摘要：由于社会发展的趋势需要，传统输电线路巡检的方式已经满足不了大规模、全方位的用电需要，同时传统线路巡检方式的弊端日益显现，并且存在极大的人身安全隐患。因此，研究更科学合理的巡检方式迫在眉睫。随着无人机的民用化发展，电力系统也在积极研究其在电力生产中的应用，将无人机技术引入到输电线路巡检上来，并对其进行科学合理的运用，将能够保障输电线路更安全平稳的运行。
关键词：无人机；输电线路；巡视 ；应用
前言
近几年，随着电力事业的不断发展，输电网规模越来越大，设备越来越多，巡视的工作量也在不断的增加，运行人员逐渐无法忍受重负。与此同时，电网管理水平的不断提高，运行维护单位也对输电线路的运行管理方式进行着不断的探索。基于动态分析线路运行状态，动态预测重点巡视区段的思想逐渐提出了状态巡视的新思路。以提高巡视质量和效率为主要目标，根据线路的不同情况及其缺陷、故障发生的概率、发展规律及对运行的不同影响，加强和突出了巡视的重点和要求。有效的避免了故障发生概率较低区段的重复、不必要巡视及故障多发区段的巡视不到位。运行单位根据线路沿线的不同情况建立了本线路危险点段及防范预控措施并随时动态滚动增减，以减少部分线路段的“过”巡视量，增加特殊区域等线路段的巡视维护量，来实现线路巡视以“线”为单位向以“点”段为单位的改变。以规定时间为期限向根据设备状况动态确定巡视期限转变，使运行单位所辖设备的状态巡视能够按“该巡必巡、巡必巡好”的原则开展运作，进而达到线路巡视“减巡增效保安全”的目的。
1、无人机技术概述
无人机技术是近年来国内外各大电力公司都很重视的一种技术，下面从无人机巡视技术的优势、应该注意的几点问题、无人机设备的维护与管理以及无人机电力线路巡视技术发展的趋势等方面简要介绍无人机技术。
1.1 无人机技术具有的优势和应注意的问题
电力线路中采用无人飞行器巡检时，主要具有以下两项优势：一是不受地理环境和自然环境等外界因素的制约。由于很多电力线路都在室外，一旦遇上雨雪等自然天气时，人工将无法完成一些巡视工作，而无人飞行机就可以避免这些不利的因素，减少因巡检而造成的意外和伤害；二是无人飞行器系统中具有的光学吊舱任务可以及早发现现行的线路网系统中存在的各种隐患，因此无人机技术非常受电力系统的欢迎。使用无人机设备应当注意以下两点事项：一是不能全面识别各种线路问题。当前，由于受技术因素等多方面的限制，在使用无人机进行线路巡视时，无人机只能对线路中出现的一些普遍问题进行快速识别，还无法做到对整个电力线路出现的安全隐患进行全面的识别；二是使用无人机拍摄图片时，需要花费很高的成本和时间。目前，无人机设备能够达到的效果是，必须与线路保持40米以内的距离才能够拍摄出比较清晰的录像，一旦距离很近的话，就需要配置比较高的设备才能达到相应的效果，这无疑增加了电力线路巡视的成本和时间。
1.2 无人机设备的维护与管理
无人机设备虽然具有很多的巡检优势，但是为了能充分发挥无人机的功能，在平时一定要做好无人机设备的管理和维护工作。无人机设备的工作步骤：首先是由特殊的数据采集系统对收集的数据进行分类整理，再将收集的信息传送到监控故障预测系统，然后检测系统将收集到的各种信息和数据进行分类比较，并对数据进行健康评估、数据维护和数据管理，从而及时发现线路中存在的各种隐患。因此，在使用无人机设备时，更要定时对设备管理系统的关键零部件进行升级和改造，做好定期保养和维护工作，才能保证无人机设备系统更好地完成巡检工作。
1.3 无人机电力线路巡视技术发展的趋势
在今后的发展中，随着各种新技术的不断发展，无人机技术将会更好地发挥各种优势，在电力线路巡视中将会起到越来越重要的作用。在未来，无人机巡视技术主要有以下两项发展趋势：一是向智能化的方向发展。针对无人机的飞行模式方面，今后应该加大对无人机的电动固定翼、导航方式等方面进行更深入的研究和开发，针对无人机的航摄功能方面，需要进一步对无人机的全自控系统以及自主缺陷识别等方面进行全智能的开发，从而提高无人机的技术和工作效率；二是发挥无人机的互补式应用。
2、无人机巡视技术的系统分析
无人机技术系统主要由设备系统以及图像传输技术等多种系统而组成，本文主要从无人机的设备系统和图像传输技术系统进行分析。
2.1 设备系统
电力系统中的无人机巡视设备结构主要由数据采集控制以及飞行控制两个部分来组成：一是飞行控制设备。该部分主要由舵机控制器、专色测量仪、PCM遥控接收机、气压高度计、数字罗盘以及加速度计等部分组成，依靠数据传输进行电台与地面站控制计算机之间的数据互换；二是数据采集控制系统。该部分主要有增稳云台、可见光相机、红外热成像仪以及存储器等设备相互连接而构成，该系统是通过无线通讯模块来完成与地面站控制计算机的数据互换工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2 无人机的图像传输技术
由于无人机的机身具有比较小的特点，因此，无人机在进行图像传输时，会不同于传统的无线设备和手机，而无人机需要具备一套适合于不同状态、抗强干扰、高质量的图像传输技术。目前，我国对无人机图像传输技术的研究仍然集中在减少带宽使用、提高数字信号传输的图像压缩编码算法以及降低图像数据量等方面，而一旦遇上具有强大电磁干扰、高压和特高压线路飞行以及复杂的天气时，就需要提高航拍图形的质量，这也成为目前有待解决的一大难题。
