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摘要：无人机测距具有工作范围广、获取数据快、维护成本低、测量结果准、自主化加载空间大等特点，可显著提升测距的质量、安全和效率。鉴于此，本文对输电线路施工中无人机的应用进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：无人机；输电线路；应用
一、无人机的分类及其选型
无人机是指利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。按照动力方式，可分为旋翼直升机和固定翼直升机。其中旋翼直升无人机为目前市场主流，它以旋翼为推动方式，可实现垂直起降和空中悬停。按照旋翼数目，一般又有四旋翼、六旋翼、八旋翼等不同类别；按照动力方式的差异，又可分为旋翼带尾桨、共轴反桨和多旋翼等不同类别。根据空机质量大小，无人机又分为大型无人机（大于116kg）、中型无人机（大于7kg，小于116kg）和小型无人机（小于7kg）等不同类别。
在输电线路施工巡检中，大多选用中型无人机和小型无人机。其中，在中等距离的多任务精细化中，一般选用单旋翼带尾桨式中型无人机；在短距离常规故障巡检和架线施工时，可选用电动多旋翼小型无人机。
二、无人机选型原则
无人机在人们日常生活中是作为“玩具”存在，但是一旦无人机具备了电力检修的使命，其功能、性质就发生了根本性的变化。无人机在电力线路巡检作业中应该具备良好的续航时间、抗风能力，而且要能够搭载光学任务系统吊舱。中型无人机和固定翼机性能对比。
无人直升机能够自主的进行升降，其升降功能为内控自动飞行过程，不需要人工进行操作，减少了外空操作出现意外的风险。综合上述因素，在电力线路检修作用工作中，无人直升机的优势大于固定翼机。要根据地形的不同、气候的不同，对不同的巡检要求，选择不同的无人机类型。
三、无人机使用过程中的关键技术
1、无人机的驾驶技术
无人机的自动驾驶技术是输电线路巡视的基础。无人机巡视可以达到长时间、超视距的远距离巡视，人工长时间的操控可能会眼睛疲劳，身心疲惫造成操作不当，并且不能保证无人机的定点距离巡视，这就要求无人机能自主悬停、自由飞行做到自主判断。无人机在巡视过程中要做到沿线检测、并且要求与线路保持在安全距离，要求无人机检测是具有抗干扰、抗风力的优越性能。无人机飞行还得能快速起飞，做到效率保障。
无人机搭建的检测设备一般成本较高，这样要求无人机具有较高的安全性能，在遇到特殊情况下能做到自主判断，自主解决难题，甚至能自主返回或者选择降落。无人机还得能接受地面作业人员的信号指令，做到实时接收，实时解决。无人机在飞行过程中要能精确定位，能按照规划路线进行巡视。
2、无人机巡视图像传输问题
无人机上配有摄像机、照相机、检测装备、图像传输机等，摄像机和检测设施可以代替人的眼睛在高空中对线路全面巡视检测，对有问题的线路通过传输机传到地面，再由地面人员进一步判断确认，对线路进行全面的分析。在无人机上，需要高配置的摄像机和图像传输机，才能确保地面人员看到清晰的图像，方便进一步确认。由于视频、图像的占用空间是非常大的，如果通过无线方式不能确保实时性和清晰性等，这就要求无人机上采用通过压缩比高、传输效率高、清晰性高的压缩算法。高清晰的照相机可以提高无人机对金具、导线、绝缘体进行正确的分析识别。架在野外的输电线路，由于长时间的暴露和外部环境的影响，线路难免错综复杂，目标难以确认和分析，还要求无人机对出现故障的地方进行定点监测和定位传输，要求无人机能在空中悬停，还要有线路分析的能力，跟踪单一线路进行单个线路逐一检测。
3、无人机的检测方法
无人机的检测方法包括非接触检测技术、红外热像仪检测法、电子光学检测法和激光振动检测法等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆非接触检测是无人机检测线路的关键，因为无人机不能像机器人那样对线路直接检修，例如红外热像仪能对局部故障进行检测，通过局部过热造成的较强红外辐射能原理，电子光学检测法能对线路漏电放电进行检测，在放电部位有较强的光辐射，依据这一原理，能检测到绝缘部位的漏电情况，激光振动检测对已经开裂的绝缘子可以轻易的检测到，因为开裂后，反射回来的信号频谱還出现差异，依据这一原理，可以检测开裂的绝缘子。
