摘要：如今无人机作为科技手段已广泛应用于生活的各个领域，具有轻便、快速、高效的显著特征，搭载各类可见光相机和红外影像、激光雷达设备，能够全面了解输电线路的运行情况，某种情形下比人工巡视更为先进、高效、安全，已成为保证电网安全运行的新手段。
关键词：多旋翼；无人机；输电线路；巡检
一、无人机技术的概念
1.1无人机的定义
无人机（UA:Unmanned Aircraft），是由控制站管理（包括远程操纵或自主飞行）的航空器，也称远程驾驶航空器（RPA：Remotely Piloted Aircraft）。简称无人机。无人机系统（UAS：Unmanned Aircraft System），也称远程驾驶航空器系统（RPAS:Remotely Piloted Aircraft Systems）,是指由无人机、相关控制站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统。
1.2分类
无人机可分为固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机、复合翼无人机、伞翼无人机、扑翼无人机、无人飞艇等。
1.3多旋翼飞行器的基本飞行原理
以四轴（四旋翼）为例:
电机带动螺旋桨的旋转方向不同，如1、3浆顺时针旋转，2、4浆逆时针旋转。在飞行中浆的陀螺力矩效应相互抵消，因此在飞行中得到了平衡（悬停）。多旋翼飞行器在飞行时还可以做前进，后退，左右转向及自转等动作。换成飞行术语就是垂直（上升，下降）；俯仰（前进，后退）；横滚（左右移动）；偏航（方向，自转）。这些动作都是通过调节各个电机输出不同的转速带动螺旋桨来实现的。
1.4多旋翼无人机主要部件
（1）主控单元（含遥控器和接收机）；是飞行控制系统中的核心部件。连接其他功能模块达到自主飞行的目的。
（2）IMU（惯性测量单元）它由加速度计；角速度计；高度计等功能集合而成。是飞行参数的重要来源。
（3）GPS模块；含指南针模块，用于飞行中精确定位，方向指示，甚至在失控时自动保护。是飞行器任务航程的保证。
（4）LED指示灯模块；实时显示飞行状态。是安全飞行和地面检查飞行器设备状态必不可少的指示设置。
二、传统巡检存在的问题
（1）线路距离长，区域跨度大， 人员工作量大、 巡检速度慢、效率低，巡视周期长。
（2）受天气影响大，遇到冰、雪、水灾、地震、滑坡等自然灾害天气时，巡检工作很难开展，工作进程慢，效率低。
（3）高压线路多经过山区，山区地形复杂，环境气候恶劣，人工设置的捕兽器、老鼠夹等不易发现，马蜂、蛇、蚊虫等安全风险隐患大。
三、多旋翼无人机电力巡检方式和内容
在气候环境恶劣、地形比较复杂、情况相对特殊的输电线路区段应用无人机可有效的发挥其作业效率。很大程度上解放了劳动力，降低了电网公司的巡检成本。
3.1多旋翼无人机巡检作为人工巡检的辅助工具，主要适用于以下几种情况：
常规巡检：按照多旋翼巡检计划对架空输电线路本体、附属设施、线路通道等进行的常规巡检作业；
故障巡检：运行单位为查明线路故障点、故障原因及故障情况等所组织的线路巡检作业；
特殊巡检：在特殊情况下或根据特殊需要对架空输电线路进行的巡检作业，包括：夜间巡检、灾情巡检等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2巡检范围：
3.2.1线路本体：
地基与基面：回填土下沉或缺土、水淹、冻胀、堆积杂物等
杆塔基础：明显破损、酥松、裂纹、露筋等
杆塔：杆塔倾斜、塔材严重变形、严重锈蚀，塔材、螺栓、脚钉缺失、土埋塔脚等；混凝土杆未封杆顶、破损、裂纹、爬梯严重变形等
接地装置：接地体外露、缺失，连接部位有雷电烧痕等
拉线及基础：拉线金具等被拆卸、拉线棒严重锈蚀或蚀损、严重锈蚀等
绝缘子：伞裙破损、严重污秽、有放电痕迹、弹簧销缺损、钢帽裂纹、断裂、钢脚严重锈蚀或蚀损、绝缘子串严重倾斜、绝缘子温度异常
导线、地线、引流线、OPGW：散股、断股、损伤、断线、放电烧伤、导线接头部位过热、悬挂漂浮物、严重锈蚀、导线缠绕（混线）、覆冰等
