（国网山西省电力公司忻州供电公司输电专业一 山西忻州 034000）
摘要：近几年，国民经济迅猛发展，我国输电线路公里数同比不断增加。由于线路设备大多暴露在野外环境运行，由于各种力的长期作用，可能发生断股、锈蚀、过热等情况。随着无人机技术的飞速发展，无人机在远程遥控、续航时间和飞行品质上有了明显的突破，从而为其在电力作业中的应用提供了良好的发展前景。
本文着重分析了现有输电线路巡检模式存在的问题，介绍了小型无人机在电力线路巡检作业中的作业方式和应用特点，同时在效率和成本上对人工巡检和小型无人机巡检模式进行了分析对比。最后提出了后期无人机巡检需进行的关键技术研究，为小型无人机在电力巡检的进一步广泛应用提供指导。
关键词：无人机技术；运行维护；巡检手段
背景
随着我国经济的快速发展，社会对电力能源提出了巨大需求。我国目前已形成华北、东北、华东、华中、西北和南方电业共6个跨省区电网，国家电网正在进行超高压大容量电力线路扩建。如何解决电力线路检测的精度和效率，是电力行业面临的重大难题。
当下，输电线路的电压等级不断提高，巡线工作对于维护电网的安全、稳定和高效运行发挥着重要作用。输电线路一般是跨区域分布，点多面广，所处地形复杂，往往自然环境比较恶劣，线路设备长期暴露在野外，受到持续的机械张力、雷击闪电、材料老化、冰雪覆盖以及人为的影响，产生倒塔、断股、磨损、腐蚀、舞动等必须得到及时的修复和更换。绝缘子被雷击损伤、树木生长引起高压放电、绝缘劣化导致输电线路事故、杆塔存在被偷盗等意外事件必须及时处理。传统的人工巡线办法存在工作量大而且工作环境艰苦的缺点，尤其是对山地地区，跨越较大江河的输电线路，自然灾害和夜晚期间巡线检查，人力成本会提高很多、时间长、困难大，无法保障巡线的可靠性。
1.无人机概述
无人机是一种先进的无人驾驶自行飞行器。无人机输电巡线系统是一个复杂的集航空、输电、电力、气象、遥测遥感、通信、地理信息（GIS）、图像识别、信息处理的一体系统。涉及飞行控制、机体稳定控制、导航、机载遥测遥感、快速对焦摄像以及故障诊断等多个高尖技术领域。
1.1无人机的特点
无人机具备高空、远距离、快速、自行作业的能力，可以穿越高山、河流对输电线路进行快速巡线，对架空线的铁塔、支架、导线、绝缘子、防震锤、耐张线夹、悬垂线夹等进行快速摄像和故障监测。具有携带方便、操作简单、反应迅速、载荷丰富、任务用途广泛、起飞降落对环境的要求低、可自主飞行等优势。
2.应用情况
无人机用作超高压输电线路巡检工作，最简单的方式是把小型摄像机、照相机或红外测温装置固定在飞机云台内。飞行当中对导线及绝缘子串进行摄像时，只需一人操纵飞机，进行全线拍摄或悬停空中对重点部位、已发现的缺陷进行拍照取样，通过放大影像分析缺陷成因和制定检修方案。现在使用的无人直升机可以对杆塔倒塌、倾斜、线路断线、绝缘子脱落、树林碰线等明显现象可以进行快速分析识别。既克服了地面巡线班组距离太远和观测视场角太小的难题，也解决了有人直升机巡线的费用高、安全性差、精度低等问题。
2.1将无人机应用到电力巡线方面可大大提高电力维护和检修的速度和效率，使许多工作能在完全带电的环境下迅速完成，确保了用电安全；采用无人机进行常规输电线路巡查，可降低劳动强度，与有人直升机巡线相比，可提高巡线作业人员的安全性，并且降低了成本；且无人机巡线速度快、应急瞬速，能及时发现缺陷，及时提供信息，避免了线路事故停电，挽回了高额的停电费用损失。
2.2通过旋翼和固定翼无人机联合线路巡检，即可实现对输电线路走廊的大范围快速普查，又可高效获取高清晰度线路设备照片，清晰分辨出常见输电线路的缺陷，大大增强输电线路巡检效率，为现代化输电线路维护工作提供了一种先进的、有实用价值的技术手段。利用无人机搭载可见光拍摄红外、紫外检测等任务，机载设备对输电线路进行飞行巡检，并实时将现场情况回传地面监控系统，以便作出正确判断及时排除线路故障，还可围绕目标进行360度全方位拍摄，做到零死角。
3.无人机线路巡检的优势
3.1故障巡线，快速、精确查找到电网及其设备的故障点；
3.2常规巡线，代替人工常规巡线，提高巡线效率，降低巡线成本，降低巡线人员劳动强度；
3.3年度巡线，替代载人机执行年度计划的航空巡线，其作业项目主要有：可见光录像、远距离摄影、红外热成像、绝缘子监测等。
4.发展前景
无人机应用于电力输电线路巡检，不受地形地貌限制，尤其适用于险峻山区、多河流地貌下的巡线工作。机载高清摄像设备可对输电线路产生的故障进行实时在线定位和监控，地面控制人员可根据地面站回传实况及时发现排除线路缺陷及重大隐患，杆塔巡查效率得以大大提高，节省了大量人力、物力，提高了巡检人员工作安全系数。采用无人机系统获得的收益不仅仅在实际层面上得到体现，也极大地提升国网自动化电力系统的集成度，能有效促进相关项目的建设进度。
5.巡检案例
5.1巡视任务
无人机技术在山西忻州输电线路的巡视地形为丘陵、山区、农田、苗木林，有运行时间比较长的老旧线路，采取的方式为近郊平原线路使用固定翼做动态巡查，主要目的发现线路通道内施工、树木等通道环境的快速普查，220kV长永Ⅰ线共计38级杆塔，固定翼累计用时40分钟。
5.2旋翼无人机巡检结果
所有试点线路在视距范围内采取多旋翼精确巡检，在地面站观测杆塔基本状况和分析可见光图片，得到杆塔整体状态以及杆塔细微缺陷，例如：插销脱落、螺母松动、锈蚀、雷击点等。
6.发展前景
随着无人机技术的飞速发展，无人机在远程遥控、续航时间和飞行品质上有了明显的突破，相比以往的人工巡检更为安全、速度更快、检测没有角度限制。目前无人机巡检在飞行避障、自动导航、无线通信、能耗控制等方面仍有较大的发展空间。相信在不久的将来，无人机巡检作业将完全有可能代替人工巡检。
参考文献：
[1]电力工程高压送电线路设计手册（第二版） 张殿生
[2]输电线路运行故障分析与防治 胡 毅
[3]输电线路运行与维护 王清葵
[4]浅析无人机在突发性公共实践中的应用及启示 朱黎明
作者简介：
陈海青 女 国网山西省电力公司忻州供电公司检修公司输电专业一 工程师 技师
论文作者:陈海青
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：无人机论文; 线路论文; 杆塔论文; 作业论文; 忻州论文; 绝缘子论文; 电力论文; 《电力设备》2017年第22期论文;