摘要：近年来，随着电力网的快速发展，传统定期检查不能满足现代电力开发的需要。无人机技术的持续开发为检验工作提供了新的平台和方式，它能实现输电线安全检验工作的高效自动化工作进程。本文简要说明多旋翼无人机的优点，根据多旋翼无人机特性不同的检验对象，定式化合理的检验方法，概括了多旋翼无人机的优势，同时，根据实际案例分析多旋翼无人机的实际应用。
关键词：输电线路；多旋翼无人机；线路巡检；作业流程
引言
目前，EHV输电线的检查主要是基于手动检查，载人直升机检查是辅助手段。手工巡检不仅需要高强度作业、作业环境恶劣、工作效率较低，并且可能威胁个人安全，尤其是不能准确预测未知风险会增加工作负荷，线路不同会受到地形因素的影响。载人直升机很容易受到航空管制、天气和使用成本的影响，在断时间内不可能发现事故和异常，很难满足规定的检查周期。多旋翼无人机操作容易，稳定性好，操作简单，被输电线的检验广泛地使用。通过使用可见光相机、红外线、紫外线和其他设备的自动导航或手动控制收集有关输电线的信息，技术人员通过收集的信息掌握输电线的操作。输电线发生故障后，地形复杂，人员无法在附近找到故障点，但是多旋翼无人机能克服客观视角和视线的界限，高效准确地找到故障点，检查现场的地理信息和设备状态，为维护提供基础。
1.多旋翼无人机巡线系统的结构和原理
多旋翼无人机只是一个可以飞行的机械平台，需要建立一个完整的系统，以增加相应的功能，使电力线路循环。用于电力线路检查的多旋翼无人机系统一般包括以下主要部分：电力系统、控制系统、通信系统、任务系统，一些零部件与相应的电路和模块有机地结合，以形成完整的多旋翼无人机系统。其中，动力部分包括提供飞行能力的电动机、执行速度控制的ESC、提供升力的刀片、电池包、以及对应的电子电路。控制系统由飞行控制板、相应传感器和与控制相关的GPS模块构成。通信系统主要包括无线站、数据发射模块、图形发射模块、地面站、操作把手等。任务系统主要包括相应的通信系统，以及摄影平台和数码相机。根据不同需求，可以装载各种模块来扩展功能。
在功率线检验中使用多旋翼无人机的原理是，作为基本平台，使用多旋翼无人机，搭载高清晰照相机或红外线检验装置，通过通信链路与地面局数据传输系统及图像传输系统连接。操作员操纵无人机飞行至塔的对应位置，从地面站的图像传输系统中发现疑似有缺陷的东西，操作冲头摄像头进行照片或红外线检测。无人机降落后，拍照确认或分析缺陷，发现相应缺陷，并制定维护计划，确保线路正常运行。
2.多旋翼无人机线路巡检的优势
手动检查一般使用裸眼、望远镜、红外线摄像机等装置来观察传输线路的外观和热度，测量距离计是否满足安全距离限制的要求。根据机器和地形的限制，手动检查有成为基础和接地装置的检查的倾向。航空巡逻可以有效地补充手动巡逻，但载人直升机巡逻会受到诸如高成本和空域限制等诸多因素的影响。
电力线路检查系统一般包括四个部分，包括无人机平台和数据获取系统、地面监控站、数据通信系统和地面数据处理系统。利用在检查中装备了检查装置的无人侦察机，有以下优点。
（1）与手动检查线相比较，它不受地形限制，可以在离多个角度近的距离观察地线、门窗、绝缘体和其他设备。提高检验线的效率，在各种各样的地方分析检验信息，能减轻劳力投入，减少运用风险。
（2）不受地理环境或气候条件的影响。在难以触及的地方，受自然灾害影响的人们有可能进行检查的场所，或者在严酷的天气状况下，无人机可以用于日常检查和故障检查。
