摘要：输电线路的安全性能对于整个电力系统的稳定运行有着重要影响。随着科学技术的发展，无人机技术逐渐被广泛应用到输电线路的巡检中，能够快速、高效地抢修输电线路故障，满足电网安全稳定运行的需求。。本文从无人机技术的概述出发，分析无人机技术在输电线路巡检中的应用。
关键词：无人机；输电线路；巡检；故障
一、引言
在大多数情况下，输电线路都分布在荒郊野外的空旷地区。我国地形复杂，在山地和丘陵等地形地貌十分复杂的地区，对于输电线路的人工巡检开展起来十分困难。在运作过程中，受到自然和人为因素的影响，输电线路很容易就会受到破坏，从而对整个电力系统运行的稳定性以及正常工作造成影响。因此，需要利用现代科学技术，尤其是无人机技术，及时对输电线路故障进行智能定位，并做好抢修工作，从而提升抢修效率，减少停电时间，提供供电可靠性。
二、无人机技术概述
（一）作业流程分析
无人机的作业流程可以分为准备阶段和巡检实施阶段。在作业之前，无人机要充分收集巡检线路区域的地形图等相关资料，对巡检区域的大致地形地貌、气候条件以及变电站等主要设施要有一个大致了解，从中获取到巡检输电线路杆塔的坐标和高程，依此来设计好飞行高度、巡检范围、拍摄间隔。从而准备齐全无人机巡检所需要的基础设备。准备工作完成之后，就可以进入巡检实施阶段[1]。在检测过程中，工作人员应该严格遵守工作流程规范，按照相关指引要求专业地开展巡检工作，这样不仅能够提升巡检效率和巡检质量，也是对工作人员人身安全的有效保障。在巡检实施阶段，工作人员要及时确定巡检的现场环境，调试好巡检所需要的设备，一切准备工作完成之后再进行输电线路巡检。在巡检结束之后，工作人员也要对设备进行及时回收。
（二）巡检技术分析
是多旋翼无人机和固定翼无人机是常用来进行输电线路巡检的无人机品种。多旋翼无人机由地面站和无人机两部分组成，其主要采用对称分布在机体两端的旋翼，从而形成良好的气动布局，悬停、起降能力也想对较强。多旋翼无人机可以在机体上安装无线微型高分辨率图像采集设备、无线图像传输设备等高科技设备，从而对特定目标进行高清图像采集，并及时实现远程传输，保证故障检测的及时性。固定翼无人机主要是经过地面摄像监视与操控系统、影像采集传输设备、减震悬挂装置以及固定翼无人机本体组成。在飞行过程中，固定翼无人机能够清晰地采集到目标输电线路的视频图像，并能够将这些图像通过无线图像传输设备传送到后台，这样就方便后台的工作人员对输电线路故障进行有效判断，降低了人力成本[2]。
在巡检过程中，多旋翼无人机直接受到地面站的引导，根据事先设定好的输电线路飞行。无人机在巡检过程中，要与输电线路保持一定的安全距离，但也不能距离设备过远。多旋翼无人机的主要作用是自主悬停在特定的空间位置中，找到合理的角度，对输电线路故障进行定位并拍摄图像。工作人员可以通过调节无人机的减震云台和航向来完成对图像采集设备和被检测设备的调整。地面站的作用主要是保持与无人机的遥控遥测通信，并引导无人机飞行到实现预定好的位置。此外，地面站还要负责接收无人机传输的检测图像，控制无人机的云台状态以及飞行状态，保证无人机的良好运转。
（三）故障智能定位
在现阶段的输电线路巡检实践中，无人机技术在一定程度上已经得到使用，许多电力部门采用无人机巡检图像来准确定位输电线路故障区域，并及时作出诊断。从测量方法上来说，无人机巡检主要是对导线弧垂计算和绝缘子的表面状态进行检测。其中，导线弧垂计算采用了图像处理和摄影测量技术，能够根据无人机采集到的图片，有效识别出弧垂特征点，并且根据立体像对前方交汇算法来进行推导，从而计算出弧垂点的实际坐标值，方便对输电线路的精准测量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可见光图像检测方法是针对绝缘子表面状态的主要检测方法，以此可以准确检测出绝缘子表面是否存在裂纹，以及其污秽程度，从而对输电线路的运行状态进行准确判断。
