（国网廊坊供电公司 河北廊坊 065000）
摘要：着电网规模的不断扩大，输电线路传统的人工巡检方式已无法适应新形势下的运行维护要求。以旋翼无人机为载体，地面监控设备为支撑的输电线路巡检系统，正受到越来越广泛的关注。但目前旋翼无人机尤其是输电用无人机还处于发展初期，无法适应当前繁重复杂的输电线路巡检要求。本文主要分析旋翼无人机应用于高压输电线路的巡检，进而提出以下内容，希望能够为同行业工作人员提供相应的参考价值。
关键词：旋翼无人机；高压输电；巡检
1 导言
输电线路需要进行定期巡视检修，高压输电线路的巡检主要依靠人工方式，工作强度大、工作条件差、工作效率低且存在人身安全的风险。随着无人机技术尤其是旋翼无人机技术的发展，已逐步开始利用旋翼无人机为载体，地面监控设备为支撑的输电线路巡检系统。目前，大多无人机为通用产品，性能还无法满足输电线路巡检的特殊要求，本文将从高压输电线路的特殊需求、输电线路用旋翼无人机应用现状及其在输电线路巡检领域未来的发展方向等方面对旋翼无人机进行探讨，以期为未来输电线路用无人机的发展提供一定的指导。
2 高压输电线路的特殊需求
高压输电线路一般指35kV及以上的架空输电线路，是连接发电厂和变电站的主要设备。由于高压输电线路规模庞大、环境复杂而且带大负荷运行等情况，因此无人机巡视具有以下几个特点。
2.1目标小
输电线路无人机巡检对象主要为输电杆塔中的众多金具，包括延长环、挂板、螺栓、销子等。这些金具与输电杆塔相比，大都体型较小，长度在几厘米到十几厘米，目标较小，缺陷发现难度较大。
2.2数量多
随着社会用电量的持续攀升，电网建设进程不断加快，需要进行巡视和检修的杆塔数量和规模不断扩大。据不完全统计，国网济南供电公司管辖的输电线路就达7200余基，巡检工作量巨大。
2.3距离远
作为连接发电厂与变电站之间及变电站与变电站之间重要电力设施，输电线路一般长度较长，特别是随着特高压交流、直流输电的发展，单条输电线路的长度已达几千公里。同时，为降低建设成本，各杆塔之间的距离设置均比较大，据统计，220kV及以上线路档距大多在300m以上，跨江、跨河等大跨越线路更可达几千米。
3 应用优势
在以往人工巡检工作开展当中，主要通过望远镜、红外热像仪以及肉眼的方式对输电线路的发热以及外观情况进行观察，并通过测距仪的使用对安全距离进行测算，以此判定其是否能够对规程要求进行满足。受到地形以及设备方面因素的限制，人工巡视方式更多的倾向于对于接地以及基础装置的检查，目前，主要以载人直升机的方式进行空中巡视，以此对地面巡视当中难以发现的金属锈蚀、销钉脱落以及导线断股等问题进行发现。可以说，通过空中巡视方式的应用，则能够同传统的人工巡视方式起到较好的互补效果，但载人直升机在实际巡视当中，却将受到较大来自空域以及成本方面的限制与影响，并因此使其在实际应用当中受到了较大的限制。对于无人机电力巡线系统来说，其通常由地面测控站、地面数据处理系统、无人机平台以及数据获取通信系统等部分组成，通过无人机方式的应用进行输电线路的巡检，具有着以下优势:第一，同人工巡线方式相比，其不会受到地形方面的限制，能够以近距离、多角度的方式对金具、绝缘子以及导地线等设备进行观察，以此实现巡线效率的有效提升。同时，也能够有效的实现巡检信息的异地分析，在对人工劳动强度进行减少的基础上有效降低作业风险;第二，在实际巡检当中，不会受到气候条件以及地理环境因素的限制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于部分人员难以抵达的区段、或者可能受到自然灾害影响的区段，通过无人机的应用则能够有效的进行故障以及日常巡检工作，具有较高的机动性以及安全性;第三，能够对快速巡线目标进行实现，通过旋翼无人机悬停技术的应用，工作人员则可以通过对巡检仪器设备的操作对输电线路、金具、杆塔以及导地线所存在的缺陷情况进行摄像、监测以及拍照处理，在获取相关信息之后将其回传到地面测控站当中进行分析解决，以此为后续的缺陷处理提供重要的技术支持;第四，运输灵活便利，具有较高的作业效率。