（3）可实现高速巡回线路巡回检查装置，通过无人机检查技术，监控输电线、塔、地线及附件的缺陷，拍摄照片和视频。它将返回到地面监控站进行决策分析，并提供技术支持，随后处理相关问题。
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（4）便于携带和搬运，具有灵活性，工作效率高。可以携带，无人机可以与车辆一起到达现场，并且准备时间很短，目前80%以上的无人机需要进行90秒的起飞作业，工作完成后可以马上转移到下一个工作点。
（5）功能扩展很丰富。作为平台，无人机可配备不同的监视装置，以允许无人机具有丰富的扩展功能，例如功率基础、塔体、交叉臂、接地线、绝缘体以及发现附件的缺陷。
3.多旋翼无人机在电力巡线中的典型应用
3.1采用照相机进行精细化巡线
多旋翼无人机最常见的用途是使用相机进行线路检查，操纵无人机在塔周边进行全方位检验，确认环境安全，并且为后续维修提供数据，一般发现的缺陷主要集中在焦螺栓、嵌入器、接地线、均衡器、杆等位置，多旋翼无人机可以发现细微的缺陷并提高检查效率。
3.2 案例分析
地面巡视人员进行巡视发现的一些疑似缺陷，由于角度问题，难以拍到合适的照片或者难以确定缺陷类型，可以使用无人机进行精准缺陷判定。
500kV输电线的检查中，在耐张塔露出了螺栓堵塞孔，怀疑螺栓有缺陷,不过，在地上的照片中，不能够明确地辨别排水板的缺陷。关于塔的检查，沿着塔主体的塔耐性绝缘体弦的角度，很难看到通货紧缩器中的缺陷。无人机被用来确定是否存在缺陷，无人机起飞后，为了拍外侧排水板的照片，从塔外侧到排水板上拍照，然后从排水板内侧拍照，拍下内侧排水板的照片。场景通过电脑处理，可以从各种角度获得整体相片。从电线内侧拍摄排水板的照片，发现排水板下的螺栓确实有模糊的黑色斑点，怀疑螺栓丢失,不过，引流板之间没有间隙。从钢丝外侧到拉力阻力排水板的照片，显示出排引流板有4个螺栓。最后，全面分析，可以排除缺陷。怀疑螺栓孔的黑色斑点有可能是由导电性粘贴风化引起的。
3.3采用照相机进行冰雪灾害巡视
冬天的雪和冰的灾害，在山岳道路地区特别严重，容易成为雪冻一样的灾害。冬季雨雪过后，山路无法行驶，巡逻人员很难登山，无人机可以用来巡逻冰雪灾害，可以发现断线事故、接地线的冰冻状态、冰塔变形等缺陷。
3.4采用照相机进行故障巡视
线绝缘体通常用于将接地线与塔绝缘，并支持接地线。绝缘体的缺陷一般表现为绝缘体、玻璃绝缘体、复合绝缘体破坏、裂缝、绝缘体等破坏。玻璃隔热材料的自爆，地面巡逻效果更好，并且能更快的发现。由于线路装置被切断后绝缘体故障，无人机线路可更准确更迅速地检测出缺陷。
4.结语
多旋翼无人机应用在电力线检验能够发挥出色的性能。使用摄像头巡回路线，可以发现地面人员难以发现的隐蔽缺陷，得到缺陷照片，支持机器安全稳定的操作。通过对多旋翼无人机的特殊环境和灾害后的检查，节约人员资源和登山时间，减轻人工操作的风险，比手动检查更能得到准确的检查结果。随着多旋翼无人机技术的成熟，应用性逐渐增强，可以实现更大的社会和经济效益。
参考文献
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论文作者:刘胜春,梁雷
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
标签：无人机论文; 缺陷论文; 旋翼论文; 绝缘体论文; 输电线论文; 线路论文; 发现论文; 《电力设备》2019年第3期论文;