摘要：随着科学技术的发展，我国对电能的需求不断增加，高压输电线路建设越来越多。在新形势下的运行维护中，传统的手工检查方法已经无法胜任，因此以多旋翼无人机为载体的高压输电线路巡检方法受到了越来越多的关注。与此同时，处于发展初期阶段的多旋翼无人机还无法满足如今复杂的输电线路巡检要求。对输电线路巡检的特殊要求做出了分析，对当前输电线路巡检无人机中所存在的问题展开探讨。
关键词：旋翼无人机；高压输电线路；巡检；应用
引言
在以往工作当中，该项工作主要以人工的方式进行，并辅助以载人直升机进行巡检。对于该方式来说，在实际应用当中不仅具有较差的工作条件以及较大的工作强度，且工作效率较低，也无法有效的保障人员在工作当中的安全。尤其是在部分测距不准以及原因不明故障情况下，将较大程度提升工作量，部分线路受到地形因素影响，也将对巡线工作造成不利的影响。对此，即需要做好无人机技术的应用，以此实现巡检水平的提升。
1高压输电线路旋翼无人机巡检主要优势
传统的人工巡检主要采用人工辅以装备进行线路巡检，检查外观与发热状况，并采用测距仪确定安全距离能否符合技术规范的要求。由于受到设备自身和地形条件的影响与限制，采用人工进行巡视只能完成基础与普通装置日常检查。当前的空中巡视以载人直升机方式为主，采用这种方式能及时发现包含防震锤移位、销钉变松、锈蚀、线路断股等在内的缺陷。因此，线路空中巡视的方法能和传统的人工巡视充分结合与互补，然而这一方法会受到空域的限制，而且成本较高，很多运维单位不具备开展空中巡视的条件。这就为无人机巡检创造了良好条件。对于无人机巡检，它主要由以下几部分构成：①无人机平台；②地面数据采集系统；③测控站点；④通信系统；⑤数据处理系统。在实际工作中合理引用这一方法，具有以下明显的优势：（1）相较于传统的人工巡视，基本不受地形条件的限制，能从角度对线路上的每个装置进行检查。能大幅提高巡检工作效率，并分析异常的巡检信息，减少人员工作量，避免出错，降低安全风险。（2）几乎不受地理位置、自然环境和气候等因素的影响。尤其是在人员很难到达的区域，可能发生自然灾害的区域，以及在气候条件较差时，通过对无人机的应用，能顺利完成基本巡检任务，而且无人机具有很高的机动性与安全性。（3）具备快速巡检前提，通过无人机悬停，对巡检仪器进行操作，检查并记录线路上的所有装置，确定缺陷，同时将巡检的结果实时传输到测控站，开展决策与分析，继而为缺陷处理奠定良好基础。（4）体积小、运输便利、效率高。小型无人机能实现随身携带，而且大型无人机也能和巡检人员及车辆同时到场。巡检作业开始前的准备时间很短，超过80%的无人机均能在90s以内正式起飞，而且在完成作业以后，能快速转移至其它作业点。（5）扩展性强，功能丰富。无人机是一种先进的搭载平台，采用不同监测装置能赋予无人机系统不同的功能，比如缺陷查找和超高建筑及树木的实时检测。
2在输电线路巡检中多旋翼无人机的应用局限
目前，多旋翼无人机大多有两种类型。第一种是进行航空摄影的轻型化无人机。第二种是用于完成特定的任务，如喷洒农药和对输电线路进行巡视等的大型化无人机。随着当前多旋翼无人机发展越来越快，许多电网公司也对该无人机进行了招标工作，进行了多种试验项目，从一定程度上推进了旋翼无人机在高压输电线路巡检中的应用，并为其应用打下坚实的基础。目前，多旋翼无人机在高压输电线路巡检中存在着以下问题。1）续航能力不足。一般多旋翼无人机在目前的市场上一般采用电池供电的方式，续航能力较低，一般只可以维持在30min以内，对输电线路大规模巡检的要求不能满足。2）无人机在使用过程中其自身的重量与拍摄所要求质量之间的矛盾比较明显。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于电磁环境的影响，用于输电线路巡检的无人机与带电导体需要保持至少10m的距离，这就对无人机搭载的相机或镜头是否具有变焦功能提出了要求，只有这样才可以在巡检中检测到输电线路上缺少的销子、螺栓等。轻质量、小型的无人机镜头不可能实现变焦功能，而携带变焦相机的大型无人机，又存在着体型大、质量重的缺点，使正常巡视无法顺利完成，所以输电线路在巡检中的应用直接被无人机重量与要求拍摄的质量所限制。3）功能比较简单。由于目前多旋翼无人机的功能主要是拍照摄影，用在输电线路上只可以进行日常的输电线路巡视，对于像带电除异物等检修作用远远无法完成。目前，关于旋翼无人机的各种文献还都停留在实验的层面，距离大规模应用还有很长的路要走。
3巡检作业方法
因受电池容量等自身因素的影响和限制，目前很多旋翼无人机有效巡航时间不超过20min，多在15~20min范围内。所以为进一步提高其作业效率，在有限的时间内完成更多巡检任务，应对飞行巡检线路进行优化，综合考虑和设备之间的安全距离，对于不同的待巡检线路，分析并制定出最佳的巡检飞行线路。通常情况下，对单基塔而言，其巡检需要从拍摄近景照片开始，然后逐个巡视杆塔上的各个部位，以正确的顺序至另外一个相的同一部位，以此形成一个完整的闭环流程。必须对线路上的所有设备都进行检查和排查，包括防雷部位、金具和绝缘子，避免遗漏。对于线路上不同的部位，应严格执行相关标准和控制措施，同时根据不同的飞行任务，将角度调整至最佳的状态，以此更好的进行检查。在巡检作业过程中，应先以7~8m/s的飞行速度接近待检测线路，当与待检测线路之间的距离为30m时，将飞行速度放慢，缓慢向待检测线路靠近。在整个过程中，应对无人机上搭载的相机角度进行调整，使其始终保持水平，以便准确判断无人机具体位置，再以实际的作业要求为依据，使无人机稳定悬停于最佳角度，最后通过对云台的控制，由无人机上搭载的相机以最佳角度对线路进行检查和拍照。
4质量更轻
由于输电线路的巡检工作规模不断扩大，质量太大的无人机不能完成输电线路的巡检，再加上有一部分输电线路位于山区地段，为了优化无人机的结构，在保证无人机自身强度的情况下，降低无人机的总体质量，可以不断将其在输电线路巡检中的应用得以拓展。
结语
综上所述，在实际的线路巡检工作中合理应用无人机技术，能以极快的速度发现线路上的故障和缺陷，为缺陷分析与处理奠定良好基础，提供必要的技术支持，并且还能减少人员的高空作业与带电作业。另外，通过对高清相机等的搭载，还能得到清晰的现场照片，从不同的角度对线路进行检查，为后续状态检修正常开展提供基础保障。此外，因无人机技术正处于高速发展时期，其在电力巡检领域的应用必定更加广泛。比如，与先进的图像识别技术、通信技术和电力电子技术相融合，能形成更为完善和多功能的线路巡检系统，能大幅减少人力物力的投入。在相关软件的大力辅助下，还能保证作业质量，提高科技水平。
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论文作者:夏晓斌
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
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