旋翼小型无人机体积很小，能够随身携带。而对于其余类型的旋翼无人机，则能够同巡线车一起到达现场。同时，旋翼无人机具有较短的准备作业时间，大部分在90s以内即能够起飞作业，并在该区域作业完成后快速的到达下一个作业点继续作业；第五，具有丰富的功能扩展。作为一个搭载平台，通过不同监测设备的配备即能够使其具有丰富的扩展功能，如对输电线路塔身、金具、基础、绝缘子以及导地线当中存在的缺陷问题进行查找等，同时也能够进行线路周走廊建筑以及较高树木的检测。
4 作业流程
在旋翼无人机实际巡检工作开展当中，其主要流程为:第一，资料准备。在该环节当中，巡检作业组需要能够对巡检线路的交叉跨越情况、运行参数、地形地貌、气象条件、杆塔GPS以及线路周边的环境情况等进行收集;第二，巡检作业。首先，要开展现场勘察工作，在巡检之前，需要在现场做好线路的勘察，对巡查区域当中主要地标物以及杆塔的GPS信息进行核实。同时，要对无人机的起降场地进行选择，保证其具有坚硬、平坦的特点，不存在砂石且四周位置不存在较高的障碍物，面积在4m2以上，且附近不存在信号干扰源。其次，在起飞之前，同样需要做好准备工作，即对现场天气情况以及周边环境进行仔细的观察，看相关因素是否能够满足安全飞行要求，具体包括有雾霾、雨水以及风速情况等。之后，再充分联系实际对旋翼无人机的飞行方案进行确定，包括有应急预案的制定。如选择以自主模式飞行，则需要做好航迹的规划工作，在起降场地当中对无人机的巡检系统进行展开，以两人交叉的方式对设备状态进行确认，在做好安全警示标线设置的基础上使其达到随时起飞的状态。最后，在正式起飞作业当中，由现场负责人对起飞指令发出，做好起飞时间的记录。无人机操作人员做好无人机的控制工作，使其能够按照预定方案匀速、平稳的飞行，如在飞行当中遇到特殊情况，则需要按照上级要求做好飞行方案的及时更改。通常来说，其飞行速度需要控制在7-8m/s，如对巡检的精确度要求较高，则需要将速度控制为3-4m/s;第三，作业回航。在回航之前，操作人员需要能够对当时的风速以及风向进行正确的判断，以缓慢、平稳的方式逐渐降低飞行高度。在回航过程当中，负责人需要在充分联系实际的基础上每隔8s时间做好飞行高度的通报，确认起降区域的安全性、不存在其余物体。在飞行器降落后，将其主电源断开，对现场作业记录进行填写。
5 结论
高压输电线路具有杆塔高、距离远、数量多、目标小、环境复杂以及电磁影响恶劣等特点，这为输电线路用旋翼无人机提出了更高的要求。目前市场上多数无人机为通用产品，作为输电线路巡检工具，其具有续航能力不足、自身重量与拍摄质量矛盾突出、起降条件要求苛刻及功能较为单一的缺陷，远远无法满足日益增长的输电线路巡检需求。为适应庞大且复杂的输电线路巡检作业，未来的无人机应向着更长的续航时间、更强的抗电磁干扰能力、更好的地形适应力、更远的控制距离、更高的抗风性能、更轻的质量、更优的拍照性能及更多的输电作业功能等方向发展，才能真正满足输电线路巡检需求，提高输电线路巡检质量和水平。
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论文作者:邱璐
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
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