摘要：自２０１０年起，山东、江西等地开始输电线路无人机巡检应用，接着全国各地的无人机电力巡检应用便蓬勃发展开来，使用无人机展放导引绳、清除导线异物等也在线路检修中进行了探索应用。采用无人机进行电力线路巡检作业能极大地降低电网故障率，有效缩减电网运营成本，提高电网维护工作效率。目前，全国各省市已建立了“人巡＋机巡”的线路巡检方式，结合无人机的特点建立了固定翼巡廊道、多旋翼巡杆塔的巡检模式。随着无人机巡检应用技术的深入研究，无人机智能化巡检将会替代人工巡检。
关键词：无人机；输电巡检；应用；操作方法
1前言
输电线路无人机巡检技术正逐步向智能化方向发展，开展输电线路雷达扫描、测温、夜巡、防外力等多种巡检作业，建立线路数字化通道，实现数据的自动分析；建立无人机自动驾驶系统，通过提前规划航线或使用无人机航线记忆功能，实现无人机自动巡视，使巡检更简单、安全、高效。
2输电线路巡检现状
全国２２０ｋＶ及以上电压等级输电线路年均增长率达到８％左右，而输电线路运维人员的年增长率不足３％，运维人员在数量上难以满足输电线路高速增长的需求。输电线路大部分处在郊区、丘陵、山地等地带，人员、车辆难以到达杆塔下方，人工巡视距离远、工作量大、效率低、风险高，且巡视效果与巡视人员的工作经验密切相关，导致巡视周期和巡视质量无法得到保证。
（１）巡视时间对比。
人工巡视时，作业人员步行距离约为档距的２～５倍，８０％的巡视时间耗费在步行路途中。而无人机飞行速度是步行速度的１０倍以上，可大幅节约巡视时间。
（２）巡视质量对比。
人工巡视质量与巡视经验密切相关，巡视经验不足的人员难以发现和准确判断缺陷，也无从知晓其记录的缺陷是否正确和完备。而无人机巡视可在高空对金具等巡视重点部位进行高清拍照，后期通过查看图片可准确识别缺陷，避免了错判和遗漏。
（３）巡视频次对比。
当需要排查压接管类型、防鸟刺缺失、绝缘子单双串及悬挂方式等台账信息时，人工巡视需通过反复巡视排查，而无人机巡视则只需查看重点部位的照片即可，避免了重复性现场巡视排查工作。
3输电巡检中操作无人机应掌握的作业要求
熟悉并掌握无人机工作原理：无人机的飞行，无需建设辅助飞行环境，在平原、湖泊、高山等各种地形地貌情况都可以随时、随地启动、飞行和降落。既可以悬停、前飞、后飞，也可以侧飞、盘旋等，从而多视角、高精度检查输电线路故障情况、杆塔的定位情况等。而无人机这些功能是基于智能化的工作原理设计。关键技术要点，一是装置了无线电遥控设备，二是装置了自动驾驶仪，三是设计并装置了一套远程操作程序作为无人机的控制系统。在此基础上，地面操作人员通过雷达、红外线等设备技术，对无人机进行遥控、跟踪和采集输电线路的信息数据。熟悉并掌握无人机操作规程：从2016年开始，供电公司就开始进行无人机在输电巡检应用模式试点工作，并制定了无人机在输电巡检的技术标准。2017年开始，无人机在输电巡检中大面积推广应用。与此同时，《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》颁布实施。供电公司出台这部作业技术导则，对相关人员提出了规范化、标准化的操作规程，并要求无人机操作人员按章操作、规范飞行。目前，供电公司更是对无人机巡检作业作出了强制化的执行要求，并将巡检杆塔数量、线路设备及附属设施的故障发现率、线路巡检周期、等指标纳入综合化考核指标中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在与国家电网等公司的交流学习下，无人机操作人员飞行前对设备的性能检查、线路巡检方式及航拍图像等方面积累了丰富的操作经验。
4无人机在输电巡检飞行前应注意的操作事项
无人机在输电巡检飞行前的准备工作不可忽视，操作人员必须充分掌握飞行前期的操作事项，才能确保安全飞行。一般来说，在飞行前要注意以下几个方面的操作事项：提前熟悉输电巡检线路的现场环境：首先是要通过地图或卫星导航设备等工具对输电线路所处位置、经过的地段进行前期调查，并对各路段进行标识，避免到达现场后出现飞行路线失控而导致的坠毁风险；其次是要对输电线路所在地段的地形、地貌情况进行摸底，尽量避开有树林、建筑物等遮挡物的地段，找出无人机的最佳起降地点。也就是说，无人机的起降点应选在地域空旷的地段，以确保足够强的通讯信号。调整人与物、物与物之间的安全距离：在正式使用无人机巡检线路之前，应首先确定飞行器的摆放位置，一般来说，操作人与无人机的距离应保持5至15米的距离。另外，还要清理无人机操作人员周围人员，避免误伤。在对铁塔的巡查作业时，还要注意无人机的起降点不能低于地线，在无人机到达指定高度之前，不能进行巡检和拍摄，以避免碰撞。
5无人机在输电巡检飞行过程中的操作要领
无人机飞行巡视时操作要领：无人机在飞行及悬停巡视时的危险系数相对较高，因此操作人员务必规范操作并听从地面监护人员的指挥。首先应关注飞行区域是否可以飞行，变电站（所）、电厂上空，两回线路交叉点，杆（塔）的底相、相间、跳线间空隙都是禁飞区，操作人员必须避开。另外，在飞行过程中，无人机与导线、铁塔应保持两米以上的距离。无人机巡检返航时时操作要领：如果电量不足，就有发生飞行器坠毁的危险。一般情况下，无人机的飞行范围应控制在2.5km之内。无人机的电量用完60%之后，就在准备反航。以精灵3系列无人机为例，这款飞行器的标称图传距离为800m，标称续航时间为25分钟。启动器按钮的操作要领：遥控器与飞行器的电源启动有着严格的操作规程，为确保安全，操作人员必须按章操作。在无人机起飞时，先按下遥控器开关，然后再按下启动飞行器。而在无人机降落到地面以后，其操作顺序与之相反。
6无人机在输电巡检过程中航拍操作方法
由于受飞行器电池容量的限制，无人机在输电巡检时的拍摄务必做快、准、全，并根据不同的情况选择不同的航线规划。无论采用哪种航线规划，都要采集到三相导线的挂点、绝缘子、悬垂（耐张）线夹、输电线路上异物、杆塔全貌、杆塔杆号牌等基础数据信息。第一种是直线航线。在无人机巡检时，如果该地段线路顺光，而且线路方向轴向的起飞地点档距不大，则采用直线航线。这种航线的操作相对简单，新手也可以操作。第二种是三角形航线：在无人机输电线路巡检时，如果该地段线路与起飞位置呈横向状态，那么飞行器就难于靠近目标点，在这种情况下则需要采用三角形航线。这种航线的操作难度较大，关键是云台相机的角度难于掌握，所以，这就要求操作人员对相位的变化有熟练的操作技巧。
7结语
在输电线路巡检的过程中，无人机操作人员既要掌握并熟悉无人机工作原理及操作规程，又要掌握飞行前的注意事项和飞行过程的操作要领。另外，对航线规划、拍摄顺序要有准确的把握，这样才可以及时发现输电线路的缺陷和隐患，避免故障的进一步扩大，从而有效提升输电线路的稳定性与安全性。
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论文作者:王鑫
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30