摘要：随着各大行业发展过程对电能需求量的不断增加和科学技术水平的不断提升，输电线路项目规模也逐渐扩大。在输电线路施工过程中常常需要穿过复杂的地形和恶劣的自然生态环境，借助无人机技术实现对电力线路的安全巡检工作，以此确保架空输电线路项目的工程质量安全和自动化开展。
关键词：无人机；电力线路；安全巡检；关键技术
1无人机线路安全巡检的优势及不足
1.1 无人机巡检的优势
无人机在执行电力巡检工作时，有三步工作流程，无人机的主要功能是替代工作人员完成脏累差的信息采集工作———替代工作人员到“需要的地方”（预先设定好的GPS坐标点）去采集“需要的信息”（如故障点），无人机可以围绕目标进行360度零死角全方位拍摄，快速、准确地传达给地面工作人员，供他们作分析、判断、制定解决方案，减少工作人员劳动强度，提高电力巡检工作效率和安全性。
无人机可用于精细巡检、定点巡检、范围巡检、其他巡检。无人直升机分为：
中型直升机和小型直升机中型直升机：适用于中等距离的多任务精细化巡检。
小型直升机：适用于短距离的多方位精细化巡检和故障巡检。
固定翼无人机分为：中型固定翼和小型固定翼。
中型固定翼：适用于大范围通道巡检、应急巡检和灾情普查。
小型固定翼：适用于小范围通道巡检、应急巡检和灾情普查。多旋翼无人机可以分为四、六、八旋翼。
小型中型旋翼机主要任务是塔体的精细巡检，其中小型多旋翼主要用于运输车辆3km以内的单塔和多塔巡检，一般一次巡检1-2塔。可代替人员登杆。
1.2 无人机存在的不足
尽管无人机在输电线路巡检中具有一定的优势，但其中也存在这许多的不足。例如，无人机的巡航时间相对而言是比较短的，由于无人机的体积较小，使其自身的电容容量相对比较小，这样就会在很大程度上影响其巡航时间。再加上无人机的遥控范围是比较小，通常情况下，其遥控范围在1000M内，而且不能有效的自动的对图像进行缺陷分析。
2 无人机电力线路安全巡检关键技术
2.1 无人驾驶技术
若是经过巡视人员进行操作，时间一长就会导致眼睛疲劳，有时不能保证在无人机的定点距离降落，这就违背了用无人机取代人工的初衷，所以要求无人机能够自主进行悬停自由，在巡视过程中还要做到沿线检测和线路保持安全距离，为了让无人机始终保持航行在航线上就必须具备抗干扰抗风力的性能，同时无人机在遇到特殊情况的时候还可以做出自我判断自行解决难题，甚至能够自动往返或选择紧急降落，与此同时无人机还能够接受地面操作人员的信号和指令及时的进行解决，这样一来就对无人机的检测设备的成本增加了不少压力。
2.2 图像传输技术
无人机上的摄像机可以取代人的眼镜在高空中对整条线路进行全面的巡视和检测，把有问题的线路通过传输机传到地面上让操作员进行判断和确认并进行分析，在无人机上同时要配置摄像机和图像传输机才能确保地面操作人员可以清晰的看到图像，众所周知图像占用的空间是非常大的，经过无线的方式实时性和清晰性这两个好处是鱼与熊掌不可兼得的，这就要求无人机可以采用压缩算法对这些图片自行进行压缩才能够保证传输效率，由于输电线路多半暴露在野外，线路经过风吹雨打难以确认和分析，无人机对出现故障的地方需要进行定点检测和传输，这就要求无人机可以在这些部位进行空中悬停和线路分析，这样才能够对出现问题的单一线路逐一进行排查。
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2.3 检测方法
对无人机进行检测必须要使用非接触性检测，因为无人机不能像机器人一样对线路直接进行改造，红外热像仪能够对无人机的局部故障进行检测和排查，这里采用的是通过局部过热造成的较强红外辐射能的原理，电子光学检测可以对线路漏电的地方进行检测，这是由于放电的部分会有比较强的光辐射，激光振动检测可以对绝缘体的开裂情况进行检测，若是绝缘体开裂反射回来的信号频谱就会出现差异。
2.4 雷击故障检查
无人机巡检输电线路技术故障的应用，主要体现对雷击故障点查找。据调查显示，影响输电设备及线路安全的关键因素就是雷害，其中在输电线故障中雷击跳闸而引起各类故障占据了很大的比例。其最容易引起绝缘子闪络放电，而后果就会导致绝缘子导线挂点铁构件融化堆积，绝缘子与其体表的釉层分离，网状裂纹会逐渐布满玻璃体外表，或者是烧伤其绝缘子，有些时候绝缘子闪络会在表面上留下十分明显的烧伤痕迹。通常情况下，凭借肉眼很难发现其金具和绝缘子串存在的问题，即使是使用人工登陆检查，也有存在着一定的盲区，将其无人机巡检输电技术应用到其中准确的找到其故障点。如某供电企业500kV输电线路特别容易在夏天发生跳闸。针对于此，使用了多架旋翼无人机对其进行故障排除，无人机清楚的排到输电线路到线上放电烧蚀点。
3 无人机巡检运行中典型故障原因分析及措施建议
3.1 无人机巡检典型故障案例原因分析
（1）案例一为丢星故障。无人机在距塔线较小距离飞行时，有时容易突然丢星，无人机在重新定位过程中位置晃动，撞击塔线导致摔机。经过事后分析可知，飞行过程中，GPS模块与通讯板的连接线脱落。无人机重新定位过程中，飞控手未及时切换至手动模式接管无人机是无人机出现丢星现象的主要原因。因此，针对上述原因，解决方案包括改进连接线固定措施；优化任务设备，在要求的安全距离下可获取清晰影像；加强应急操控能力等。
（2）案例二为动力丢失现象。无人机在巡视过程中，有时出现异常晃动，机体不受遥控器控制，出现翻转，随后动力丢失，呈自由落体坠落。经过分析，造成无人机动力丢失的原因为，电池插头连接时未可靠固定，出现松动现象，飞行时飞控断电。在此建议对电池连接插头进行更换，采用反锁固定方式，可大大降低无人机动力丢失现象的发生机率。经过多次故障分析可知，无人机巡检系统主要技术指标基本固化，技术实现上不存在困难，目前应用中出现的问题基本是厂家生产质量良莠不齐，主要表现为：①选用的动力电池性能降低，使用中出现鼓包现象；充放电寿命不满足要求；容量降低，导致续航时间降低等；②选用的图传、数传链路性能降低，使用中常发生闪断现象。飞行稳定性和可靠性不够；③选用的任务设备性能降低，成像质量降低。
3.2 措施建议
为了解决上述问题，无人机设备厂商应该结合输电线路具体的运行环境，完善无人机在材料、结构、系统等方面的优化设计，并在生产前进行相关产品定型试验，电力运行部门作为无人机巡检使用单位，更应该对无人机巡检系统进行严格的入网检测和验收，提高无人机巡检系统的可靠性和实用性。
结束语
总而言之，无人机不仅发挥了巡视部门的创造力，还为以后的电力开拓提供了更加开放的的检测方式，把无人机的智能巡视等技术应用在线路巡检中可以降低在巡检工作中的人工、财力和物资投入，又提高了工作的质量和效率，同时还能补足人工巡视的短板，减少载人直升机巡视的费用。
参考文献：
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论文作者:侯联军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
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