中国南方电网有限责任公司超高压输电公司百色局
引言
架空输电线路的发展，将源源不断的电能输送到千家万户。国际咨询机构Global Data在2015年发布的报告中指出，2020年，中国输电线路总里程将从2014年的115万公里增加至159万公里以上。在这种建设速度和模式下，电网稳定性、供电设备可靠性和线路巡检困难性等一系列问题成为社会关注的焦点问题。
人工巡检方式下，综合交通便利条件，1名巡检员1天一般只能够完成几基杆塔的巡检工作量，极大程度的受地形地貌影响，地域跨度大，劳动强度大，巡检效率低。而利用无人机进行线路巡检，只需几小时甚至1小时便可完成人工1天的巡检量，巡检效率高，且巡检成本低，对于错综复杂的偏远山区，能够避免人身安全事故的发生。因此，随着无人机技术的发展，适用于各种领域的无人机逐渐增多，得到众多行业的青睐及接受，无人机应用得到不断推广。为使无人机在输电线路巡检工作中得到更好的应用，进一步完善其巡检方法尤为重要。
1架空输电线路巡检方式及特点
1.1人工巡检方式以及对应的特点
通常情况下，人工巡检方式可采用望远镜、照相机等设备进行巡检，对于高压输电线路的运行管理方式以及常规模式来讲，传统的巡视方式具有许多困难，如劳动力加大、工作条件较为艰苦、劳动效率低且当巡视环境较复杂时，巡视人员交通工具只能靠徒步行走，有时巡视一基杆塔就要花费几个小时。此种巡检方式，不能顺应电网建设和发展的要求。
1.2无人机巡检方式以及对应的特点
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，无人机具有操作灵活，能从多个角度拍摄图像信息，为电力巡检技术中全新的方向，目前应用于架空输电线路巡检的无人机主要有：多旋翼无人机、无人直升机、固定翼无人机。在以上无人机中，每种无人机都具有自己的特点，决定着各自的区域特点，所以，需根据地形地貌及相关要求选择相应的无人机开展线路巡检。
2架空输电线路无人机巡检分析
2.1无人机巡检现场应用
在架空输电线路巡检工作中，固定翼无人机多用于线路通道走廊巡检，其工作原理如下：由地面站给定巡检坐标位置和路线，通过电池适用航时确定降落点，并设置拍照频率后，开展线路走廊巡检。但由于固定翼无人机飞行速度较快，存在部分抓拍照片不清晰的问题，且受起降场地限制，灵活性较差。多旋翼无人机是通过装设的红外测温仪和高清摄像机定点悬停拍摄杆塔照片完成巡检工作，主要拍摄检查点为杆塔本体、杆塔金具、绝缘子串、导地线挂点、附属设施、线路通道及外部隐患等，亦可对线路全线进行通道飞行检查。无人机在完成巡检任务后，将机载检测设备中的图像导入地面站系统，并对图像与杆塔各部位逐一进行匹配，按照杆塔对应部位进行图像命名，再由图像分析子模块对各部位图像进行智能分析，及时发现缺陷，并生成缺陷报告。无人机拍摄的图像及通道视频亦可通过人工监盘模式及时掌握线路运行情况，发现缺陷及隐患，及时进行管控。
2.2无人机巡检搭载设备
第一，高速成像模块主要是无人机在飞行的过程中能够实现对输电线路图像的采集，通过具有较高分辨率的可见光相机能够拍摄一些可见光图像。这样就能够观测到架空输电线路中存在的一些绝缘子自爆、导地线断股以及金具缺失等缺陷。为了提高无人机巡检的质量，对可见光传感器也提出了更高的技术要求，包括：能够有自动对焦功能、光学变焦功能、拍摄的速度要高、拍摄的有效像素要高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二，利用多旋翼无人机搭载三维激光扫描系统，以杆塔为中心，通过激光系统、GPS、空中测量平台、IMU/INS及数码相机等技术应用，实现杆塔全方位立体扫描功能，同时记录其扫描位置经纬度，传送至地面站系统，形成全方位立体图片，可放大、旋转查看。