无人机巡检离不开后台工作人员的协助，后台人员通过对无人机采集到的图片进行分析，从中来确定输电线路的故障区域。然而，巡检过程中也不可避免地会受到天气因素的影响，比如在雾雨天气之中，图像采集效果就会大打折扣。为此，技术人员可以设计出针对无人机巡检图像的专业处理系统，在无人机拍摄图像效果不佳时，能够对其进行去噪、去模糊等预处理，方便后台工作人员对图像做出判断。并且，在一般情况下，通过无人机采集到的图像很难辨别出导地线的灼伤点，但经过预处理后的图像，能够将彩色图片转换为黑白图像，方便灼伤点的判断，以及后期的及时处理。
三、无人机实际应用效果分析
（一）多旋翼无人机实际应用效果分析
对于多旋翼无人机来说，在对输电线路的巡检中，要从飞行控制参数、飞行稳定性、系统兼容性和完整性等方面来保证其基本性能能够满足巡检的需要。在实际操作中，多旋翼无人机需要在40min以内、3km距离以上的区域进行电力巡检。这个距离也是多旋翼无人机巡检的安全距离，不仅有利于巡检工作的正常进行，并且也能够克服复杂地形带来的干扰。在巡检任务距离较短的情况下，可以采用人工控制和自主导航控制相结合的巡检模式，从而克服外在因素的干扰，实现良好的勋见效果。无人机巡检能够有效克服人工巡检的弊端，提升巡检效率，对输电线路进行全方位、多角度的巡检，并且也能够即使发现出其中的故障，节省工作强度，也保障了电力工作人员的安全。
（二）固定翼无人机巡检效果分析
固定翼无人机不仅可以对线路、杆塔局部进行全面细致的巡检，同时也可以在较短时间里全面巡视线路和杆塔局部区域，有效满足现代电网的需求。固定翼无人机分系统、检测分系统、无线通讯分系统、数据智能管理分析分系统是构成固定翼无人机巡检系统的主体[3]。其中，固定翼无人机分系统发挥着飞行载体的作用，在实际操作中主要承担起巡检任务，其依靠固定翼无人机的实时飞行状态将地面工作人员发布的任务换算成控制指令，从而驱动无人机的飞行，方便其任务的完成。检测分系统中的可见光检测设备能够直接获得清晰度较高的照片，从而有效分析输电线路的异常情况。除此之外，检测分系统中的紫外检测设备通过紫外图像与可见光视频的融合，能够准确定位输电线路故障部位；红外检测设备负责采集输电线路的温度信息，能够直观发现高温部分，即使扫描出异常情况；三维激光扫描设备能够安全准确地测量出输电线路之间的距离，为输电线路的运行提供了参考依据，也避免了人工测量的危险性和结果的不准确性。通讯分系统主要负责地面指令与空中飞行指令之间的信号传输。数据智能管理分析分系统负责对后台数据的智能化管理，以及对输电线路运行情况的实时跟踪。
四、结语
无人机巡检能够有效克服传统输电线路人工巡视方法的不足，降低管理人员的劳动量，提升巡检效率和巡检质量，尤其是方便地形地貌复杂地区的输电线路巡检工作。然而，我国现阶段无人机技术发展仍不成熟，系统的稳定性与发达国家相比仍存在一定的差距。随着科学技术的不断发展，无人机巡检将成为未来输电线路巡检的主要方式，将有效促进我国电力系统的发展。
参考文献：
[1]邢文忠，陈晓彬，谢玉卫，等. 基于多旋翼无人机和激光的输电线路异物清除装置的研究[J]. 电工技术，2018（6）：32-32.
[2]林礼健，陈灵，沈明松，等. 基于无人机智能视觉的输电线路全息全景重建[J]. 计算机测量与控制，2018，26（1）：284-288.
[3]陈西广，董罡，王滨海，et al. 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.
作者简介：夏立杰，广西壮族人，出生年月1992-3，本科学历，助理工程师。目前在中国南方电网有限责任公司担任线路运行检修中级作业员，主要从事输电线路运行检修工作。
论文作者:夏立杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/10
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