（新疆送变电工程公司 830011）
摘要：对固定翼无人机的功能简述；介绍固定翼无人机在输电线路中的运用；分析了固定翼无人机巡检特点及优势。
关键词：固定翼无人机;输电线路；巡检
Abstract：briefly the function of the fixed-wing unmanned aerial vehicle（uav）; Fixed-wing unmanned aerial vehicle（uav）in the application of transmission lines; Analyses the characteristics of fixed-wing uav inspection and advantages.
Key words：fixed-wing unmanned aerial vehicle（uav）; Transmission line; inspection
1 引言
随着社会产能需求的增长，全社会对电能的需求也在不断地增长，广袤的西北地区输电线路覆盖面积不断扩大，涉及地域地形地貌复杂性随之提高，收到各种自然恶劣天气的影响，传统人力巡检的方式遇到了越来越多的挑战，已经无法满足巡检要求。
针对人工巡检的不足，目前，对输电线路巡检主要采用地面人工巡检、直升机巡检及无人机巡检三种作业方式相结合进行巡检。其中无人机通过自动导航或者是人工控制的方式对输电线路进行图像或视频信息的采集，工作人员根据图像、视频可以直观监测输电线路本体情况及线路廊道状况，降低巡检成本及人员劳动强度的同时，也提高巡检质量。
而固定翼无人机具有自身独特的条件，适用于跨江河、跨高山等困难巡视线路段，巡视距离和范围，以巡检更多基杆塔，充分提高巡检效率。
2 固定翼无人机巡检功能简述
固定翼无人飞行器，适用于短距空中影像获取，如用于电力线路走廊、油田管道、森林、农作物监测、突发性事件监查、地理信息获取等。为飞行配备的地面控制站仅为一台电脑和一个数传电台，携带方便，操作便捷，准备时间短，便于回收。整系统的操作最少只需两人即可完成，一位作为导航师，一位作为飞控手。
可实现电力巡线作业的无人机平台较多，为贴近巡检作业的需求，选择合适的无人机执行任务，需要从业务需求本身出发，逐层确定所需巡检对象、载荷类型、载荷参数无人机参数，最终完成无人机记性的选择，本文以XH-G1型固定翼无人飞行器为主。
图1 固定翼无人机技术参数
3 固定翼无人机在输电线路巡检上的运用及优势
3.1 固定翼无人机在输电线路巡检的必要性
新疆地域广袤，山地、草原、荒漠并存，气候干旱，风沙较大且冬季漫长，有点多变的气候条件，百里风区、众多高山大岭盘恒，人们的居住也比较分散，近年来南疆降雨量大幅度提高，在恶劣的自然环境下，线路维护的工作任务十分庞大，耗费着大量的人力、物力和财力，自2008年新疆第一条750线路正式开建以来，截止2017年全疆线路总长将达到约18800公里，覆盖全疆所有地州，东西跨度近1900公里，南北跨度达到1400公里，海拔分部从-155米—3752米，线路跨越高山雪岭、多重风区、漫漫荒漠，为全疆电力的供应提供着便利。
固定翼无人机在输电线路上巡检作业的应用，有效解决了线路布局广泛气候恶劣、巡视工作量大、巡检工作盲点多的情况，为有效的进行线路维护奠定了良好的基础。
3.2 固定翼无人机在输电线路巡检上的运用特点
固定翼无人机方便携带、展开即飞、弹射起飞、伞降回收、无场地限制、可超低空飞行，抗干扰性强。全自动远距飞行，全自动开伞降落，无需操纵手；降落方式为伞降，机身反转，相机向上，避免地面硬物撞击。由于固定翼无人机结构上的优势，以及飞行原理上的优势，引擎不需要克服机身重力。理论上电机的推力只要在机身重力的 1/10 量级上就可以飞起来，其适合于长线路大范围排查，可实现长航时、长距离地飞行。所以有针对性地查找出线路故障点与缺陷，为检修班组快速执行消缺任务提供了可靠依据。
