摘要：在我国，对于特高压等大容量输电线路大多建设在荒漠、山区等人少之地。传统电力巡检本就存在效率低、劳动强度高、数字化程度低等缺点，面对当前日益复杂的电网结构，上述缺点更显凸出，革新巡检模式，建立自动化、智能化的现代巡检系统显得极为迫切。无人机可以获取高分辨率的影像数据，再加工还可生成高精度的DEM，DOM，DLG及真三维模型等数字化产品，这些均可为巡检人员诊断线路缺陷及判别安全运营状况提供丰富的决策依据。基于无人机航拍的电力巡检新技术，已逐步从试验阶段转入实际应用阶段，相较于传统巡检模式，该技术强度低、效率高，且能够在线路带电状况下进行，保障了作业人员的安全及社会正常用电需求。
关键词：无人机巡检；输电线路技术；应用
引言
使用无人机巡检技术，需要了解无人机巡检工作现状，事前规划好巡检路径，然后将无人机导入导航系统，按照规划好的路径行驶，从而将人为差错引起的安全隐患降到最低。利用无人机的悬停、起降等能力进行输电线路巡检，可以对相应的输电线路目标进行视频跟进，借助模块化设计，大大降低工作人员的负担。同时，可以根据实际工作需要有效地进行部件更换，从而降低运行维护成本，避免输电线路的运行故障。
1无人机在输电线路巡检中的优势
1.1可有效降低巡检成本
我国有很多输电线路架设在人迹罕至的地区，传统的人工巡检方式想要涉及这些区域有一定的难度，为满足工作需要，常常会使用较长的高空架线，由此使得巡检成本随之增大。而无人机并不会受到地形的限制，在有效的飞行距离内，作业人员只要操控无人机便可从不同的角度对输电线路上的设备进行巡视检查，减轻了人员的工作量，相关费用也随之降低。此外，由于巡检人员无需亲临现场，从而使得作业安全性得到可靠保障，避免了安全事故的发生。
1.2可缩短巡检时间
无人机基本不会受自然环境和气候条件等因素的影响，在可能发生自然灾害的地区利用无人机对输电线路进行巡检，可以在较短的时间内顺利完成任务。无人机具备快速巡检的能力，通过在指定位置进行悬停，可检查线路上的设备，确定缺陷，并对巡检结果进行实时回传，整个过程耗时较少。此外，无人机巡检前基本不需要进行较长时间的准备，大部分无人机在90s以内便可起飞，当一个区域内的线路巡检完成后，可以快速转移至下个区域，有效缩短了输电线路的巡视检查时间。
2输电线路巡检工作对无人机的技术要求
在风向夹角小于30°、起降风速10m/s以下、环境温度为-40～52℃的环境中，无人机可以实现稳定飞行。无人机的限定高度为5000m。在飞行导航控制系统运行中，无人机主要采用自稳定能力的摄像云台，同时将红外成像仪、彩色摄像机和紫外线成像仪等作为辅助设施。保持无人机稳定的自动控制摄像功能，在采用先进技术的基础上，可以快速拍摄地面线路杆塔的高分辨航空图像，并有效地拍摄并保存相应的图像信息。采用自驾驶系统控制无人机飞行，实时接收无人机的飞行信息和实现稳定操作，快速发出飞控指令，同时生成高清晰的地面杆塔等可见成像。
3无人机巡检输电线路技术的应用实践
3.1目标跟踪技术
输电线路运行过程中，加强对目标跟踪技术的运用，要有特定的电力巡检目标，快速进行电力巡检的跟踪和定位，实现自动导航，并以均值漂移的思想预测图像中某一视频序列的具体位置，促进全局搜索问题向局部搜索问题快速转换。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无人机技术建立在图像处理技术和自动控制技术之上，为快速完成目标跟踪任务，工作人员需及时进行以下操作：利用无人机搭建计算平台，及时掌握目标图像信息，以此实现目标的检测；利用控制飞行器，稳定飞行到目标的正面位置，借助目标检测算法确定目标初始位置，由此实现多目标同步跟踪；结合地面摄像头数据，利用跟踪系统自动识别指定目标，从而实现高强度的无人机自动化跟踪。
3.2抗干扰技术
为提升无人测控系统的抗干扰能力，加快数据传输，采用空中信道减少输电线路和杆塔磁场对传输信号的影响，采取抗频抗干扰措施强化干扰信息处理，全面掌握滤波器输出的信噪比，科学控制信号功率；及时整合图像信息和遥测信息，提高下行信道的抗干扰能力，采用有效的抑制干扰法，促进输电巡检工作的顺利开展。例如，某人员在巡检输电线路环节，有效渗透无人机抗干扰技术，且管理人员与基层员工共同见证了无人机抗干扰技术在输电线路巡检中的运用。双天线侧向技术，使得飞行更稳定，具有很好的抗磁干扰能力，即使在恶劣的环境下也能可靠运行，在遇到碰撞时会自动悬停，同时飞行中可实时采集红外数据和可见光，改变以往爬山涉水的巡检模式，大大提升了输电巡检效率。
3.3图像处理技术
充分运用图像预处理技术和图像数据优化技术，检查输电线路运行中的杆塔和线路故障，积极掌握图像处理技术，不断提高巡检技术，快速进行巡检信息采集和处理。例如，采用无人机收集相应的工作信息，检查输电线路运行中的故障。掌握不断变化的输电线路走廊地貌，在复杂的外界环境中运用高精度的无人机技术识别图像信息，及时解决肉眼难以辨别的问题。运用图像处理技术，便于管理人员有效存储相应的巡检视频和照片，尤其是对悬挂异物、绝缘子破损、闪络痕迹等现象作出综合性考虑，实时掌握输电线路巡检工作进度，减少线路故障，保证输电线路运行过程的可靠性。
3.4姿态控制技术
广泛运用无人机进行输电线路的检查和巡视，精确控制无人机的飞行姿态，使线路运行路径稳定，有效减少了外界信息的干扰，保证了整个系统的稳定运行。例如，输电线路巡检中，相应人员将无人机姿态控制技术归纳为：（1）利用加速计、磁罗盘、陀螺仪等姿态传感器，采集相应的工作信息，充分发挥无人机跟踪精度高、稳定性强等特点，同时分析姿态控制技术要点；（2）借助地面站、遥控器等来设置姿态控制模式；（3）根据地面站、遥控器等指令信息，有效控制无人机的飞行姿态。
4无人机在输电线路巡检的应用前景
无人机可以实现在高空当中的多方位信息采集，能够有效地降低巡检工作的难度，从而保证工作人员的安全以及输电线路的稳定性。在一些相对恶劣的环境当中，无人机可以代替人工执行工作，因此，无人机在输电线路的巡检当中具有非常广泛的发展前景。无人机未来的发展前景相对良好，能够快速准确地发现故障的位置，并且进行高效的排查，而在针对输电线路某个路段或者一些设备当中的问题，无人机可以快速地进行故障判断，无人机能够实现输电线路的局部检测，并且实现自动化的巡逻巡检，提升了整体工作效率。
结语
综上所述，输电线路巡视检查是一项较为重要的工作，为了提高线路巡检效率，可对先进的无人机技术进行合理应用。通过搭建无人机巡检系统，对巡检项目进行确定，明确巡检作业流程，从而确保无人机巡检顺利进行。
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论文作者:张笑天
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/3/26
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