中国南方电网有限责任公司超高压输电公司百色局
引言
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。线路巡检是线路日常检查与维护和状态检修的重要内容，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，为保证检修正常进行，需要将以往的人工巡检尽快替换为具有更高科技水平的无人机巡检， 这对提高巡检工作科技水平有重要作用和意义。在此背景下，无人机电力巡检技术得到了人们的广泛关注。但是，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。
1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。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，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。
2旋翼无人机的优势
人工巡检，更多的是靠着人的肉眼，或是望远镜等设备进行观察，对线路的外观状态等进行判断。往往会受到设备或者当地环境的限制，仅能对基础装置进行一定程度的检查。无人机的应用，能够及时的发现在地面上不易观察到的情况，这对于提高巡检质量有着重要作用。一般来说，多旋翼无人机的优势主要包括以下几个方面：
（1）不受地形限制，能够多角度、全方位的对线路进行巡查，有效的提高了工作效率；还可以对监测得到的各项数据进行及时的分析，大大降低了工作强度，减少了作业风险。
（2）不受天气情况的影响。对于人工很难实现的项目，或是天气恶劣情况下的巡检，可应用无人机进行作业，有着极高的安全性、可靠性。
（3）可以迅速巡查线路。多旋翼无人机在技术上已非常成熟，稳定性较高，可对线路、设备等的故障情况进行实时监控，并可将得到的第一手资料迅速的发送到管理中心，以进行及时的汇总、分析，为故障的尽快处理提供了数据支持。
（4）方便，易操作。小型的无人机可以由工作人员随身携带，某些外型较大的可使用车辆运输。而且，操作方便，多数情况下可在九十秒准备时间后完成起飞，能够在很短的时间内转场作业，工作效率高。
（5）可扩展性。无人机作为一个搭载平台，可安装多种类型的监控装置，使其在功能上得到很好的扩展，比如：对线路中的塔身、绝缘子等进行故障问题的检查；对沿线树木高度的测定等，这有效提高了巡检作业的质量。
3高压输电线路旋翼无人机巡检具体方法与流程
3.1巡检作业流程
为确保采用无人机对线路进行巡检时的效率与安全性，通过对飞行理论的分析与现场测试，得出以下标准作业流程。
3.1.1准备工作
作业班组应广泛收集待巡检线路各项基本资料，如走向、是否存在交叉跨越、GPS信息、线路运行参数、以往缺陷记录、现场地形条件与地貌、自然气候、周边环境。
3.1.2线路巡检
（1）现场勘察在巡检作业开始前，需要对线路周围进行仔细勘察，将杆塔及主要地标物等的GPS数据核实清楚；然后选择合适的无人机起飞与降落场地，注意符合下列要求：场地表面应保持平坦，质地坚硬，没有砂石，周围没有高大的建筑与树木，总面积应达到4m2以上，并与信号干扰源相距一定距离。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（2）起飞前准备对线路周围环境和当时的天气状况进行观察，确认是否适合飞行；现场作业人员应确定此次飞行的主要任务，并结合现场实际情况，制定专门的飞行方案与应急预案。如果在自助模式下进行飞行，则应做好飞行路线规划；然后在场地上将无人机展开，先进行联试，由两名工作人员进行交叉检查，确认设备是否处在正常状态；最后进行警示线的设置，具备随时可以起飞的条件。
（3）无人机起飞现场的总负责人确认可以起飞后发出相应的指令，同时开始对起飞时间进行记录。操作人员通过遥控器控制无人机进入预先规划好的航线，若遇到特殊情况无法在规划好的航线中飞行，则要对方案进行更改。通常情况下，飞行速度应按照7~8m/s严格控制；如果要进行精细巡检，则飞行速度应按照3~4m/s严格控制。总负责人在地面根据无人机实时画面对云台角度进行调整，并进行录像和拍照的操作，以此获取实时作业数据。在实际的作业过程中，负责人应按照1~2min的时间间隔向操作人员提供状态信息，如果状态信息达到预警，则应及时通知相关操作人员进行回航，以免发生不必要的意外。
3.1.3无人机回航
无人机回航之前，现场操作人员应对实际的风向和风速进行正确判断；在回航时，应保持平稳，且缓慢的减速与下降；回航时，由负责人根据现场实际情况，按照7~8s的时间间隔通报无人机高度，并在确认场地上没有外物时，使无人机降落；将无人机降落到场地上后，关闭其主电源，进行飞行记录的填写，形成一份完善的报告。
3.2巡检作业方法
因受电池容量等自身因素的影响和限制，目前很多旋翼无人机有效巡航时间不超过20min，多在15~20min范围内。所以为进一步提高其作业效率，在有限的时间内完成更多巡检任务，应对飞行巡检线路进行优化，综合考虑和设备之间的安全距离，对于不同的待巡检线路，分析并制定出最佳的巡检飞行线路。通常情况下，对单基塔而言，其巡检需要从拍摄近景照片开始，然后逐个巡视杆塔上的各个部位，以正确的顺序至另外一个相的同一部位，以此形成一个完整的闭环流程。必须对线路上的所有设备都进行检查和排查，包括防雷部位、金具和绝缘子，避免遗漏。对于线路上不同的部位，应严格执行相关标准和控制措施，同时根据不同的飞行任务，将角度调整至最佳的状态，以此更好的进行检查。
在巡检作业过程中，应先以7~8m/s的飞行速度接近待检测线路，当与待检测线路之间的距离为30m时，将飞行速度放慢，缓慢向待检测线路靠近。在整个过程中，应对无人机上搭载的相机角度进行调整，使其始终保持水平，以便准确判断无人机具体位置，再以实际的作业要求为依据，使无人机稳定悬停于最佳角度，最后通过对云台的控制，由无人机上搭载的相机以最佳角度对线路进行检查和拍照。
4结束语
随着我国经济建设的加快，对电力能源的需求不断增加，这对输电线路的管理也就提出了更高的要求。近年来，为有效提升线路巡检水平，各种新技术、新工艺投入使用，特别是无人机在其中的应用最为典型，能够大大提高日常巡检的效率和质量，对电力系统的安全运行更是起到重要的保障作用。研究发现，旋翼无人机在高压输电线路巡检中的应用，可迅速排查故障点、准确判断故障情况，能够为故障处理及事后分析提供重要的数据支持，同时有效减少了人工作业的频率，提高了作业安全性。
参考文献
[1] 孙大陆.超/特高压输电线路巡检四旋翼无人机的建模与回馈递推控制[J].自动化技术与应用，2016(11)
[2] 孙宏彪.多旋翼无人机在超高压输电线路巡线技术的应用[J].科技创新与应用，2016(22)
[3] 王志刚.旋翼无人机应用于高压输电线路的巡检[J].技术与市场，2018(10)
[4] 周宗国.无人机在电力线路巡检中的应用及前景[J].科学技术创新，2018(23)
论文作者:覃春跋
论文发表刊物:《科技尚品》2019年第3期
论文发表时间:2019/7/18
标签：无人机论文; 线路论文; 作业论文; 高压论文; 旋翼论文; 现场论文; 操作论文; 《科技尚品》2019年第3期论文;