关键词：输电线路巡检；无人机技术；应用
1 引言
输电线路巡检是保障电网安全运行的重要方式，随着电网的不断发展，输电线路所经过区域的不断扩大，如何保证输电线路的安全、稳定运行已经成为一个重要的问题。以往传统人工登塔的巡查方法，不仅工作量大，而且运行的时间比较长，无法提高实际巡查效率，特别是在对一些复杂区域进行巡查的过程中，还会面临生命安全威协。无人机的使用，提高了输电线路巡视工作的效率，保证了巡视人员的安全。
2 无人机在架空输电线路中的应用概述
2.1 架空输电线路概述
在电力基础设施中有地下电缆线路和架空输电线路，架空输电线路利用绝缘体和空气绝缘架设于地面之上的电力线路。和地下传输电线路相比，架空输电线路具有施工周期短、施工成本低而且便于后期维护的优点，因此成为了电力输送的主要输电方式。但要经常对架空输电线路进行维护和检修，从而提前排除线路故障减少相关事故的发生，保障电力系统的正常运转。在架空输电线路的后期维护尤其是在巡检过程中，受到地形地貌的影响，使得巡检工作困难较大。
2.2 无人机技术概述
无人机指的是在驾驶过程中不需要驾驶员在机舱内操作来完成驾驶的飞机，它主要借助于遥控或自动驾驶技术来完成相关任务的飞行载具，一般包括遥控直升机和四旋翼无人机设备，一般被广泛应用于线路巡检工作中的无人机主要是小型无人直升机。为了完成配电网架空线路的巡检任务，将搭载高速图像模块、红紫外成像传感模块、特高频传感器等综合巡检模块要求的配置应用于无人机中，从而完成了配电网架空输电线路巡检的智能化和自动化。
3 输电线路巡视检查的主要内容
3.1 线路本体的安全巡查
在安全巡查时，主要的工作内容有地面的巡查和基面的巡查等，还包括了杆塔的巡查，要对杆塔的损坏情况进行检查，还要对倒塌等问题进行巡视。在检查接地装置时，要对断裂和锈蚀等问题进行发现，还要观察是否存在螺栓的脱落和接地带的丢失及外漏现象。在进行拉线及基础检查时，要对金具的拆卸、拉线棒的锈蚀或蚀损，以及拉线的松弛、断股等现象进行巡查。在检查绝缘子的过程中，如果存在伞群的破损和污秽等问题，还有放电痕迹和钢帽的破损等现象，也要进行记录。在检查线路时，还要检查导线和地线等，要检查是否存在断裂和烧毁等问题，以及构件的磨损情况。
3.2 附属设备巡查
在巡查附属设施时，要观察防雷装置是否存在避雷器的动作异常，以及计数器的破损和变形等问题，还要对防鸟装置的破损和螺栓的脱落等问题进行观察。对于各种类型的监测装置，如果存在装置缺失和功能失效的情况，也会影响线路的正常运行。此外，还要对线路的标识进行检查，确保标识的清晰。
3.3 线路环境通道巡检
在进行线路环境通道安全巡查时，要对线路和其他建筑物以及树木的距离进行监测，还要观察线路附近的作业情况，如果附近存在易燃易爆物，也会降低线路的运行安全性。要对地面的裂缝情况进行勘察，确保线路周边的环境，符合运行的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4 无人机在架空输电线路巡检中的分析
4.1 无人机综合巡检平台构建
要搭建无人机综合巡检平台，就要对架空输电线路巡检中应用到的直升机进行选型。在某供电公司的线路巡检中一改以往运用轴距超过600毫米的大飞机，而选用质量在1千克的轻型无人机，灵巧方面的同时满足了城市架空输电线路复杂且周边空域狭小的环境要求，多样的巡检方式保障了巡检工作顺利进行。无人机结构的设计包括无人机壳体的设计、无人机悬臂设计和无人机云台的设计。无人机壳体的设计要求无人机要适应在复杂多变的地形和天气环境正常的运转和工作，利用较好的流线型来减少飞行过程中的摩擦阻力，从而减少动力消耗，保证续航时间的充足。