度上提升巡检效率和巡检的质量，对于减轻电力工作人员的工作强度和整个电网的安全稳定运行都有着积极意义。
2输电线路巡检工作及其内容简介
2.1输电线路巡检工作
输电线路的巡检工作可以保证电网设备的安全运行，它是确保整个电网稳定运行的关键手段。该工作可以按照其功能分为定期巡检、事故巡检、特殊巡检、监察巡检以及交叉、夜间、诊断性巡检。巡检的方式也有多种，基本上都是按照计划好的方案，对输电线路的各部分进行逐一检查，并把巡检结果记录下来，然后再把这些结果中存在的缺陷自动输入到计算机进行分析并制定出维护方案。使用这种方式可以在很大程度上发现输电线路的运行情况及其可能存在的问题等。
2.2输电线路巡检内容
在进行输电线路的巡检工作时，主要要检查的部分为线路本体、电力设备、附属设备及线路所处环境等。如果在巡检工作中能够对上述内容做到全面细致检查，我们就可以依据这些部分的工作情况推断出整个输电线路的运行情况，从而及时发现输电线路潜在的威胁并及时处理，最终保证输电线路的运行安全。在原先的巡检工作中一般都采用人工巡检，这种方式在存在很大的局限性，甚至在很多情况下巡检人员还需要爬上杆塔去检查，导线损伤的检查还需要在高空作业，这就存在很高的风险。因此这种传统的检查方式已经无法满足目前电网发展的要求，于是我们在如今的巡检工作大多采用的是人工巡检与无人直升机巡检相结合的方式。
3无人直升机组成及线路巡检系统
3.1无人直升机的组成
（1）机体部分。无人直升机的机体上有着灵敏度很高的各种传感器，一方面可以对线路进行检查，另一方面保证无人直升机可以准确调整飞行姿态。同时无人直升机所选用的发动机应该具备较大的功率，以便保证无人机的长距离飞行，采用小型的充电无人机也是可以保证飞行时间的。最后，无人直升机的机体还应具有很高的稳定性，尽可能减少飞行过程中的漂移现象。
（2）通信系统。该系统对飞行过程中的信息数据和线路巡检信息起着采集和传递的作用，其中的无线数字电台可以完成较远距离的无线通信，这就可以让地面的监控系统对无人机实时监控，同时地面监控人员可以从视频中看到输电线路和各设备的详细状况。
（3）飞行控制系统。该控制系统主要是为了增加飞机的稳定性能，它可以结合其它的飞机姿态传感器、超声波传感器和气压传感器等设施，可以对无人机飞行过程中的飞行参数及时传导控制器，从而解算出最佳飞行姿态来保持飞机的稳定飞行。
（4）GPS导航或北斗导航。无人直升机沿着输电线路的飞行属于精确飞行，其在飞行过程中必须考虑沿线的各种设备及环境，这就需要导航系统为其导航。在导航地图上都正确标注了各变电站和输电线路等具体信息，这就给无人直升机的巡检工作提供了技术支持。
3.2无人直升机输电线路巡检系统
该巡检系统主要包括机载检测系统和地面控制系统，其中机载检测系统可以对输电线路周围的环境信息和无人机的飞行高度及经纬度等实时信息采集并存储到系统的硬盘中；而收集到的信息可以通过无线通信系统实时传送到地面控制系统。控制系统的操作人员不仅可以远程控制机载检测系统，还可以在第一时间发现输电线路可能存在的故障，并利用导航系统的帮助快速定位到故障点。
4无人直升机巡检技术在输电线路中的应用
4.1技术优势
无人直升机巡检与传统的人工巡检方式相比，其技术优势体现在自控性强、成本低、风险低以及可以检查到人工难以检查到的部位等方面；除此之外，该技术与导航技术结合后就可以实现巡航线路的实时调整，这就增加了巡航过程中的便捷性，同时也减轻了工作人员的负担。在无人机巡检系统中大多数采用的都是模块化的设计，便于对其中的损坏部件直接更换，这就降低了维护成本，使其优势更为明显。
4.2应用效果
该技术在输电线路巡检工作中的应用包括常规应用、特殊应用和故障应用等。其中常规应用主要是对线路进行周期性的巡视，及时发现可能存在的故障；特殊应用大多是在特殊情况或者是特殊区域的应用，例如工程放线工作、异物处理、导地线断股等；故障应用是全面检查线路中的故障情况，为线路中故障的定位和处理制定一定的参考方案。
实例2：220kV松莲Ⅱ回线采用无人机巡视发现的导地线断股缺陷共计三条。（图片如右）
4.3绩效对比
（1）发现隐蔽性缺陷能力对比。无人直升机在巡检过程中可以利用红外成像发现一些隐蔽的缺陷，比如绝缘体的内部损伤、引流器具的发热等情况。而这些问题是人工巡检时难以发现的。如果利用无人机外载三维激光扫描设备，更能直观反映分析线路走廊的情况。例如：线路下方的林木对导线的安全距离、线路与交叉点跨越安全距离、线路与建筑物之间的安全距离等。
（2）发现缺陷的位置对比。以杆塔瓶口为界，导地线和金具等缺陷属于瓶口以上的缺陷；而导地线路等缺陷都是瓶口以下的缺陷。这两种缺陷由于存在位置不同，再加上无人机巡检和人工巡检的角度不同，导致无人机巡检很容易发现杆塔瓶口以上的缺陷，而人工巡检较容易发现瓶口以下的缺陷。
4.4发展趋势
在未来的无人机巡检技术中，我们应进一步发展其续航能力，同时提高其巡检范围和在恶劣环境下的工作能力；其次不断提升整个无人机的性能，充分研究和开发出性能更为全面的无人直升机；最后，应对无人直升机的作业模式进行改进，确保其在巡检工作中的智能化和自动化。
5结束语
总之，在输电线路的巡检工作中引入无人直升机巡检技术，可以有效提升线路的巡检质量和巡检效率，同时还可以减轻工作人员的负担，最重要的是可以准确发现线路中存在的潜在故障，大大提高了输电线路运行的稳定性可安全性。
参考文献：
[1]徐晶，丁建，傅寒凝.小型无人直升机输电线路巡检的性能对比[J].电工技术，2016，（11）：74-75.
[2]邓志远.无人机在高压输电线路巡视中的应用研究[D].华北电力大学（北京），2015.
[3]杨蔚.论无人直升机在超特高压线路巡检上的应用[J].广东科技，2016，22（12）：72-73..
论文作者:段利明,王祯荣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
标签：线路论文; 直升机论文; 无人机论文; 工作论文; 电网论文; 缺陷论文; 这就论文; 《电力设备》2017年第26期论文;