摘要：随着我国电力需求的不断增加，我国高压输电线路的数量也在不断增加。若采用传统的人工电力检测方法，将会耗费巨大的人力物力，而在此背景下，小型无人机电力巡检技术得到了人们的广泛关注。但是，小型无人机电力巡检技术仍存在着许多问题，难以满足当前输电线路的巡检要求，对其展开研究十分必要。
关键词：高压输电线路;小型无人机;电力巡检;
1 小型无人机技术
无人机即无人驾驶飞行器，其结合了快速光谱照相、红外感应以及故障监控功能，对一些比较复杂或者比较危险的区域进行实现监控拍照，将照片回传计算机端，方便操纵者对施工环境进行掌控，推出更加安全合理的工作方案。其具有高空、遥控、智能特点，属于高度机电一体化产品。这种技术对于那些管理范围比较大，受自然情况影响明显的工程来说，具有极大的优势，可以节省人力、财力和物力，降低施工企业的施工成本。目前，小型无人机技术已经在军事中大量使用，逐渐地扩散到经济领域，被相关企业用在了巡检工作当中，其中比较典型的就是高压输电线路的巡检。
小型无人机能够安全飞行，准确施工，需要一个庞大的系统支持，对于巡检工作来说，需要航空遥控、输电、GPS、GIS、信息技术、通信技术、红外遥感、数字监控等技术融合，才能确保实现飞行器的顺利飞行，使其能够按照操作命令进行具体的检修、修复操作。最为重要的是，该设备可以实现监控目标状态以及故障判断，而且对自身故障也能进行分析确认，并能够为维修人员提供具体的维修方案。
2 高压输电线路巡检
高压输电线路巡检，主要是对铁塔、支架、导线以及其他一些附带设备进行故障检测，确保高压输电线路持续畅通，保证供电的可靠性。高压输电线路的巡检具有范围广、受天气影响明显等特点，且在具体的检修维护工作中具有极大的危险性。特别是一些偏远山区的高压输电电线，巡检人员往往要跋山涉水，对体力是一个绝对的考验。小型无人机的使用无疑给巡检工作带来了很多方便，其具有安全、快捷特性，明显地提高了巡检效率，而且结果精确，修检质量高。最主要的是，小型无人机可以不断地采集巡检数据，这些数据回传数据库，为电力企业综合管理电网提供了具体的支持。
3 现阶段小型无人机巡检模式以及改进建议
小型无人机巡检主要有四种形式:第一，通道监测;第二，精细扫描;第三，故障排查;第四，特殊任务。通道监测，指的是对那些围绕管道而产生的工程以及故障展开的具体的监测;精细扫描则是对线路或者具体的目标进行精确排查;故障排查顾名思义就是寻找故障点，观察其受损程度以及故障原因;特殊任务主要指在自然灾害中，其根据指令进行受损情况调查以及设备监测等，辅助人类战胜自然灾害。精细扫描、通道监测要以监控对象的状态而决定具体的工作频次。故障排查以及特殊任务则是围绕故障以及具体的特殊任务而具体进行。
但是目前在各种工作模式当中，小型无人机巡检还是存在一些弊端，主要是巡检手段单薄，操作上以人工操作为主，在不断调整小型无人机同时，要使其接近目标进行拍摄，不过这样获得信息存在如下不足:第一，因为是人工操纵，小型无人机受操纵者水平影响明显，一旦操作不当会导致小型无人机刮擦电线，对线路造成一定的伤害，这也使得这种工作出现明显的不确定性;第二，在信息采集过程中，大部分都是通过可见光光波形成的具体信息，地理信息缺失，并且一些数据无法量化，和实际巡检存在差距;第三，在具体操作过程中，飞行器获得图像等信息资料在管理上缺乏手段，导致图像等信息不能为实际工作提供参考。对这些不足笔者认为解决方案有三:第一，在小型无人机代替人工采集数据时，要具体植入GIS而且要实现摄像角度的转动自如;第二，根据巡检对象设定具体的GPS，实现飞行器定向飞行，最终形成正射影像，方便测量;第三，在管理上实现数据库管理，将所得资料进行分类存放，企业可以据此进行精确查找，数据随时调用，为具体工作提供参考。具体技术流程如图1所示。
4 小型无人机电力巡检技术流程
