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摘要：近年来我国的电力建设发展迅速，输电线路资产规模增长迅速，要想保证可靠的电力供应，就必须对输电线路进行巡视，及时发现缺陷漏洞并予以消除弥补，进而确保输电线路的安全稳定运行，针对线路巡视问题分析传统人工巡视和无人机巡视的特点，阐述无人机在输电线路巡视过程中应用的特点、意义与关键技术。
关键词：无人机；巡视；输电线路
引言
随着电力事业的不断发展，电网安全稳定运行关系到电网企业的效益和社会稳定。输电线路的稳定运行作为电力系统中十分重要的环节，它直接关系到整个电力系统的正常运行。因此，输电线路的运行和维护作为保证供电系统安全稳定运行的基础，需要不断地加强建设。在电力事业不断发展的同时，输电网规模也在日益扩大，设备越来越多，80%以上位于远离城镇、远离交通干线、人烟稀少的高山大岭地区，与线路规模大、运检难度大、质量要求不高适应的是，现有输电线路运检人员的年均增长率不足3%，缺员高达34%，并且传统的人工巡检模式有工作效率低、巡检效果差、成本高等方面的问题，已经不能满足输电线路精益化运检工作的要求，而巡视的工作量也在不断增加，运行工作人员工作负荷越来越重，仅仅依靠传统的人工巡视已不能满足输电线路运维的要求。
随着科技的不断进步，我国通航领域政策逐步放开和无人机技术快速进步，直升机和无人机搭载专用传感器载荷巡检输电线路得到迅猛发展，并促进线路由传统人工巡维模式向机巡模式转变。与传统人工巡维相比，无人机巡维的效率更加高、质量更加高，并且还有不受环境地形条件约束等优点，促使输电线路的管理更加便捷更加有条不裹。
1.现阶段输电线路巡视的主要问题
1.1输电线路巡视检查的主要内容
（1）线路本体。地面与基面：回填土下沉或缺土、冻胀、堆积杂物；接地装置：断裂、严重锈蚀、螺栓松落、接地带丢失、接地带外露等；杆塔基础：破损、酥松、基础下沉、保护帽破损等；绝缘子：严重污秽、有放电痕迹、钢帽破损等；导线、地线、引流线、屏蔽线、有放电痕迹、严重锈蚀、风偏过大、对交叉跨越物距离不够等；线路金具：线夹断裂、裂纹、磨损、销钉脱落等，均压环、屏蔽环、螺栓松动，防震锤跑位等。
（2）附属设施。防鸟装置：鸟刺的破损、变形、螺栓松动等；防雷装置：避雷器动作异常、计数器破损、失效、变形等；防雾防冰装置的缺失、损失等；各种监测装置：损坏、损失、功能失效等。
（3）架空线路环境通道。线下有危及线路安全的施工作业等；线路附近有烟火，有易燃、易爆堆积物等；建筑物、树木与导线的安全距离小等；线路附近有危及线路安全的漂浮物等。
1.2输电线路人工巡维的主要问题
现阶段输电线路巡视主要是以周期巡视、故障巡视、特殊巡视为主，特殊巡视又分为防风防汛特巡、防火特巡、防污闪及重要保护电特巡，目前无论是周期巡视、特殊巡视还是故障巡视，大多数情况巡视以地面巡视为基本手段，并辅以带电登塔检查。由于部分输电线路数架设在山地和丘陵的顶部，像广西、云南、贵州这些地区的线路巡视工作必须做好每个基杆塔都必须到位，于是在巡视过程中需要巡视人员爬越山涧或者是绕行山脊，途中还可能会遇到毒蛇、毒蜂以及野猪，尤其是在雨雪或者大雾天气很容易造成人身安全事故，直线档距只有几百米，往往需要一个小时左右才可以到达，这样对人力、物力都产生了巨大的消耗，所以，我们需要研究无人机在输电线路巡视方面的应用，来减轻线路班组的工作负荷，降低线路作业的风险，提高线路的供电可靠性。
2.无人机的分类及其应用特点
目前，应用于输电线路巡视的无人机机型主要有固定翼无人机、多悬翼无人机以及无人直升机。
（1）固定翼无人机荷载大，飞行速度快，持续时间长是它的优点，但是不能进行悬停，该机一般用于输电线路走廊的整体普查，及时发现线路走廊内违章建筑和高大树木，以及用于灾后应急评估，可为救灾抢险提供第一手资料。
