关键词:无人机；巡检；输电线路技术
通常情况在输电线路都会分布在荒凉的地方，而且所处地方地形地貌都比较的复杂。相关工作人员对输电线路进行人工的巡检的时候会遇到诸多的问题，输电线路在正常的运行过程中难免会受到人为因素及自然环境的影响，这样必定会严重的损害输电线路，使其整个电力系统的正常稳定运行受到较大的影响。针对于此，就必须要相关工作人员应用无人机及时的找出输电线路所存在的故障点，并对其采取有效措施，使其做好其故障抢修工作。
1 输电线路巡视的内容
输电线路巡检工作，主要针对线路本体、电力设备、附属设施及线路所处环境等进行巡视和检查，能够对输电线路的运行状态进行明确，及时发现输电线路运行过程中存在的问题，保证线路的运行安全。
在输电线路巡视中，可分为三种巡视方式，即正常巡视、故障巡视和特殊巡视。无论是哪一种巡视方式，都采用人工地面巡视的模式，在一些特殊情况下才会登塔检查，存在局限性。在常规巡视中，对于运行状况不同的线路，有着不同的要求，应该合理进行安排。这种巡视模式无法满足输电线路飞速发展的要求，难以及时准确地了解线路运行状况，未能考虑各方面因素的影响，造成了资源的浪费，无法保证线路运行的稳定性和安全性[1]。
2 无人机技术的概述
2.1 技术要素
一般情况下，四旋翼无人机（M4R）和遥控直升机（UH）是专门用于输电线路巡检工作的，其中M4R主要由地面站和M4R无人机两部分组成，M4R是采用4个旋翼对称分布形成的气动布局，具有良好的悬停、起降能力，M4R可以携带无线微型高分辨率图像采集设备、无线图像传输设备等，能采集高清晰输电线路的特定目标，同时还能实现远程传输。UH主要由地面摄像监视与操控系统、影像采集传输设备、减振悬挂装置、遥控直升机本体等组成，UH在飞行过程中，能采集输电线路的目标视频图像，并通过无线图像传输设备传输到后台，这样工作人员就能及时判断输电线路存在的故障。
2.2 功能概述
M4R无人机在巡检过程中，会直接受到地面站的引导，沿着输电线路飞行，在保持与输电线路的安全距离下，达到设备附近，M4R无人机的主要功能是自主悬停在特定的空间位置中，确保在最合理的角度进行图像拍摄，在对图像采集设备和被检测设备进行调整时，工作人员可以通过调节M4R的减振云台和航向完成。UH无人机是通过人工遥控飞行到输电线路附近，在保持与输电线路安全距离的前提下，悬停在设备附近，然后实施图像采集及传输。M4R地面站的主要功能是保持与M4R无人机的遥控遥测通信，并引导M4R无人机飞行到预定的位置。地面站还具有接收无人机传输检测图像、控制无人机云台状态、控制飞行状态等功能。
2.3 无人机在输电线路巡检中的优势及不足
2.3.1 无人机在输电线路巡检中的优势
无人机技术的基础是自主导航飞行技术和自主悬停技术，具有输电线路防碰撞保护能力，在巡视、检测输电线路、查找手段线路跳闸故障点、在灾害性天气中输电线路灾害分析等方面有很大的优势。无人机技术具有飞行控制、自主悬停两种工作模式，同时还有自驾、手动两种模式，其中无人机处于自主悬停状态后，能通过地面站的高清监控录像对输电线路进行检查；在手动模式下，无人机能按照预定的路线自主导航飞行，并对线路进行巡检。
2.3.2 无人机存在的不足
无人机虽然在输电线路巡检中有很大的优势，但也存在一定的不足之处，如无人机的巡航时间比较短，受无人机体积的影响，无人机本身的电池容量也比较小，这就对巡航时间造成很大的影响，同时无人机的遥控范围比较小，一般情况下，无人机的遥控范围为1000m，并且无人机不能自动对图像进行缺陷分析。
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3 无人机巡检输电线路技术应用
3.1 常规应用
