摘要：随着我国社会经济的快速发展，整个社会对电力的需求日益增加，高压特高压输电线路的数量也在不断增加。传统的人工巡视方法已逐渐被新的固定翼无人机巡视所取代，这主要是由于采用了新型固定翼无人机对输电线路进行巡视，这不仅有助于提高巡视的效率和质量。同时，可以促进输电线路的安全管理和控制。本文简要介绍了固定翼无人机巡视的功能，分析了其在输电线路巡线中的具体应用。
关键词：固定翼无人机；输电线路巡视；功能；应用
近年来，受我国社会经济快速发展的影响，电力行业面临着越来越严峻的挑战。为了实现更安全、更稳定的供电，输电线路日常维护工作的重要性越来越突出。面对日益增加的工作量和艰难的巡视环境，人工巡视的难度越来越大。特别是在一些地质危险山区，线路巡视难度大，有些检查项目几乎不可能用常规的方法来完成。然而，随着近年来无人机技术的日趋成熟，无人机技术正以较高的速度变得灵活、方便、高效。现在也广泛的应用于输电线路的检测巡视。因此，本文将探讨固定翼无人机在输电线路检测巡视中的应用.
1固定翼无人机巡检系统功能定位及优缺点
（1）固定翼无人机具有速度快、飞行半径长等优点，可用于输电线路杆塔、机械故障、热缺陷和局部放电故障检测等；在施工现场，可代替人工进行现场检查，提线路选线的整体效率；对输电线路走廊进行勘测，及时发现线路保护区和杆塔上的隐患等。还可以进行灾后应急评估，可以为救灾现场提供第一手信息，为决策提供事实依据。
由此可见，固定翼无人机巡检系统的功能定位可以与载人直升机和无人直升机的功能互补，满足不同领域的功能应用，是智能传输领域的集中体现。
由于无人机在结构和飞行原理上的优势，发动机不需要克服机身重力。理论上，电机的推力可以达到机身重力的1/10左右。一个多转子需要一个比机身重力更大的大推力电机来飞行。因此，在相同的规格下，固定翼无人机比多旋翼无人机携带更大的电池或更多的设备。同样容量的电池可以飞得更长，所以电池的持续时间完全超出了多转子。考虑到速度优势，固定翼的飞行范围一般可达80 km/h以上.。它是多转子的三到五倍。使用相同的设备，可以更广泛地检测这条线路。
（2）就长航线的大规模调查而言，更有必要进行长途飞行测试，从而选择固定翼无人机。但是，固定翼无人机并非没有缺点。固定翼有两个最大缺点，固定翼无人机，通常需要一个长跑道起飞，发动机推动气流向后，并获得升力，它必须足够快，以向前推进。这样，根据流体力学理论，前向后向与飞机的相对速度可以大到足以分解足够的向上升力，从而允许飞机起飞。普通固定翼飞机需要足够长的跑道来帮助飞机运行，以加速飞机达到足够的速度，产生足够的升力。固定翼无人机因其飞行速度快、舵面灵活、风强等特点，受到风的影响很大。容易发生翻机事故，因此对无人机操作员的要求也很高。
2固定翼无人机在输电线路巡视中的具体应用
2.1飞控系统
（1）飞行控制系统的应用可实现在飞行速度、高度、航向等方面的应用，并可控制无人机的自动起飞、盘旋，并可在飞行阶段实现着陆路线的基础上随时对飞行任务进行调整，独立的控制摄像机和照片的位置信息也可作为飞行控制系统进行记录。主要包括卫星导航模块、飞行控制模块、电源模块、速度控制模块、通信模块、地面站软件系统，通过这些系统的组合，实现无人机的自动驾驶。
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（2）地面遥控系统主要是基于PC机设备、监测站、制导设备和外部接口设备的支撑。实现无人机目标的跟踪和远程控制命令的执行。大多数远程控制订单和数据需要事先制定，然后才能生产出来。经由地面站到达无人机上的相应监测站。无人驾驶飞机进入地面站覆盖区域时，应向内部人员发出并执行控制指令，使其能够完成操作和完成规定的任务。该系统由指令编码器、载波调制器、监控站、发射天线、副载波调制器和地面探测接收设备组成。