电动多旋翼直升机通过无人机的悬臂设计来改变速度和调整力矩，同时在悬臂设计中采用了快速折叠锁紧机构，解决了悬臂高空震动问题，简化了折叠结构解决了折叠容易卡死的问题。无人机的云台主要是为了安装和固定摄像机等任务荷载的支撑设备，要研究如何进行任务荷载而通过云台将它们更好地搭载到无人机上，从而使得无人机更加小型化、模块化和轻型化。在电动多旋翼无人机中就设计了三轴增稳平台，保障了无人机在进行低空巡检作业时能够拍摄出清晰的视频影像，而插拔式的连接又使得安装操作。
4.2 故障巡视
根据故障信息确定重点巡检区段和部位后，无人机可以较为精细地查找故障点及异常情况；也可辅助完成鸟害、树竹、山火、外破等特殊巡视。人工故障巡视时，地面巡视人员主要借助望远镜对输电线路下表面的情况进行观察，而设备上表面就需要登杆塔巡视。登杆塔巡视不但效率低，而且对巡视人员的人身安全有一定的威胁。相对而言，使用无人机故障巡视可以在故障范围内近距离从各个角度清楚地发现设备缺陷及异常区域，免除人工登杆塔巡视的一系列繁杂过程。从实践经验来看，故障巡视时采用无人机，至少可以缩短30%的巡视时间，还能有效发现输电设备放电点（放电点处设备上会存在灰白色小点）。
4.3 自主巡检技术
架空输电线路无人机巡检作业时，主要由地面操作人员根据视觉、巡检回传的影像、GPS信息等来指导无人机飞行和拍摄。这种方式对操作人员的技能水平要求较高，不同操作人员的巡检效果差异可能较大，同一操作人员不同时间的巡检效果也可能不同；且架空输电线路巡检多为周期性重复工作，完全依靠操作人员将造成劳动强度大、巡检效率低等问题，难以适应我国电力运维的新需求。因此，自主巡检成为研究方向之一。目前，无人机自主巡检仍处于起步阶段，主要手段有激光雷达(LiDAR)技术和实时动态高精度定位(RTK)技术。LiDAR通过快速获取线路通道高精度三维点云数据来规划飞行航线实现自主巡检，这种方式需综合考虑无人机的航高、坐标、惯性测量装置IMU的姿态数据(俯仰角、翻滚角、航偏角)和机载激光雷达等，多搭载在固定翼无人机、中大型无人直升机或有人直升机上，使用成本较高。
5 结束语
输电线路巡查工作在开展的过程中，会耗费大量人力及物力资源，并且对工作的要求比较高。如果在开展工作的过程中，工作人员出现操作失误的情况，就会降低巡查工作质量。应该制定科学合理的巡视制度，对各项行为进行约束，提高工作质量和效率。在进行输电线路安全巡视中，采用无人机技术，不仅可以降低工作成本，节省工作的时间，而且能保证巡视人员的安全。因此，在未来的线路巡视工作开展中，需加大无人机技术的应用。
参考文献：
[1] 薛瑾,姚金杭,袁鹏.无人机电力线路安全巡检系统及关键技术[J].化工管理,2019(07):81-82.
[2] 方远征,刘洪伟,刘霄,胡春生,王伟.无人机自动避障技术在输电线路巡检中的应用[J].山东电力技术,2019,46(02):10-13.
[3] 陈泌垽,范菁.无人机在输电线路巡检中应用的探索[J].电工技术,2019(03):80-81+85.
[4] 侯飞,孙丽梅.分析无人机巡检输电线路技术及应用实践[J].电子技术与软件工程,2019(03):228.
[5] 黄谨益.电力输电线路巡检中无人机的应用[J].电子技术与软件工程,2019(01):233.
论文作者:李文强 刘瑞强
论文发表刊物:《中国电业》2019年 22期
论文发表时间:2020/4/15
标签：无人机论文; 线路论文; 工作论文; 要对论文; 技术论文; 杆塔论文; 人员论文; 《中国电业》2019年 22期论文;