关键词：架空输电线路；无人机巡检技术；研究进展
引言
输电线路运行范围广，需要经过丘陵、高山、平原、山地、沙漠等各种复杂地形，输电线路在运行过程中还会受到风雪、雷电、大风、鸟害等自然因素以及人为因素的影响，输电线路运行过程中，可能出现杆塔倾斜、导线下垂、绝缘子破损等问题，导致输电线路短路，严重可能引起线路起火，影响到正常的供电。因此，为了确保输电线路安全有序运行，需要定期或者不定期对线路进行巡视，防止线路出现故障问题。传统的人工巡视方式成本高、无法实现大范围的巡视。
1架空输电线路概述
在电力基础设施中有地下电缆线路和架空输电线路，架空输电线路利用绝缘体和空气绝缘架设于地面之上的电力线路。和地下传输电线路相比，架空输电线路具有施工周期短、施工成本低而且便于后期维护的优点，因此成为了电力输送的主要输电方式。但要经常对架空输电线路进行维护和检修，从而提前排除线路故障减少相关事故的发生，保障电力系统的正常运转。在架空输电线路的后期维护尤其是在巡检过程中，受到地形地貌的影响，使得巡检工作困难较大。面对繁重的线路巡视任务，南京供电公司输电室结构性缺员现象较为严重，人员缺口巨大，同时由于人工巡检质量依赖于巡检人员的责任心，巡检到位率难以保证。为了解决巡检人员缺口和巡视到位率的问题，南京供电公司输电室自2014年以来，试点、推广应用了无人机立体巡检，通过将无人机巡检和传统人工巡检相结合，有效弥补了人工巡检的不足，为输电线路的立体化巡检提供了可行的技术手段。无人机有利于解决交通道路不便、林区、山区、河网、污染区、超高杆塔等区段输电线路存在巡视盲点和检修困难的问题，能够发现人工地面巡检难以发现的缺陷，有助于提高巡检质量和效率、降低输电线路运行维护成本、保障巡检人员的人身安全。
2无人机巡检
2.1故障巡视
根据故障信息确定重点巡检区段和部位后，无人机可以较为精细地查找故障点及异常情况；也可辅助完成鸟害、树竹、山火、外破等特殊巡视。人工故障巡视时，地面巡视人员主要借助望远镜对输电线路下表面的情况进行观察，而设备上表面就需要登杆塔巡视。登杆塔巡视不但效率低，而且对巡视人员的人身安全有一定的威胁。相对而言，使用无人机故障巡视可以在故障范围内近距离从各个角度清楚地发现设备缺陷及异常区域，免除人工登杆塔巡视的一系列繁杂过程。从实践经验来看，故障巡视时采用无人机，至少可以缩短30%的巡视时间，还能有效发现输电设备放电点（放电点处设备上会存在灰白色小点）。
2.2通道巡视
使用多旋翼无人机在输电线路杆塔上方１０ｍ外或使用固定翼无人机在杆塔上方１００ｍ外边飞行边录像，记录输电线路全线廊道状况，一方面留存通道历史档案数据，供运维人员反复查看廊道情况，同时为停电检修前现场勘查提供参考数据；另一方面供排查违建、交叉跨越、大棚等漂浮物、易燃物、树竹隐患用，通过无人机排查隐患具有准确、快速、无遗漏的特点。
2.3特殊巡视
突变气候下（气温骤变、暴风雨、大雪和覆冰等）或自然灾害（地震、泥石流等）及线路负荷有较大变化等特殊情况下，利用无人机对线路区段和部件巡视精准化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以红外测温为例，采用四旋翼无人机挂载专用红外测温仪避免人工红外测温登塔，人手轻微抖动造成测温取点有偏差。
3无人机技术在输电线路巡检工作中的应用
3.1线路故障探测技术
第一，视觉检查技术。无人机上安装高清摄像机，能实时检测线路装置的表面故障，并且把图像信息储存到上位机。人可通过图像识别算法确认线路设备的缺陷类型。第二，红外线与紫外线探测技术。无人机通过红色与紫外线摄像设备展开检测，依据图像热源可辨别线路中的连接器、绝缘子与夹具存在的问题。通过紫外线接收装置分解紫外线信号图像，确认线路日冕强度与日冕的特定位置，进而辨别线路损伤与绝缘子放电故障。第三，通过包含时隔波振幅雷达与脉冲雷达在内的激光器方向特性，构建激光雷达探测技术。激光测距原理包含用作火箭时隔或是脉冲激光器信号的测距仪。激光器目标碰到目标反射，可精确记录激光器来往时间、测量距离和测量目标距离。
3.2光纤通信技术
光纤通信技术指用光波作为传输载波，将光纤作为传输媒介实现数据信息的传输。光纤通信系统由光发信机、光收信机、光纤或者光缆、中继器以及光纤连接器和耦合器等构成。光纤通信技术的工作原理是将光发信机的光信号转变为电信号，并将其调制到激光器的光束上，电信号的频率和光束信号的强弱有关，光纤将电信号传输到光收信机，收信机接收到电信号以后，将电信号进行转换为原有的光信号，从而实现信号的传递。光纤通信系统组网方式十分灵活，可以组成树状、网状、链型、星型、环形、单纤网、双纤网等多环向型的拓扑网络结构，满足各种不同形式的组网要求。与其他的通信技术相比，光纤通信技术具有传输频带宽、抗干扰性能、信号传输质量高等优点，已经成为全世界最主要的通信传输网络。
3.3飞行控制技术
无人机作为电力巡检系统的关键辅助工具，其自身承担着获取信息、收集信息的工作内容，对于实际巡检工作有着很大的促进作用。而电力线路巡检工作主要是应用于户外环境之中，无人机受户外环境的影响严重，尤其是受到风雨、暴雪、雷电等天气，对于无人机的正常工作都有着巨大的影响效果。而无人机自身可以借助飞行控制技术，在这样环境之下保证飞行工作的进行，确保能够达到预期的工作标准和要求。
4无无人机巡检技术发展的趋势
随着各种新型技术的不断问世，无人机技术在应用时将会具备更多的优势。在输电线路安全巡查工作中，无人机技术将会发挥更大的作用。这项技术的发展前景，主要是向着智能化的方向发展。对于无人机设备的飞行模式，在改造时应该加大对无人机的电动固定翼、导航方式等方面的研究和开发。在改进设备的航摄功能的过程中，需要进一步对全自控系统以及缺陷识别等功能进行开发，从而提高设备的技术应用含量和工作效率。此外，需发挥多功能设备之间的互补应用。
结束语
将无人机应用于架空输电线路的巡检工作中能够大大解放劳动力，提高巡检工作效率的同时降低了工作难度，使得输电线路的巡检工作更加便捷、安全。但是这一应用尚且处于不断发展和改进的阶段，所以要加强新技术的开发和应用，建立完整无人机巡检工作体系，提高电网运行的安全性和经济性，真正实现高科技服务于社会的最终目的。
参考文献
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论文作者:马成明
论文发表刊物:《城镇建设》2020年4期
论文发表时间:2020/4/13
标签：无人机论文; 线路论文; 技术论文; 杆塔论文; 光纤论文; 故障论文; 工作论文; 《城镇建设》2020年4期论文;