四、无人机在输电线路工程施工中的应用
1、无人机在展放导引绳中的应用
人工展放作为一种传统施工方式，需要提前准备施工通道。受施工地域环境因素影响大，在跨越江河、高山等复杂地貌时难以施工，且对生态环境破坏较大，青苗赔偿金额高，综合效益较低。
动力伞展放和飞艇展放都是着眼于“脱离地面”，从空中通道完成展放。这两种方式减少生态破坏、减少青苗赔偿且提高了施工效率，有效解决了特殊地理环境和施工环境下的导引绳展放难题。
相比较而言，动力伞展放的载重量大、飞行距离远，可实现长距离不间断作业。但是，动力伞飞行的安全性低，只能由一位操作人员驾驶，具体施工过程中时常发生安全事故，影响了安全文明施工，极易造成人员伤亡风险。飞行稳定性差，低速飞行、悬停、爬升等飞行状态不佳，在飞行过程中一旦错过塔位或者在相邻塔位高差大时，后续操作不便。动力伞自重重，体积大，不便运输，同时需要较长跑道进行起降，输电线路架线施工现场往往处于野外，难以满足运输和起降条件。
遥控飞艇展放引导绳相较动力伞而言，飞行安全性更高，载重量也较大。但同时在飞行过程中易受到气压、风力等因素影响，同样存在飞行稳定性差，人员安全施工风险大；自身体积大、对起降场地要求高等弊端。
无人机展放引导绳与遥控飞艇、动力伞相比较而言，最大的优势体现在三个方面：一是由“有人操作”到“无人操作”。只需人员在地面装配、操控，无须人员上天飞行，极大地降低了人员安全风险。二是由“大”变“小”。无人机的自重小、体积小，对运输要求大大降低，同时，起降方便，可实现垂直起降，只需要准备一片平整空地，无须起降跑道。三是由“粗放操作”变“精准操控”。无人机的可控性更高，遥控信号更加温度、灵敏。小型无人机的动力来源主要是电池电能，不受气压等因素影响，在高海拔地区、风向不稳定的大风地区操作更稳定。同时，在无人机加装摄影、摄像设备后，可与地面实时传输图像，共享操作图景，进一步提升了作业精准度。与此同时，无人机展放也有一定缺陷，例如载重小、飞行距离短、连续作业时间短。
2、无人机在输电线路巡检中的应用
摆脱地形、气象束缚。传统人工巡检时，如遇到高山密林、江河湖海、峡谷深渊、高海拔地区等复杂地形条件时，巡检难度极大。同时，如遭遇冰冻、雾霜等恶劣自然天气时，也难以开展巡检作业。无人机巡检作业可克服地形、气象限制，实现全地域作业。
提高观测效率。无人机具有快速飞行、空中悬停等操作特点，既可快速完成大区域内巡检，又可针对特定区域开展精细巡检，同时可实时将巡检图像数据传输回控制中心，进行实时诊断分析。相较人工巡检而言，观测效率大大提升。
无人机巡检作业时，应注意如下操作注意事项：巡检时应保持通视状态下作业，选用自主或增稳飞行模式，巡检飞行速度一般应小于10米/秒；不可长时间沿线路正上方飞行，与周边障碍物距离不小于10米；不可长时间在重要设备、线路正上方悬停，与线路设备距离一般不小于5米。
结束语
综上所述，在具体作业时，可分别加载激光测距单元、超声波测距单元、倾角测量单元，精准策略障碍物与输电线路之间的障碍距离。
参考文献:
[1]周志文. 输电线路的无人机测距技术研究与应用[D].华北电力大学,2014.
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[3]王锐,王柯,徐晓刚,彭向阳,陈锐民.输电线路无人机巡检地面测控站及运输保障系统设计[J].广东电力,2014,27(02):87-92.
[4]梁焜. 电力巡线无人机地面监控技术研究[D].南京航空航天大学,2014.
论文作者:欧阳锐,伍小飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/22
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