摘要：随着电力企业不断优化电网结构，打造坚强电网，输电线路的建设规模也在不断扩大，随之而来的运维管理难度也在逐步增大，输电线路的运维管理迫切需要引进新技术新设备新方法来提高工作质量和效率。而在当前无人机技术迅猛发展之际，其独特的性能和技术手段恰好满足了输电线路运维管理的需求。本文主要阐述了输电线路的运维管理难点，以此为出发点对无人机在输电线路运维工作中的综合应用进行了探讨，肯定了无人机在输电线路运维工作中发挥的巨大作用。
关键词：无人机；输电线路；运维管理；综合应用
引言：架空输电线路由于分布广泛、覆盖区域大、穿越区域地形复杂且自然环境恶劣，电力线、杆塔长期在野外暴露，不断受到机械张力、材料老化、雷击、污秽等外界因素的影响，容易发生导线断股、金具腐蚀、绝缘子破损、杆塔倾斜等故障，如不及时发现并修复，会严重威胁电网的稳定运行和可靠供电。因此，供电企业必须要在日常工作中做好输电线路的巡视、预试、维护和改造工作，而许多工作只利用人工开展已逐渐凸显出劳动强度大、耗时多、效率低下等缺点，而利用无人机协助开展线路运维工作将大大提高线路巡检速度、降低人力投入、保障人员设备安全、及时发现处理线路缺陷、提高线路施工效率、减少线路停电时间、保障线路供电可靠性，具有非常重要的实用价值。
1、现阶段输电线路运维管理过程中存在的问题
输电线路的运维管理包括对输电线路日常的定期巡视、特殊巡视、故障巡视等巡视工作，对输电线路的消缺、预试、反措工作，以及对输电线路的大修、中小修和技术改造等工作，在这些运维工作中，主要存在以下一些不足。
1.1输电线路人员巡视的局限性
输电线路的日常巡视主要以运行人员的徒步巡视为主，由于输电线路分布广、环境复杂，在荒郊野外、崇山峻岭、高山湖泊、戈壁沙漠等各种复杂地形中均有分布，这些特殊的地形环境对运行人员的巡视工作带来了巨大的考验，有些地段的线路由于运行人员无法靠近而出现线路无法巡检的真空地带，为输电线路的日常运行维护管理带来了诸多不便。
当输电线路发生故障时，运行人员要迅速对线路开展故障巡视寻找故障点，由于故障巡视时只能利用望远镜逐基杆塔查找故障点，但大部分故障点并不明显，在杆塔下方很难观察确认。例如雷击造成瓷绝缘子闪络，一般只在瓷绝缘子表面有瓷釉烧伤的痕迹，而在线路下方无法观察到瓷绝缘子表面的部分，另外还有鸟害、污闪、风害等故障均产生不够明显的放电痕迹，严重影响了线路故障时对故障点的迅速查找和确认的效率。
1.2导线接点预试测温和导线异物处理的不足
输电线路在日常维护工作中经常需要对导线接点进行测温来检测线路运行状况，而输电线路杆塔普遍较高，目前市面上使用的大部分远红外成像测温仪有效距离测量不足，对几十米高的输电线路无法开展测温。而用点测式的测温仪又由于杆塔过高白天无法看清远红外发射点，同时测温距离过远发射点的晃动较大，造成输电线路导线接点测温工作开展困难。
另外，在日常巡视中经常会发现导线上悬挂有异物，随时可能造成线路故障，一般为了减少停电时间，大多数情况下都通过带电作业来清除异物，由于带电作业的要求比较严格，操作比较繁琐费力，同时对人员的安全具有较大的威胁，因此在处理异物过程中对作业人员和输电线路都是一场严峻的考验。
1.3输电线路交跨施工对在运行线路的停电影响
随着各地区电网建设的不断发展，越来越多的电压等级较高的输电线路不断建设起来，而新线路的建设工程中经常会遇到需要跨越运行中的输电线路，一般情况下，为了保障线路跨越过程中的施工安全，需要对被跨越的输电线路进行停电。由于输电线路接带的主要为变电站，每一次停电都涉及到整个变电站接带的配网用户，因此停电影响范围比较大，不但对供电企业的售电量造成了巨大影响，而且也降低了输电线路的供电可靠性。
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2、输电线路运维无人机的功能特征