（1）固定翼无人机具有飞行速度快、作业范围广等特点，在电力巡检中主要用于对线路通道的拍摄，能快速准确地找到故障，特别适用于跨江河、跨高山等困难巡视线路段，并可在动力电池充足的情况下，最大程度延长巡视距离和范围，以巡检更多基杆塔，充分提高巡检效率。
（2）固定翼无人机和多旋翼无人机相比较，固定翼可以装载更大的电池或更多的设备，同样容量的电池也可以飞行更长时间，所以续航时间完全超越了多旋翼。考虑到速度上的优势，固定翼的航程一般能达到 80km/h 以上，是多旋翼的三五倍，在搭载同样设备的情况下，可对线路进行更大范围的排查。
（3）巡视人员难以到达的山区线路，采取“人机协同”的特殊巡视方式进行巡检，全面做好线路的安全防护工作，以新技术手段不断提升电力线路巡检水平，有效提高巡检人员工作的安全性和线路事故的应急处置能力，确保特输电线路的安全稳定运行。
3.3 固定翼无人机在输电线路中的运用
固定翼无人机的巡视技术日渐得到相应的成效，协助人工巡视工作，固定翼无人机目前主要开展线路廊道隐患排查工作，用于对线路通道的拍摄，能快速准确地找到故障，并将这些信息存入无人机系统中有便于后期分析。
（1）当人员到达飞行现场后，首先勘察现场环境，起降场地应具备500米以上的平坦地面，周围无高大树木、建筑物、信号塔等，操作手拿出风速仪，测量现场风速，是否满足飞行条件，风速小于8米每秒。
（2）将无人机设备从主机箱中取出，架起飞机架，组装无人机，无人机选好逆风方向利用弹射方式进行起飞。首先将线路坐标导入地面站中，上传至无人机飞行控制器，实现无人机自主飞行。无人机搭载摄像机及照相机进行空中对廊道进行拍摄，降落采用开伞方式进行降落。图1、图2 为固定翼无人机巡检所拍摄的廊道隐患照片。
图1固定翼无人机拍摄廊道隐患：建造房屋
图2固定翼无人机拍摄廊道隐患：洪水冲刷
3.4 固定翼无人机在输电线路上运用的优势
传统的电力巡检流程是工作人员现场巡视线路，当遇到冰雪、水灾、地震、滑坡等自然灾害时，巡检工作无法开展。应用固定翼无人机巡检，不仅可以对输电线路通道隐患进行快速检测，还能在各种复杂地形、恶劣气候、灾害天气下，及时、准确、高效地获取现场信息。此外，无人机巡线提高了电力维护和检修的速度和效率，使许多工作能在完全带电的情况下迅速完成，相对人工巡检效率高了好几十倍；固定翼无人机在输电线路巡检中的优势表现为：
（1）固定翼无人机能在平原、湖泊、高山等地形地貌下飞行巡检，可以利用空中优势，全方位、高精度检查电线路运行情况，因而能够很好地弥补人工巡检的不足；
（2）此外，固定翼无人机具有准备时间短、飞行速度快、飞行里程长等特点，主要就是用于输电线路大面积快速巡检、线路走廊巡检、灾后电网评估、线路设计勘察选址等。
4 结束语
随着科技进步与发展，无人机应用的门槛越来越低，无人机已经融入了现实生活中的方方面面。利用固定翼无人机在电力系统中进行线路巡视，不仅减少了传统人工巡视作业的风险，也有效提高了工作效率，并且降低了运行维护成本。因此，固定翼无人机运用于电力输电线路巡视，是一项具有经济性、可靠性、持续性高压线路面对的客户群体，一般为民用、商用或者工业用的工作方法，无人机巡线的优越性将越来越突出，无人机巡视必将成为一种安全、高效、普遍的输电线路巡视方法。
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论文作者:陈辉,潘镇,李政辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/21
标签：无人机论文; 线路论文; 廊道论文; 作业论文; 高山论文; 输电线论文; 优势论文; 《电力设备》2017年第20期论文;