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（2）多悬翼无人机飞行机动灵活、操作简单、悬停稳定性高，抵御阵风能力强，可以对线路杆塔、绝缘子串、金属等设备进行图像信息采集，取得图像或视频供技术人员进行分析，也可在线路大型检修作业前进行勘测，提前检查设备状况，便于检修方案的制定。
（3）无人直升机能够定点起飞和降落，并且还可以进行空中悬停，但是速度不如固定翼无人机，续航时间短，不适合长距离巡线，而且成本较高，飞行操作较难。
2.无人机应用于输电线路巡视的意义、特点及关键技术
无人机在输电线路巡视方面有着十分广阔的应用前景，它的合理利用将会填补现阶段巡视制度存在的空白，有效优化线路巡视过程。
3.1巡视方式方面
无人机巡视代替了常规的人工巡视，因为无人机配置有航拍功能，同时若辅以红外拍摄功能，将会极大的提高输电线路巡视的效率。首先，无人机的输电线路巡视应该主要以自身程序控制为主，以无线电遥控为辅，就是每次巡视前，根据输电线路不同的高度、线路塔型、跨越弧垂等因素而预先设定不同的飞行轨迹，从而以最适合的巡查方式来观察线路。飞行轨迹的设定包括飞行高度、角度、飞行速度等多方面的要求，在今后的运行试验中不断地总结。为达到从不同角度观察输电线路，准确无漏的反映线路情况的目的，无人机的飞行巡视方式宜采用往返巡视，在返回发射地点的同时进行同样的故障、隐患排查。其次，从目前中国的储存介质和通信网络发展来看，航拍是现阶段最有效的方式，如果数年内中国的“北斗卫星”、“大地2000坐标系统”和数据通信网络的民用发展达到视频及时传送的要求时，视频传送将会使无人机巡视真正的取代人工巡视。
无人机输电线路巡视用途的特殊性不但要求其过程中要清晰的反映杆塔、杆塔基杆、线路外部环境、接地装置等可视设备外，还需要准确的反应出线路不可视的运行状态（包括断股、散股、异常放电等不可视的隐患），这就需要同时挂载更加符合要求的设备，输电线路的隐患大多伴随着不正常的发热现象，因此现阶段采用红外拍摄则是比较有效的方式。
3.2巡视制度方面
无人机巡视在状态巡视制度中将用于故障发生率较低的线路，由于无人机巡视的人力成本低，因此对于故障发生率低的线路可以尽量安排少量人员控制无人机巡视，这样在线路故障率统计仍未解决的现在，可靠的应用无人机将会弥补因统计错误而产生的线路巡视不到位。今后当无人机的运行成本足够低时为了保障输电性能的可靠性甚至可以安排无人机全线路的日常周期巡视，而不是短周期巡视。
3.无人机在输电线路运维方面的应用
（1）通过机巡作业，可以有效的收集线路金具、绝缘子以及线路重要交叉跨越等线路档案资料，为大修技改工程立项提供有力的依据，不断改善线路状态水平。
（2）输电线路纵横交错，经济发达地区，常常容易遭受吊车、水泥泵车等机械的外力破坏，往往会造成线路永久接地故障，可以运用无人机迅速进行故障查找、拍摄照片，进行缺陷定级，确定断股数，判断是否需要停电修补，以及确定处理缺陷的方法。
（3）机巡作业数据管理。运用坐标管理应用软件，作业成果自动与设备关联，自动重新命名，无需人工处理，更加智能化，极大的提高数据整理效率和准确性。自动生成巡视报告，发布巡视结果。
结束语
输电线路巡视向来是较耗费人力的，同时又要求细致的工作。如何制定科学的巡视制度，有效的提高巡视率，减少线路故障，及时发现隐患是非常紧迫的任务。而无人机的应用将会在很大程度上解决这些问题。
参考文献：
[1]吕明，罗新.无人直升机线路巡检技术实用化研究【J】.湖北电力，2012,36（3）：10-12
[2]林韩，林朝晖等.电力输电线路无人直升机巡视的应用【J】.华东电力，2011（10）：1657-1660.
论文作者:李豪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/15
标签：线路论文; 无人机论文; 杆塔论文; 作业论文; 故障论文; 直升机论文; 现阶段论文; 《电力设备》2017年第21期论文;