线路金具:线夹断裂、裂纹、磨损、销钉脱落或严重锈蚀、发热；均压环、屏蔽环烧伤、螺栓松动、发热；防振锤跑位、脱落、严重锈蚀、阻尼线变形、烧伤；间隔棒松脱、变形或离位、悬挂异物；各种连板、联接环、调整板损伤、裂纹、发热等
3.2.2通道及电力保护区（外部环境）：线路走廊内导线与树木的净空距离、与走廊内建筑的净空距离、新建交叉跨越线路、建筑物，大型施工及污染源、外力破坏，线路附近有烟火现象，有易燃、易爆物堆积等等 。
3.2.3附属设施：防雷装置、防鸟装置、各种监测装置、航空警示器材、防舞防冰装置、ADSS光缆、杆号、警告、防护、指示、相位等标志的破损、变形、锈蚀，缺失等
3.2.4其他：变电站及相关设备巡检、雷击故障点查找、工程验收、还可以清除导地线异物、测量、取样工作。
因此，无人机的应用使得艰难的电力巡线工作变得轻而易举，应用成本较低、风险较小、环境适应能力较强、应用范围广、使用简单方便等优势，不仅使巡视效率大大提升，还在很大程度上解放了劳动力，降低了电网公司的巡检成本。有效的弥补的传统巡检方式的不足。
多旋翼无人机最大的优点是通过后台操控人员的安全操作，可以让其安全的与输电线保持一定距离，使无人机悬停，当无人机处在自主悬停状态时方便地面工作人员对于线路故障的检查。对附近目标物进行图像信息采集。也可以在气候突变以及灾害性气候中进行输电线路的图像的采集，巡视检测输电线路，根据后台人员的操作迅速找到雷击点等故障发生的位置。
四、多旋翼无人机电力巡检的不足
在实际工作过程中，无人机发挥着不可替代的重要作用，但其并不是毫无缺点。比如无人机的续航时间，导致了无人机注定不可能进行长时间的巡视与飞行。此外，无人机发送的遥控无线信号和图像传输距离也会受到相关因素的制约，其可遥控的范围也是有限的，这就要求了工作站和无人机的位置的相对性。抗风性能、防御性能等都有一定的制约性。最关键的是无人机只能对故障和线路出现的问题进行图像传输，并不能自主进行故障处理，也不能进行图像中的故障分析。采集的数据信息后期处理量大，数据信息的安全存储也是面临的一大问题。单次有效采集数据量有限，由于搭载云台设备的局限性，无法准确对准目标需要多次拍摄大量图像信息来弥补，且多为无效性信息。
五、多旋翼无人机系统输配电线路巡检运行时应注意的事项
输电线路塔型特殊，杆塔高，档距大，高低压线路之间并行、穿越、跨越等情况较多，对于微型多旋翼无人机执行电力巡检任务时应在现有电力工作安全规定的基础上进行，并制定相应的应急防范措施。在实践中对于飞行器飞行中应有以下应注意的地方简单总结如下：
（1）对线路设施进行巡检飞行前应了解线路设施的运行情况，必须始终能看到作业线路，并清楚线路的走向，若看不清架空输电线路应立即上升高度退出后重新进入。
（2）在任务规划阶段就应仔细权衡飞行路线上电磁干扰所带来的影响，保持足够的安全距离。且无人机处于驾驶员或观测员目视视距内半径500m、相对高度低于120m的区域。
（3）当多旋翼无人机悬停巡检时，应顶风悬停；对无人机姿态进行调整时，巡检人员要注意线路周围的障碍物；
结语
输电线路的安全运行对整个电力系统的持续运行有十分重要的意义，将无人机技术应用在输电线路巡检中，能有效地提高输电线路巡检效率，提高输电线路运行的可靠性，因此，在未来实际工作中，加大多旋翼无人机巡检输电线路技术的应用，将更好的确保输电线路的正常运行。
参考文献：
[1] 民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定
[2] 郑维刚.基于无人机红外影像技术的配电网巡检系统研究.沈阳农业大学博士论文.2014.06.16
[3] 李翔.多旋翼无人机在输配电线路巡检中的任务管理.科技创新导报 2016.04.07
[4] 架空输电线路多旋翼无人机巡检技术导则
作者简介：
孙阔腾（1992.05.15），男，学历：长沙理工大学电力管理工程本科，民族:汉 籍贯：山东 单位：南方电网超高压输电公司柳州局研究方向：无人机电力巡检
论文作者:孙阔腾
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
标签：无人机论文; 线路论文; 旋翼论文; 锈蚀论文; 作业论文; 飞行器论文; 杆塔论文; 《电力设备》2017年第16期论文;