（佛山南海供电局九江供电所 广东佛山 528203）
摘要：随着科学技术的发展，无人机现已广泛应用于农业、畜牧业、林业巡查等领域，取得了优良的成绩。本文就目前电网中配电线路巡检工作的繁琐状况，通过比较无人机与传统配电线的巡检方式的区别，详细地分析了无人机在智能电网中工作原理、工作模式，证明在智能电网中使用无人机进行配电线路的巡线工作是快捷且高效的手段。
关键词：配电线路；无人机；巡线
由于电网中配电线路大部分都分布在郊区、山间、鱼塘等自然环境复杂的区域，这些区域常年受雨雪、大风、泥石流等自然危害的影响，加上交通不便，导致配电线路的工作存在安全隐患，对于这些区域的配电线路，需要及时安排电力检修人员进行巡视，但是由于诸多原因，人力巡检的效率低下且容易造成安全事故，使得野外配电线路的巡检的工作变得十分繁琐，随着无人机技术、通讯技术、远程遥控技术的发展，无人机在地质勘探、农业害虫巡查、电力设备维护等方面得到了广泛的应用。故本文对无人机在配电线路中的巡线应用展开了研究分析。
1.传统巡检配电线路的方式
1.1 载人巡线
一种是搭载直升机巡线，可精确的发现线路状况、设备的实时运行状态。载人巡线每次工作前，需要依据具体条件，如野外的环境、配电线的路径等制定明确的飞行路线，路线制定完成，此方式可以安全、高效、可靠的将巡线结果传回，但是唯一缺点的是使用成本较高，偶尔使用还行，若经常使用此方式进行巡线工作，将付出高昂的维护费用。另一种为搭载便捷飞行器巡线，同样是利用特定设备对配电线路进行巡视，此方式主要可针对架空输电线进行全方位检查，相比搭载直升机，飞行器的灵活性强，巡线效率也就大大提高，尤其是在电网发生突发事故、紧急抢修时，搭载飞行器巡检可以更快速的发现问题所在，并能及时的将巡检结果进行反馈。
1.2 机器人巡线
使用机器人巡线时，需事先规定好机器人的巡视路径，让机器人在设定好的工作路径上进行巡视，通过远程画面传输与控制完成其在配电线路上的巡检。此外，可以利用嵌入式技术，将目标检测算法嵌入至机器人中，使之能够自动检测配电线路的缺损情况，并在进行巡视的时候，自动做到缺损信息采集、特征提取、智能识别、上报反馈等工作。
1.3 无人机巡线
无人机巡线，更多的是利用远程控制程序操作无人机进行飞行巡视，并通过便携式摄像机将拍摄到的画面传输回控制台，将热成像分析等仪器设备绑定在无人机上，由于无人机小巧可悬停，这样极大地提高了检测精度，并可做到360°无死角的检测，且使用成本相对来说较低、具备较高的安全性。
1.4 传统巡检方式应用对比
1.4.1 各方式巡线要求
现对其应用场景进行比较，直升机每次飞行前需要确定整个的飞行路径，拍摄时需要稳定好设备；线路故障检测时必须搭载自动识别装置。飞行器巡线可在空中停机状态，在哪都可以进行安全着陆，一般在距离较长的配电线路进行巡视时使用，且该方式只能在天气环境良好的情况下采用，受限于天气情况。使用机器人巡视的方式则需要在机器人上面绑定各检测装置、高清摄像机、热成像仪器等，使用无人机，因存在遥控指挥，所以最远距离不能超过30公里，需要在无人机系统中安装GPS定位系统、无线通讯装置、数据采集模块。
1.4.2 各方式巡线特点
直升机的巡线特点为飞行成本高，因为载人原因，拍摄过程存在诸多客观因素影响，无法对监测的物体进行精准拍摄，不能绘制运行状态图，飞行巡线时被载人员的安全不能有效的保证，需做好保障措施。飞行器的安全系数要高于直升机，飞行费用高于直升机巡线，具备远距离精确拍摄物体的功能，且能绘制运行状态图，飞行器巡线时操作人员的安全可以得到保障，但是飞行选线方式对天气的要求较高，对操作人员的技术要求严格，工作前需要进行大量的培训。机器人巡线成本较低，但是不能进行全方位巡检，无人身安全隐患。无人机巡线是新兴技术领域，在低成本飞行费用的同时保证了拍摄图像的质量与传输，且维护成本低，无人身安全隐患。
1.4.3 各方式巡检功能
直升机巡线能够远距离对配电线路进行巡查，对一些较为明显的架空线路的设备情况有良好的监测作用，在突发事件中能够做到紧急巡检，不受限于地形，通过加装红外、热成像等设备也能够对运行状态进行监控。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆飞行器在巡线工作时可远程进行多角度、多方位的监测，同时为操作人员提供安全的工作环境。机器人对近距离的配电线路能够做到自主巡检，自主避障等功能。无人机则具备GPS定位与导航功能，飞行更精确、搭载红外、可见光等设备能进行高清图像的拍摄，自动化程度较高。