具有电子地图功能的地面站软件，可以实现无人机任务过程中任务目标和路径的临时变化，并能及时进行半自助远程控制。同时实现了飞行数据的准确记录和离线播放，包括自动导频供电电压监测、飞机电源电压监测和电流监测、卫星定位精度监测。自动驾驶仪温度控制等。制作巡逻地图，装入地面站软件，然后拖放一个矩形在屏幕上。如果将卫星导航点输入到该导航点，则可以独立生成无人机飞行路线。地面站可以详细显示无人机的飞行速度、高度、坐标等信息。同时，它还可以由地面站控制，如自动返回、悬停、降落等。
2.2图像收集与处理
无人机可配备单台摄像机，在低空条件下可获得高分辨率图像，可在云雾中获取光学图像，在探测环境中也可以飞得很高，实现长距离飞行。增加一个皮托管，有助于实现对飞行速度的精确控制，使无人机能够在导航阶段实现中长距离图像摄影，提高图像的重叠率达到40%以上。把所搜集到的图片进行加工处理，之后便可发现线路中所存在着的外破隐患等问题。应用计算机软件系统实现图像拼接处理，得到完整的图像线，更易于管理。
3技术应用效益评估
将固定翼无人机技术应用于输电线路巡检，可以大大降低安全事故发生的概率，保证巡检安全。它不需要大量的线路巡检人员，深入到各种复杂的地质环境中，进行线路检测和故障检测工作。并且在这个过程中，很容易发生严重的事故。无人机制的应用可以大大减少人工登塔次数，减少事故的发生。
其次，将固定翼无人机应用于输电线路的检测，大大提高了检测效率，节省了时间成本。假定某线路发生跳闸和重合闸故障，线路上有120基杆塔。然而，调查范围需要根据故障记录位置。25基杆塔、50基杆塔、350m线距、15条线路长度的小结、4倍的线路长度，在记录波前和记录后分别进行检查，相应的正常巡视路径应为线路长度的4倍，线路之间的距离为350m，相应的正常巡视路径应为线路长度的4倍。即60公里，根据目前输电运行维护队伍的人员编制情况，大多数总检查人员不超过6人。如果每组不少于两人，最多可分为三组。在山区等复杂地质环境中，人工巡视的速度一般小于5km/h，如果使用无人飞行器，速度可超过80km/h，飞行前准备和飞行后图像处理各需30min。相比之下，无人机就比人工要方便许多，并且也省时省力不少，再加上巡视时室外天气情况自然环境等原因，人工巡视需要克服的障碍还是非常多的，而使用无人机就不需要考虑这些情况了，自然人员进行适当合理的操控，在室内也可以进行检测线路，一样可以进行工作。
总之，随着科学技术的不断进步和发展，无人机的应用门槛越来越低，无人机已经融入到现实生活的各个方面。它不仅降低了传统人工检测的操作风险，而且有效地提高了工作效率，降低了运行维护成本。因此，应用固定翼无人机是一种经济、可靠的工作方式。无人机检测的优越性将越来越突出，无人机检测将成为一种安全、高效、通用的输电线路检测方法。希望在今后的工作方向也可致力于无人机性能的开发上，让无人机制性能可以越发的完美，为工作带来更大的便利。
参考文献
[1]付里玮，李字明，姜洪.无人机巡线的发展和应用研究[J].科技论坛，2015.
[2]张睿纯.无人机遥测地面站系统设计要点分析[J].电子世界，2013.
论文作者:王成涛,林晓东,曲宏毅
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/14
标签：无人机论文; 线路论文; 地面站论文; 杆塔论文; 图像论文; 速度论文; 功能论文; 《电力设备》2018年第3期论文;