摘要：经济在快速的发展，社会在不断的进步，人们对电力需求的不断增长，使电力基础设施建设规模不断扩大，输电线路也变得越来越错综复杂，这大大增加了电力巡检人员的工作强度。由于输电线路在外界中会受到许多因素的影响，致使其损伤不断累积，如果输电线路巡检工作不全面、不到位，则势必会造成输电线路发生故障，进而影响到电力的正常供应。无人机的出现，为电力输电线路的巡检工作带来了巨大的革新。本文主要对电力输电线路巡检中无人机的应用进行深入的研究。
关键词：输电线路；线路巡检；无人机；应用
引言
近年来，阳江电网输电线路规模大幅增加，这就对输电线路的运维水平和巡检效率提出了更高的标准。传统输电线路的巡检采取人工方式，主要依靠肉眼以及简单的仪器进行巡视，对距离较远的线路细节很难识别，视线也容易受到遮挡。同时，阳江地区输电线路分布地形复杂，丘陵及山区较多，交通不便，巡线人员的工作环境较为艰苦，作业强度很大。因此，单纯只采用人工巡线的方式，已经不能满足对输电线路进行高效运维的需求。随着无人机技术的快速发展，可以通过无人机搭载高清相机、红外测温仪等传感器，从空中近距离对输电设备进行检查，实现快速、安全的输电线路巡检。目前，无人机技术已经逐渐普遍应用到输电线路的巡检工作中，大型、小型和微型无人机分别适用于长距离、中短距离以及视距范围内的线路巡视。其中，微型的旋翼无人机操控简单、灵活易用，技术门槛较低，适合在基层班组推广普及。在现有的技术条件下，旋翼无人机在线路故障巡视、灾情勘察、工程验收以及应急抢修等工作中都能够出色地完成任务，因而具有较高的实用价值。从2016年起，广东电网阳江供电局已开始开展旋翼无人机的应用，累积完成飞行架次320次，巡检杆塔1531基，共发现故障和缺陷点53处。实践证明，微型无人机在输电线路的巡检中能够发挥重要的作用。
1概述
近年来特高压等大容量输电线路不断投建运营，出于安全考虑，这些主干网通常位于山区、荒漠等人迹罕至区域。传统电力巡检本就存在效率低、劳动强度高、数字化程度低等缺点，面对当前日益复杂的电网结构，上述缺点更显凸出，革新巡检模式，建立自动化、智能化的现代巡检系统显得极为迫切。无人机可以获取高分辨率的影像数据，再加工还可生成高精度的DEM，DOM，DLG及真三维模型等数字化产品，这些均可为巡检人员诊断线路缺陷及判别安全运营状况提供丰富的决策依据。基于无人机航拍的电力巡检新技术，已逐步从试验阶段转入实际应用阶段，相较于传统巡检模式，该技术强度低、效率高，且能够在线路带电状况下进行，保障了作业人员的安全及社会正常用电需求。
2电力输电线路人工巡检中无人机的应用研究
2.1电力输电线路异物清除中的应用
在电力输电线路巡检工作中，经常会遇到输电线路中存在异物的情况，如果不将这些异物进行及时的清除，便可能会引起输电线路故障，甚至还会因此而发生触电事故。为了避免上述问题，巡检人员经常需要通过人工的方式来清除异物，这大大增加了巡检人员的安全风险，而且在清除异物的过程中还要花费较长的时间。无人机的出现，使其在电力输电线路的异物清除中发挥着重要的作用，在应用无人机清除输电线路中的异物时，传统的方法是在无人机的机载部分搭载激光二级管模组，通过光线的聚焦作用来烧断异物，考虑到激光二极管模组所发射的激光是平行的，因此需要利用凸透镜来聚焦光线，并且光线的聚焦点需要准确的落在异物之中，在烧断异物过程中，巡检人员需要确保无人机和周边的带电设备能够保持一定的距离，而且异物在受到风力的作用下会晃动，这也使巡检人员在操控无人机来清除异物时存在较大的难度，异物清除的效率较低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过对传统的无人机清除异物方法进行改进，将电涯、激光模组以及控制模块在多旋翼无人机中进行搭载，并由巡检人员通过云台摄像头来观察异物所在位置，通过对无人机的位置进行调整，能够使激光模组的焦点正好处于异物位置，此时巡检人员便可利用GPRS远程控制继电器来开启激光模组，从而使模组发射的激光能够很快烧断异物，进而实现对电力输电线路中异物的快速清除。