其主要是指对输电线进行常规的巡检，供电公司的技术部门依照输电线路的巡检计划，对其进行常规性和周期性的巡检。数据的收集、现场地形优化探查以及线路走廊的实时监控这些都是日常巡检的主要内容。由于我国地大物博，有很多地区都是崇山峻岭。因此，输电线路的走廊地形是非常复杂且多变的，同时这也给电力线路的巡视带来很大的难度性。电力公司工作人员由于受地形因素的影响，很难近距离的接近杆塔，所以根本无法细致的观察线路，同时也很难发现线路所存在的各种问题，这对输电线路的安全及输电线路的巡查效果都造成极大的影响。自从无人机巡检作业得到有效的推广，使其诸多的供电公司都从自身的实践情况出发，充分的利用无人机巡检技术对输电线路设备积极的开展的线路巡视工作。比如，某供电公司为更好的巡检山区的输电线路，曾购买了5台大疆精灵4无人机和9架大疆S900无人机，使用至今无人机巡检了数百公里的输电线路，巡视输电杆塔600余基，并查找出缺陷100多处，有效的实现了无人机巡查的常态化。将其运用到输电线路的常规检查中，其优势体现的非常的明显，能有效的将航线动态规划系统及GPS定位导航系统结合起来，于此同时也将实际需求和模块化设计结构有机的融合在一起，实行自控结构优化，进而有效的降低电网故障巡检的风险和成本，极大的减轻工作人员的负担。另外，还有降低了电力设备运行的成本及难度，使其更好的实行整个项目的效益的最大化。
3.2 雷击故障检查
无人机巡检输电线路技术故障的应用，主要体现对雷击故障点查找。据调查显示，影响输电设备及线路安全的关键因素就是雷害，其中在输电线路故障中雷击跳闸而引起各类故障占据了很大的比例。其中最容易引起绝缘子闪络放电，而后果就会导致绝缘子导线侧挂点部件融化堆积，绝缘子与其体表的釉层分离，网状裂纹会逐渐布满玻璃体外表，或者是烧伤其绝缘子，有些时候绝缘子闪络会在表面上留下十分明显的烧伤痕迹。通常情况下，凭借肉眼很难发现其金具和绝缘子串存在的问题，即使是使用人工登陆检查，也有存在着一定的盲区，将其无人机巡检输电技术应用到其中准确的找到其故障点。如某供电企业500kV输电线路特别容易在夏天发生跳闸。针对于此，使用了多架旋翼无人机对其进行故障排除，无人机清楚的排到输电线路到线上放电烧蚀点。
3.3 特殊、细微缺陷巡检
其主要表现在，借助电力技术参数对其电路的特殊区域和情况进行巡检，或者是一些区域中的杂物处理及清除。于此同时，在有些时候无人机巡检输电线路技术的特殊应用，还要辅助相关工作人员对其电路工程放线，其主要的工作原理就是在无人机上配备陀螺稳定红外线成像仪设备以及可见监视器，对其输电线起到一定的检测作用和录像作用。
4 无人机技术的未来发展
在未来的发展中，无人机巡检技术有着良好的发展前景，首先是性能的改进，应该进一步提高无人机的续航能力，拓展巡检范围，同时提升无人机在恶劣气象条件下的作业能力，保证无人机运行的稳定性；其次是机型的改进，需要针对无人机在线路走廊巡查、故障查找、线路缺陷分析等不同的方面进行改进，对无人机的机型进行深入开发和改进，为一个班组配备多种不同型号的无人机，以适应不同环境和不同任务的要求；然后，应该对无人机的具体作业模式进行深入分析和研发，确保其能够真正实现自动化和智能化，在自动控制、自主能源补给以及自主缺陷识别等方面取得更大的进步。
5 结语
总而言之，在输电线路巡检中，应用无人机巡检技术，可有效解决现有常规巡检制度中存在的各种问题，对线路的巡视过程进行优化，减轻工作人员的劳动强度和负担，也可以及时发现线路中存在的故障和隐患，确保故障的有效处理，保证输电线路运行的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]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.
[2]郭昕阳,李卫国,郑建刚.一种轻型电动无人机在输电线路巡视中的应用技术[J].华北电力技术,2013,(4):61-64.
［3］陈西广，董罡，王滨海，等．固定翼无人机巡检输电线路探讨［J］．山东电力技术，2011(5):1-5．
论文作者:顾钰颖
论文发表刊物:《中国电业》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：无人机论文; 线路论文; 技术论文; 故障论文; 对其论文; 绝缘子论文; 地面站论文; 《中国电业》2019年11期论文;