摘要：输电线路设备长期暴露在野外，为了掌握线路的运行状况并及时排除线路故障、缺陷或潜在隐患，每年都要投入大量人力、物力进行线路巡检。输电线路传统巡检方式为人工巡检，存在特殊地形和气象条件下巡检困难、不易发现瓶口及以上部位缺陷、巡检效率低等问题。本文对无人机技术在输电线路巡检工作中的应用及展望进行分析，以供参考。
关键词：无人机巡检；应用；展望
引言
道路艰难甚至没有通向输电杆塔的道路，这对巡检人员及巡检效率提出了严峻的考验，通过无人机搭载高清相机近距离观察设备本体或搭载红外热像仪高空对输电线路重要部件测温及无人机挂载喷火设备消除线路上的异物等实践，在效率、效益方面取得显著成果。
1无人机巡检技术
无人机巡检是将可见光红外热像仪、遥感设备及数码相机等设备搭载在无人机内部，实现对输电线路巡视检查的新型巡检技术。无人机巡检系统由无人机分系统、任务搭载系统及综合保障系统三部分构成。其中，无人机分系统由无人机驾驶航空器、地面站及通信系统构成，向无人机发布遥控指令完成飞行任务；任务搭载系统主要完成信息采集、记录和检测等功能，主要由光电吊舱、云台及地面控制装置等构成；综合保障系统主要是无人机的工作站设备，包括供电设备、动力设备及储运车辆等。与传统的人工巡检相比，无人机巡检技术具有如下优点。第一，无人机可以垂直起飞和降落，不需要任何辅助设置，不需要铺设专门的跑到和机场，在野外可以随时起飞和降落，方便随时对线路进行巡视。第二，无人机飞行的精度比较高，可以根据巡检要求，随时调整无人机的角度，可以让无人机进行前飞、后飞及侧飞等各种飞行模式，从而全方位对线路进行检查。一旦发现问题，无人机可以及时将采集的数据信息发送到控制中心，便于控制中心对问题线路进行分析，并采取有效的措施，防止故障的发生。无人机巡检技术弥补了人工巡检在复杂地形巡视不足。第三，无人机具有智能控制技术，可以根据巡检的要求，调整无人机的飞行高度、飞机飞行的方向和航线，具有较强的容错性能，适应野外负责的飞行任务。第四，无人具有一定的空间，可以在无人机内部搭载红外热像仪、高清摄像头等设备。红外线成像仪可以监测输电线路的温度，如果输电线路的温度存在异常情况，可以及时发现并分析问题的原因，并及时处理。高清摄像头可以拍摄选检线路的电力设备运行情况，并将拍摄的视频和图片发送到数据中心，便于数据中心对视频、图像进行分析。
2输电线路检测
国内外尚未见有针对其建设的试验能力。国内的试验能力(如国家军工集团所属研究机构365所、602所等)主要为无人机的定型服务，是为了保证无人机的飞行性能和可靠性满足设计要求，因此试验项目主要是风洞试验、结构件和关键电子元器件可靠性试验、飞控(武器)系统功能及可靠性试验、各任系统电磁兼容试验等，试验标准为国军标。输电线路无人机巡检系统主要针对其巡检能力、安全策略和无人机本身的飞行性能进行试验(如无人机巡检的悬停稳定性、操控响应能力以及突发大风条件下的稳定性等)，无需进行极限性能测试或飞行气动特性测试，且无成熟的试验方法和标准可供参考。因此试验检测多采取现场试飞，测试人员在现场通过肉眼观察的方式进行，试验环境不可控、性能评价非科学化和定量化。无人机定位精度试验亦采用肉眼方式判断，无人机飞行、悬停是否按照预设航点进行无法科学、定量测量。
3无人机技术在输电线路巡检工作中的应用
3.1无人机消缺
输电线路检修是电力线路运检工作必不可少的环节。用无人机巡检，缩短工作时间由1h缩减至15min。应用无人机巡检时，应注意：（1）清除电力输电线路上缠绕的塑料、遮阳网、编织带、广告布、风筝及风筝拉绳等异物时，携带喷火装置精准方便烧除异物；（2）避免人工检修时作业人员费事费力地登杆塔工作和作业人员在输电导线上坐飞车移动取异物的危险；（3）避免传统输电线路异物清除时线路停电的要求。
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3.2作业人员培训
输电线路无人机巡检对作业人员的要求较高，不仅需操控无人机完成常规飞行动作，还需具备精湛的技能水平，精准控制无人机到达每一个巡检点位开展作业。为保障作业任务的顺利完成和作业的安全，巡检作业人员需接受相应的培训。岗位技能培训由中国电力企业联合会负责组织实施。在国家建立技能人员多元化评价机制、且电网公司畅通技能人员职业发展通道的背景下，中国电力企业联合会正在建设电力行业无人机巡检作业人员评价体系，牵头制定了《电力行业无人机巡检作业人员培训考核规范》(T/CEC193—2018)和《无人机巡检作业人员培训考核基地评分细则》，对人员培训应达到的能力标准和培训基地应具备的条件提出了要求。
4无人机技术在输电线路巡检工作中展望
4.1基于视觉的自动智能无人机检测系统发展
目前，无人机巡检正在研发的缺陷自动识别和研判系统将为无人机巡检开拓新的发展空间，续航能力、飞控距离有限、整理无人机巡查输电线生成的海量视频数据、图像信息难题、缺陷的研判等一些现实问题在输电线路巡视、检修有着广阔的应用前景。借助无人机和遥感技术，J2EE技术，采用多传感器集成方式，提高线路巡检整体质量和安全水平。可视化辅助系统———输电线路无人机超视距巡视智能操控系统，内置多种智能业务化作业模式，实现航线自动规划、一键起飞、自主作业、自动返航、断点续飞、智能避障等特点，实现输电线路的超视距智能巡视。输电线路智能运检管控平台提升精细化巡检的管理水平。
4.2协同立体化巡检
为优化直升机、无人机和人工巡检的配置方式，提高输电线路运行维护水平，需进一步加强直升机、无人机和人工巡检的有效协同，完善协同巡检效益评估和决策模型，全面考虑地形地貌特征、天气气象特征、线路本体特征、地理气象环境及输电通道性质等各种数据的互联互通。在制定无人机巡检作业计划时，充分考虑直升机和人工巡检作业周期，形成有效的协同互补，进一步发挥无人机巡检效益。
4.3作业综合保障
随着无人机巡检技术的逐渐普及应用，在无人机作业综合保障技术方面，需开展相关研究工作。在无人机作业空域方面，需进一步研究更加高效和便捷的常态化申报机制，简化空域使用流程，保证作业安全有序开展。在维护保养方面，针对无人机巡检作业全周期流程，制定维护保养手册，开展无人机关键组部件的常规保养和维修研究工作。
结束语
无人机技术在输电线路巡检工作中的应用展望，将成为推动社会发展的重要力量，作为先进技术的研发人员，应注重对无人机技术进行更加深入的研究，提供理论支撑。技术发展规划与区域发展规划人员则要共同研讨更加科学的发展模式，融入到智能设备、智能工厂、智能物流、智能停车、智能购物以及智能旅游等方面。最后，技术发展规划人员应把握发展趋势，将其与智慧化区域建设与发展相适应，彰显出技术对社会发展的强大推动作用。
参考文献
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论文作者:任海鹏
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
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