2.2作业流程
为保证无人机在线路巡检中的安全性，经过大量的实践作业后，制定了比较规范的作业流程：首先，提前准备好所需资料。在开始作业前，要尽可能全面的收集相应线路的走向、跨越、地形、气候等信息资料，进而制定详细的作业方案。其次，按流程进行巡检。（1）勘察，在开始前，要安排专人对线路进行考察，特别是做好下面这些工作：一是，对杆塔、地标等信息进行详尽的核实；二是，明确无人机降落点，必须确保地形平坦、无危险障碍物；三是，场地面积要满足一定要求；四是，保证四周不存在其他信号的干扰。（2）起飞准备，要对巡检线路的环境、天气等进行勘测，确认能否满足安全飞行的要求；作业人员必须全面了解工作内容，根据实际情况给出飞行计划，并要针对特殊情况提前制定应急预案。若是进行自主飞行，则要对线路进行科学设计；在降落点开启巡检系统，并安排双人对设备进行检查，确保其状态的稳定、可靠；设置安全警示线，保证能安全的进行飞行作业。（3）具体作业，指挥人员发出起飞命令后，对起飞时间要做好记录；而操作人员则要控制好无人机，以使其严格按制定的方案飞行，若是发生意外情况，则要根据指挥人员的命令及时的对方案进行调整；指挥人员根据收到的图像或画面，对云台的角度进行调整，并进行相关的操作控制，以得到详尽的监测信息；在作业过程中，指挥人员每隔一段时间要向操作人员通告无人机的飞行情况，如出现危险要及时通知其进行返航。最后，返航。在开始返航之前，要对风向、风速等因素进行判断，保证无人机能够安全返回；在返航阶段，需要慢慢的降低飞行高度，并确认好降落点无异常情况；完成降落后，要迅速切断其电源，并尽快填写作业报告。
2.3电力输电线路故障检测中的应用
在电力输电线路巡检工作中，无人机在输电线路故障检测中也发挥着重要作用，无人机具有三种主要的巡检方式，一种是通过雷达进行故障检测，另一种是通过拍摄视频来进行故障检测，还有一种是通过红外线来进行检测。在雷达检测中，其能够使输电线路的定量测量精度更高，并且可通过雷达测距装置对输电线路和周围障碍物之间的距离进行精准测量，从而为输电线路的维护与架设工作提供参考。在视频可视化检测中，巡检人员可通过无人机中搭载的可视摄像头来对输电线路进行航拍，并通过通讯模块将航摄图片或视频传输至地面站的计算机中，巡检人员可利用专业软件来观察航摄图片或视频，从而帮助巡检人员分析输电线路的实时运行情况。
结语
基于无人机的输电线路巡检技术很好补充了传统电力巡检中存在的短板，极大契合了新时期电网巡检需求。本文通过研究相关技术流程，对无人机巡检技术理论进行了系统说明，并通过工程实践验证了该项巡检技术的低成本、高可靠性、安全性等特点，对比传统人工巡检，体现了巨大的效率优势。需要指出，虽然无人机巡线发展迅速，并日趋成为主流巡线手段，但仍存在如下问题有待提升:1)作业过程中受限于电池性能，无人机滞空时间仍较短，且避障功能仍旧较为弱化;2)影像数据量巨大，人工缺陷识别标注效率较低，基于影像分析的缺陷自动化识别技术亟待开发;3)无人机巡线自动化技术仍处于初级阶段，基于人工智能的智能化巡检仍待拓展。
参考文献
[1]杨晓东.浅析电力线路巡视中无人机技术的应用[J].中国高新技术企业,2016(09):47-48.
[2]李栋,林靖宇,高鹏宇,卢子广.无人机输电线路巡检中安全距离测量方法[J].广西大学学报(自然科学版),2016,41(02):498-505.
论文作者:佟耀文
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
标签：无人机论文; 线路论文; 异物论文; 作业论文; 人员论文; 电力论文; 技术论文; 《电力设备》2019年第8期论文;