关键词：无人机；输电带电作业；应用
引言
我国地域辽阔，地形较为复杂，山地、丘陵地区较多，气象条件也比较复杂，传统输电线路的维护主要以人工巡视为主，线路检查工作的质量和线路检测工作的效率较低。随着科学技术的发展，无人机的出现和应用对很多重要领域的发展产生了非常重要的影响，主要是因为无人机具备灵活性高、反应速度快、成本低以及实时性强等特点，将无人机应用于输电线路巡视工作中，可以有效提高线路检查工作的质量和线路检测工作的效率。
1输电带电作业无人机精益化巡检
1.1无人机精益化巡检优劣
山区传统输电带电巡检5基连续性塔基为例，传统人工巡检需携带拍摄器材及个人防护用品跨越铁路、高速、河流等障碍物，人工巡检不仅需要考虑复杂的地理环境，也要考虑巡检人员的疲劳度、安全性和巡检照片质量，巡检效率低下。人工巡视每基塔基所需时间及效率与无人机精益化巡检对比如表1所示。
由表1可知，考虑到人工巡检的疲劳度，无人机精益化巡检时间明显少于人工巡检时间。在巡检安全性和质量方面，结合以往数据，每巡视100基杆塔时，对比无人机精益化巡检与人工巡检的事故发生率和巡检照片的不合格率，如图1所示。
由表1和图1可知，无人机精益化巡检在各方面明显优于人工巡检，无人机精益化巡检人员只将携带无人机及其地面站等巡检设备运至输电作业地点附近较为阴凉开阔地带，从而避免作业人员疲劳度的快速上升，通过无人机操控人员对其进行起飞前期检查。起飞过程采用GPS增稳模式，起飞后，作业人员密切关注地面站，依据地面站传回的影像数据资料，将无人机遥控至输电杆塔附近对其进行各点依次拍照，完成一基杆塔拍摄任务后，再次遥控无人机前往下一基杆塔，此过程只需要无人机超视距飞行，操控人员对无人机进行位置的精确判断，减轻了作业人员劳动强度。
1.2无人机精益化巡检拍照次序
为最大限度减少人力成本，对无人机巡检设置拍照次序是必要的，以便于巡检结束后通过一定的编程方法对巡检照片批量化处理。同时由于无人机续航能力有限，提前规划好航线能最大限度提高无人机巡检拍照能力。当无人机靠近耐张型杆塔，依次对杆塔整体按先下后上，先左后右，对绝缘子、金具等各个挂点按先小号侧后大号侧的次序依次拍照，如图2所示。
当无人机靠近直线型杆塔时，按照无人机精益化巡检要求，对单相绝缘子挂点只需拍照1张，其他次序与拍摄耐张型杆塔相同，如图3所示。
以无人机精益化巡检3基杆塔为例，其中1基为耐张型，2基为直线型，同类型无人机2台满电池状态，1台采用无序拍照，另1台按上述拍照次序进行，对比精益化巡视完成后，2台无人机的电池剩余率和资料整理所需时间，如表2所示。
由表2可知，设置必要的无人机精益化巡检拍照次序，不仅能最大限度减少巡检每基杆塔的总路程，节省无人机巡航时间，也能为之后的精益化巡检资料整理、编辑工作节省时间，提高整个无人机精益化巡检作业流程的工作效率。
2输电带电作业无人机故障巡检
输电线路故障分为雷电故障、冰害故障、污闪故障、外力破坏故障、舞动故障、鸟害故障及其他故障，结合某山区2010—2017年输电线路故障统计如图4所示。
山区以山高林密为主，由图4可知，因雷电引起的故障跳闸率高达80%以上，以雷电引起的带电登检作业最为频繁，虽然目前已能依据变电站继电保护数据来确定雷电故障范围，但继电保护的不精确性同样需要大量的带电作业人员对整个故障范围内杆塔进行登检。针对雷击绝缘子所留下的放电痕迹，无人机故障巡检能对雷电故障范围进行快速勘察、故障排查、精确定位，如图5所示。
3无人机带电作业完善改进计划
无人机在输电线路巡检中发挥着不可替代的重要作用，将无人机系统应用于输电带电作业中，可以为电力系统安全、稳定运行提供充分的保障。值得注意的是，随着科学技术不断进步和发展，无人机要在电力系统中充分发挥重要作用，就需要对无人机系统进行不断的优化和创新。无人机未来发展方向应该是对自身的不断优化，首先，提高相机内方位元素的稳定性，为测量精度提供充分的保障，因输电带电线路一般具有高电压，高场强的特点，无人机靠近强电场区域易受电磁干扰，这需要委托无人机专业机构更加全面的测试无人机在接近高压带电物体时发生电磁干扰、拉弧、放电、飞行异常等情况的最小距离，以方便我们在正常带电作业的情况下，始终保持大于高压带电导线所要求的最小安全距离，从而确保无人机的安全飞行。其次，基于无人机云台的改进方面，针对带电作业的特点，如云台搭载测距仪，可实现对输电带电作业某山区些特殊测量工作;搭载绝缘子冲洗设备，可实现对输电带电绝缘子的清洗等;搭载红外测温仪，可实现对输电带电杆塔与导线连接点的红外测温等。改进云台所需搭载的带电作业工具，将是今后无人机应用于输电带电作业工作的主攻方向，无人机负载水平的不断提高，也为无人机应用于输电带电作业提供了更为广阔的前景。使无人机荷载多样化，安装相应的可见光和红外相机，适应电力系统中的不同拍摄要求;最后，优化无人机的摄影测量功能，最大限度提高无人机系统的工作效能，改变相机的变焦功能，提高无人机对故障目标的识别能力及拍摄安全性。无人机系统只有不断优化和创新，才能保证无人机系统应用输电带电作业中，实现保证电力系统安全、稳定运行的重要目标，这也是未来无人机发展的必然趋势及未来无人机研究领域和电力行业工作的重点。
结语
针对无人机进行的部分输电带电作业技术已相对成熟，不仅解决了上述复杂地理环境的问题，而且能有效确保输电带电作业人员的安全，提高输电带电作业效率。
参考文献
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论文作者:陈文彬
论文发表刊物:《中国电业》2019年14期
论文发表时间:2019/11/15
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