无人机主要指运用无线遥控装置以及程序控制装置对小型飞机进行操控，可分为固定翼无人机、小型旋翼机、无人直升机等多种类型。本文介绍的输电线路运维无人机主要采用的是小型旋翼机。小型旋翼机具有重量小、结构简单、靠无线电遥控起飞、能够定点起飞、降落、空中悬停等优点。由于机体较小，巡线时不会占用航道，无需进行航空线路申请，可实行高精度控制，并实时获取目标高清晰图像，具有车载大范围机动和个人携带能力，并且使用方便、培训简单，所以在输电线路运维工作中能够发挥很大的作用。
小型旋翼机按照旋翼数量主要分为四旋翼、六旋翼无人机，四旋翼无人机体积小，重量轻，容易随身携带，但载重量较小，只能携带小型摄像头。而六旋翼无人机体积较大，电池容量充足，载重量大，可携带其他设备比较多，应用范围比较广，但在使用时需通过车辆运送到指定地点，对车辆无法到达的地区使用时比较困难。因此根据两种多旋翼无人机的不同特点，可以将它们综合应用起来解决输电线路运维过程中的各类问题。
3、无人机在输电线路运维过程中主要作用
3.1无人机在输电线路巡视中的应用
在输电线路的定期巡视中，对处于山地、湖泊等复杂地形运行人员靠近困难的线路杆塔，可以利用四旋翼无人机小巧灵活的特点，远距离操控对杆塔导线各部位进行拍照，通过对杆塔线路照片的查看分析来确定线路是否存在缺陷。线路故障巡视时，对运行人员发现的疑似故障点不用登杆塔即可使用无人机携带的高清照相机拍照确认，如果运行人员无法发现疑似故障点，还可以通过无人机对整个故障范围内的杆塔逐基拍照巡查故障点，大大降低了人工登杆塔查找故障点的危险性和工作量。
3.2无人机在输电线路预试测温和异物处理中的应用
在夏季高温、负荷升高、线路保电期间对输电线路导线接点进行测温工作时，可以使用六旋翼无人机携带远红外成像测温仪近距离对整个杆塔头部进行拍照测温，使测温工作能够在有效地距离内拍摄完成，通过远红外成像图片直观地观测到导线接点温度是否正常，使线路的预试测温工作更加方便有效的开展起来。
对于导线上悬挂异物的情况，现在已研发出可以在六旋翼无人机上携带的喷火除异物装置，通过操作无人机携带的装置对导线上的异物进行喷油点火来迅速消除异物，即方便快捷又保证了人员和设备的安全，使导线上悬挂异物的缺陷处理得到了更好的方法来解决。
3.3无人机在输电线路交跨施工中的应用
在输电线路交跨施工时，一般需要在被跨越的输电线路上方搭设封网防止导线掉落至运行线路上，在此过程中就可以使用六旋翼无人机携带绝缘跨越引线从空中直接将引线连接在两侧的跨越架上，将封网绳逐步牵引过去搭建起封网，这样不但可以缩短搭建封网的工时，还能保障施工人员的安全，而且可以不需要被跨越的运行线路停电，减少了输电线路不必要的停电时间，对电网的供电可靠性提供了有力的保障。
总结：目前无人机在输电线路运维工作中的综合应用主要集中在本文所阐述的几个方面，由于多旋翼无人机目前还存在着续航时间短、大风大雾雨雪天气受影响较大，不易飞行等缺点，其在输电线路运维工作中的应用还存在着一定的局限性，但随着无人机技术的不断发展，它的发展前景仍十分广阔，在将来必定会有更多的功能应用于输电线路运维工作中，届时将会对输电线路运维工作提供更有力的帮助。
参考文献：
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[2]王建平，阎泽京. 浅谈无人机在输电线路巡视方面的应用[J]. 中国电力教育，2013，（17）：229-230.
[3]羊英琦. 浅谈输电线路巡视中无人机的应用[J]. 科技创新与应用，2014，（11）：133.
论文作者:刘鹏飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/14
标签：线路论文; 无人机论文; 杆塔论文; 测温论文; 导线论文; 故障论文; 工作论文; 《电力设备》2017年第20期论文;