2.无人机在配电线路巡检中的应用
2.1 无人机系统组成
配电线路巡检无人机主要由机体、控制模块、GPS定位模块、无线通讯模块组成。机体的选择是根据实际工作要求进行的，因巡线无人机在工作中需要在复杂的地形上进行悬停与升起，所以市面上用于配电线路巡线的设备大多采用空气动力学较好的四旋翼无人机，此机体可自由灵活地运动，适合配电线路巡视的应用场景。控制模块是无人机系统的关键部位，无人机的悬停，起飞，拐弯等动作都是经过控制模块输出后的结果，依靠嵌入式技术，将计算机指令嵌入至机载计算机中，无人机依据控制指令来进行巡视工作。GPS定位模块主要用于无人机的定位与导航，因为巡线无人机的工作区域大多是野外、郊区，所以需要GPS模块让无人机能够自主按照规划的路线开展巡视工作。无线通讯模块主要负责无人机系统与地面基站的数据交互，包括控制指令、巡视数据、图像画面等信息的传输，地面基站接受消息数据并显示。
2.2图像传输技术
无人机图像的传输与手机移动端图片、视频的传输不同，在无人机巡线的过程中，尤其在高压段，图像信号会受到较强的电磁干扰，引起图像失真，从而降低传输图像的数量与质量，此时需利用图像编码算法对图像流进行压缩与检测，同时还需增强防抖动技术，在无人机飞行的过程中状态不是十分稳定，存在画面抖动，要想在变化频繁的飞行状态获取高质量的图像数据，必须提高图像的稳定技术。
2.3利用无人机进行巡视管理
利用无人机的多角度摄影，对配网设备进行数据采集，又快又好，可以提高效率。
无人机在应用在线路巡视，容易发现比较隐蔽的缺陷，例如导线的断股，瓷横担上的裂纹，金具上的放电痕迹，马上组织进行消缺，降低故障率，提高供电可靠性。
2.4利用无人机进行清障
配电线路上经常有飘挂物，由于线路带电，处理比较困难，无人机可以加装喷火装置进行清除配电线路上的飘挂物；配电线路上会有马蜂窝之类比较危险的东西，用人手清除存在一定的危险性，利用无人机喷洒除虫剂，可以杀死马蜂之类的昆虫；对于高杆植物，无人机可以喷洒除草剂，让高杆植物停止生长。
2.5规避障碍物
配电线路采用无人机进行巡线，要想获取精确的图像数据，需要机体靠近目标进行拍摄，由于山间架空线路环境复杂，在无人机正常工作时难免碰到障碍物。因此，无人机系统需要具备规避障碍物功能。首先应利用物体探测器探测出障碍物的形状及大小、并预判其位置，随后，再利用系统中的传感器、数据传输、飞行控制等模块，对无人机制定规避路线。规避障碍物系统要求在系统运行前对巡线路径进行初步勘探。
2.6维护与管理
选线无人机系统的维护主要由数据采集模块与状态分析预警模块组成。数据采集模块对无人机的运行期间的关键数据进行采集，并依据规则进行分类，分类过后将这些数据传递给状态分析预警模块，此模块根据预设好的阈值，对传来的关键数据进行分析比对，从而得出无人机现阶段的健康水平，并对处于阈值以下的数据进行预警。无人机管理主要是对其关键的零部件进行维护与替换，包括版本的更新迭代，零部件升级，设备升级等。
结束语
本文对比了传统配电线巡检方式与无人机巡线方式，并对无人机现阶段在配电线路巡检中的应用进行研究分析，通过分析得出，无人机的工作特点与控制原理对电网中配电线路的巡检有着重要的意义，相信在不远的将来，针对无人机巡线方式将会形成一套统一标准，也标志的无人机巡线时代的到来。
参考文献：
[1]安立伟.配电线路采用无人机巡线的应用[J].科学技术创新，2018，（26）：195-196.
[2]李军锋，王鹏，刘晓，等.复杂干扰下配电线路无人机巡视目标检测方法[J].科学技术与工程，2018，18（16）：231-236.
[3]杨忠炯，王卉，董栋．无人机输电线路巡线系统及应 用研究[J]．电子设计工程，2017，25（4）：162-166．
论文作者:黄志勇
论文发表刊物:《河南电力》2019年5期
论文发表时间:2019/11/19
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