3、小型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的应用前景十分广阔，无人机的合理有效应用将会填补现阶段巡视制度存在的空缺，有效的优化线路巡视过程。
3.1从巡视方式来看
无人机巡视代替了常规的人工巡视，由于无人机配置有航拍功能，同时如果辅以红外拍摄功能，将会极大地提高输电线路巡视的效率。首先，无人机的输电线路巡视宜主要以自身程序控制为主，以无线电遥控为辅，即在每次巡视前，根据输电线路不同的高度、线路塔形、跨越弧垂等因素而预先设定不同的飞行轨迹，从而以最合适的巡查方位来观察线路。飞行轨迹的设定包括飞行高度、角度、与导线距离、飞行速度等多方面的要求，这些都需要在运行后不断的试验中总结归纳。无人机的飞行巡线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，以达到从不同角度观察输电线路，准确无漏点的反映线路情况的目的。其次，关于无人机挂载仪器的要求。无人机巡视从目前中国的存储介质和通信网络发展来看，航拍是现阶段最有效的方式，当然，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。而无人机输电线路巡视用途的特殊性要求无人机巡视过程除了要清晰的反应杆塔、杆塔基础、线路外部环境、绝缘子瓶、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（如断股、散股、异常放电等微小甚至是不可视隐患），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异常发热的产生，因此现阶段采用红外拍摄将会是比较有效的方式。
3.2从巡视制度来看
无人机巡视的加入将会使状态巡视这一科学巡视制度更加合理。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，故对于故障发生率低的线路可以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弥补由于统计错误而产生的线路巡视不到位。随着科技的发展，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，
良土壤，降低杆塔的接地电阻。
(2)采用外引接地方式，如果输电线路杆塔附近存在池塘、河流等水域，可以将接地外引至这些水域中，并装设水下接地网，从而起到降低杆塔接地电阻的目的；增加接地极的数量和深度，接地极是输电线路杆塔接地的主要泄流路径，可以增加接地极的埋入深度以及埋入的数量，从而实现降低输电线路杆塔接地电阻的目的。
(3)采用降阻剂，随着社会经济的不断发展，化学药物的研制更为广泛，针对各行各业的化学药物研制也都有着一定的突破，降阻剂是可以降低电阻的一种工具，可以在输电线路杆塔下放接地极周围施加降阻剂，从而起到降低电阻的作用。
2.5 提高输电线路的绝缘水平
在选择供电线路的绝缘子时，要重点考虑采用新技术设计制造成的绝缘子，尤其要注重后期绝缘子的检修、维护以及更换工作，保证其高可靠性。通常而言，输电线路目前主要采用有机合成的绝缘子。虽然从理论上讲，有机合成绝缘子在绝缘性能方面比陶瓷、玻璃绝缘子的性能差，但是由于其采用了不击穿的结构，当出现雷击放电作用时，可以有效地防止不可逆现象的发生，使得线路具有明显的绝缘优势。所以，在大部分雷击频繁区域，甚至雷击很强烈的区域，都可以采用普通型的有机合成绝缘子。但是，要注意使用的前提条件是保证绝缘子的耐雷击水平满足其使用区域的雷击水平要求。与此同时，还应适当增加绝缘子的设置高度，这样可以确保绝缘子有足够的有效干弧距离，进一步提高其耐雷击水平。
3 结束语
雷电活动具有很强的分散性，活动规律也比较复杂，对线路造成的危害不可能完全消除和避免。对此，运维单位首先要积极介入参与对线路的设计，尽可能从设计源头上采取有效措施降低线路雷击跳闸率。再者要改进架空线路防雷整治思路，加大对输电线路防雷的投入，结合线路段的实际积极开展差异化防雷工作。最后必不可少的一环是加大输电线路的运维力度，加强对雷电活动的监测和预防，做好线路防雷的大修和技改工作，提高输电线路的健康水平，降低其雷击跳闸率。
参考文献：
[1]张之林.议电力工程中的输电线路防雷措施―以架空输电线路为例[J].装备制造，2012（11）.
[2]唐家明.浅谈供电企业输电线路杆塔的接地装置[J].China'sForeignTrade，2010（22）. [3]袁海东.浅谈架空输电线路的防雷措施[J].科技创业家，2013（16）.
论文作者:董航,朱思瑶
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：无人机论文; 线路论文; 设备论文; 杆塔论文; 绝缘子论文; 技术论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第6期论文;