结合小型无人机巡检4种模式，以220 kV高压输电工程为讨论目标，研究小型无人机的工作内容。由于讨论目标工程比较复杂，线路多集中在山区，存在区域广地形复杂的特点，传统人工巡检在规定时间内难以完成任务要求。此时采用小型无人机代替人工，对线路进行具体的巡检，小型无人机采集数据以及图像与地理信息系统融合，形成科学统一的分析，这无疑提高了巡检的工作效率，特别是应急巡检其带来的效益更为明显。
4.1 精细扫描
之所以精细扫描，是因为要保证整体线路的安全，比如一些设备比较小精细，必须进行充分地观察才能确定其是否处在正常状态，比如绝缘子、接地装置等。这次精细扫描是要将设备地理位置、铁塔高度等作为信息指标，输入到小型无人机系统中，使其能够摆脱传统手工操作带来的一些弊端，实现更精细的图片以及数据采集。为了保证小型无人机可以无限接近电线电网，具体的可控制采用了人工和智能结合方式。具体操作中首先利用GIS、GPS技术，让小型无人机飞到目标上方15 m，然后再通过手工操作调整云台角度以及接近目标，然后以具体巡检任务确定采取所需信息以及图片视频。这种“智能+人工”的方式提升了巡检速度和效率，并且保证了小型无人机操作安全，又使得巡检人员的工作压力得以缓解。
4.2 通道监测
通道监测于此项工作来说，主要是监测线路走廊一定半径内是否出现违规建筑及工程。另外高压电线通过的通道是否出现严重污染、设置的排水防洪措施是否被毁坏、如有铁路桥梁是否发生变形损毁。只是通过小型无人机智能手段去监测拍摄，难以得到符合电力企业所需要的数据资料，自然也就不能针对性给出具体的解决措施。因此，小型无人机管道检测工作环节除了对小型无人机所生成的影像进行采集，同时还要配置对应的数据航飞设计，使其能够生成具体的正射影像，从而方便电力企业来进行面积、距离测量，让检修人员可以根据这些对管道内的状况进行判断，提高故障处理效率。而且小型无人机所拍摄的这些数据可以作为证据，来进行具体责任的落实，降低了纠纷发生的几率。
4.3 故障排查和特殊任务
这两种功能模式和平日巡检存在一定差别，二者需要围绕故障和具体的特殊任务而展开。线路巡检的工作要求中有针对性和现实性，这就给巡检工作带来难度。在具体操作上采用“手工操作+智能操作”模式，来获得具体的缺陷，以正射影像功能将具体的环境信息予以记录，同时要实现在线数据传输，让现场的情况第一时间传到巡检人员眼前，方便其做出正确及时的修理方案。
4.4 管理和应用小型无人机巡检数据
小型无人机拍摄的影像像素高、角度灵活，同时还能存储大量的相关数据。对这些数据影像进行统一管理，是提高应用效率的关键。第一，小型无人机所在的地理位置信息，可以被GIS系统纳入进来，使其数据和具体设备所在地址形成统一的对照关系，从而方便今后故障点的确认;第二，为了提高管理水平，可以将小型无人机拍摄影像和具体的设备、地址信息综合起来，形成具体的坐标;第三，小型无人机每一次巡检产生的数据都要与之前数据对比，做到整条电线整个电网的信息随时处在最新状态;第四，小型无人机拍摄历史资料要进行时间为指标的存储，方便动态了解线路电网的故障发展规律;第五，通过其数据来具体判别杆塔数据，将杆塔隐患分析结果和具体编号、线路路径、具体位置等综合起来，提升杆塔的管理水平。
5 结束语
小型无人机巡检因为拥有智能元素，在很大程度上改善了传统巡检的弊端，在未来这种高科技的巡检技术将普及开来，不过目前小型无人机还处在发展初期，还有很多不足之处，须研发一款综合性能的电力系统专用小型无人机设备。
参考文献
[1]王志刚.旋翼小型无人机应用于高压输电线路的巡检[J].技术与市场，2018，25 (10) :140-141.
[2]王赵庆，王灿.旋翼小型无人机应用于高压输电线路的巡检[J].科技风，2018 (21) :9.
论文作者:舒俊
论文发表刊物:《中国电业》2019年第12期
论文发表时间:2019/9/29
标签：无人机论文; 线路论文; 故障论文; 高压论文; 数据论文; 工作论文; 操作论文; 《中国电业》2019年第12期论文;