在地面站航迹规划时，三维激光扫描系统传输的数据能够提供可靠详细的位置信息，包括经度、纬度和高度，并能够在无人机开展飞行任务时有效避障，对无人机进行精确定位，可将飞行航线及航迹点精度控制在±20cm以内。第三，红外传感器对于输电线路出现的导地线接续管、耐张塔引流板等部位的发热缺陷，可以通过红外成像传感模块进行检测。同时还需具备一定的要求，包括：具有自动对焦功能，有效像素要高，能够得出热图数据并且能够导出，能够对发热部位温度最高点的数值以及位置进行实时显示。
3无人机巡检的意义
首先，能够对输电线路开展日常巡视、特殊巡视。检查线路杆塔的运行情况，线路通道树障情况，对线路进行有效的管控。其次，能够解决防外力破坏难题。长期以来，输电线路外力破坏呈上升趋势，线路保护区域新修公路、新建房屋、新建线路穿越、高臂机械施工影响、边坡塌方等隐患非常多，无人机进行现场取景，能够全方位、无死角掌控整个外破现场景观，在短时间内快速掌握线路现场情况，能更好的判断存在的隐患，以此提早预防。再次，能够很好地解决防山火问题。特别是在每年的防山火季节，常常因为山火管控不到位引起输电线路跳闸，影响线路的安全稳定运行。首要时间发掘山火险情，在预防山火工作中，较为重要。运用无人机，能有效地进行空中巡视，能较快地发现火灾险情，及早进行现场管控，降低风险，减少输电线路因受山火的影响而跳闸，减少经济损失。
4架空输电线路无人机存在问题
4.1无人机能源消耗快
当前无人机在现场实际运用时，可使用电力能源，根据无人机的搭载重量配置相应容量的蓄电池，一般一块蓄电池能确保无人机工作20min，在一些环境比较恶劣的环境下，飞行续航时间会缩短。在日常巡检中，要大力发挥无人机的作用，往往工作一次便要换几次电池，因此每次工作要携带足够的蓄电池，为无人机长时间高效率的工作提供保障措施。
4.2无人机应用处于探索阶段
由于输电线路无人机巡检有多种模式，根据所辖线路管理的要求制定不同的巡检方案，无人机巡检工作专业性非常强，部分巡检模式处于探索阶段。因此，要提高无人机专业操作人员的技能水平，进行系统培训，现场针对突发状况及遇到的问题能够得到更好的解决。
5对应的措施与建议
首先，树立正确的专业管理，专人对无人机日常出入库，日常维护保养，备品备件采购等进行专项管理。其次，对无人机操作人员开展巡检技术专业化指导，结合线路现场实际情况进行培训，根据巡检需求建设标准化工作流程，不断加大无人机巡检的力度并有效推广。再次，制定相关方案，出台巡检管理制度，设立考核指标，仔细考察考核措施，明确部门各项分工，完善联络机制。建立相应的管理保障措施，并交由公司运行维护，为无人机的建设、发展以及研究提供专业化指导。
6结束语
综上所述，架空输电线路无人机巡检应用目前正在不断发展与改进，在实际生产运用中，还需进一步提升，才能从真正意义上使得无人机巡检得到有效运用。弘扬"工匠精神"，充分调动电力行业无人机操作人员立足本职、精通技能的积极性和主动性，促进专业技术交流，提升整体综合素质，打造一支理论水平高、业务能力强、心理素质过硬的无人机巡检队伍，为电网安全、经济、优质、环保运行奠定坚实的基矗
参考文献
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[4] 周宗国.无人机在电力线路巡检中的应用及前景[J].科学技术创新，2018(23)
论文作者:黄承状
论文发表刊物:《科技尚品》2019年第3期
论文发表时间:2019/7/18
标签：无人机论文; 线路论文; 杆塔论文; 山火论文; 图像论文; 工作论文; 地面站论文; 《科技尚品》2019年第3期论文;