钟松树 许俊江
国网泉州供电公司 福建泉州 362000
摘要：在很多情况下，高压输电线路会分布在荒郊野外，其地形地貌十分复杂，对高压输电线路进行人工巡检时，存在很大的难点。高压输电线路在正常运行过程中，很容易受自然因素、人为因素的影响，使得高压输电线路受到破坏，从而对整个电力系统的稳定运行造成影响，因此，需及时找出高压输电线路故障点，并做好故障抢修工作。将无人机技术应用在高压输电线路巡检中，能极大的提高高压输电线路故障抢修效率，以下就无人机巡检高压输电线路技术的应用进行分析。
关键词：高压输电线路；无人机巡检技术；运用
1 无人机技术的概述
1.1 技术要素
一般情况下，四旋翼无人机（M4R）和遥控直升机（UH）是专门用于输电线路巡检工作的，其中M4R主要由地面站和M4R无人机两部分组成，M4R是采用4个旋翼对称分布形成的气动布局，具有良好的悬停、起降能力，M4R可以携带无线微型高分辨率图像采集设备、无线图像传输设备等，能采集高清晰输电线路的特定目标，同时还能实现远程传输。UH主要由地面摄像监视与操控系统、影像采集传输设备、减振悬挂装置、遥控直升机本体等组成，UH在飞行过程中，能采集输电线路的目标视频图像，并通过无线图像传输设备传输到后台，这样工作人员就能及时判断输电线路存在的故障。
1.2 功能概述
M4R无人机在巡检过程中，会直接受到地面站的引导，沿着输电线路飞行，在保持与输电线路的安全距离下，达到设备附近，M4R无人机的主要功能是自主悬停在特定的空间位置中，确保在最合理的角度进行图像拍摄，在对图像采集设备和被检测设备进行调整时，工作人员可以通过调节M4R的减振云台和航向完成。UH无人机是通过人工遥控飞行到输电线路附近，在保持与输电线路安全距离的前提下，悬停在设备附近，然后实施图像采集及传输。
2 高压输电线路巡查状况
我国电网覆盖面积逐年的增加，特别是高压输电线路的敷设长度、辐射面积正在不断的增大，加上高压输电线路大多分布在地形复杂的山区、荒郊野外，所以在进行巡查的过程中给巡查的人员造成的很大的阻碍与困难。并且，高压输电线路极易受到自然天气变化中狂风、冰雪等自然恶劣天气的影响而受到破坏。因此，为了保证高压输电路技术得到顺利的使用，就必须在第一时间准确的找到故障点并及时的进行处理，若不能够及时处理，必然会影响高压输电线路的正常使用。所以，选择能够快速探索、准确发现故障点的全方位安全的巡查方式就变得迫在眉睫，面对这种现状的出现，积极的引进无人机巡查技术，就成为了解决该问题的关键所在。
3 高压输电线路巡查中使用无人机技术的研究设计
3.1 技术分析
遥控直升机使用了常规直升机气动布局，能够携带视图采集设备与实施传输设备，可以将飞行期间收集的信息在第一时间传送到地面监测站，提高高压输电线路设备的巡视与检修效率。当前使用的无人机主要以四旋翼无人机为主，该型飞机的四个旋翼互相对称，从而优化了起降的效果。然后在无人机中安装减震云台与无线电传输设备后还可以使用微型高分辨率视图采集器搜集高清视图信息等，提高巡查精度。
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3.2 无人机系统结构
一般使用的遥控式四旋翼无人机都以遥控直升机为主体，并含有减震悬挂装置、地面图像监视与操控系统、视图采集器等，然后通过与地面监控站的组合，构成一个监控主体。
3.3 功能分析
首先是无人机功能。无人机在进行高压输电线路技术的巡查中需要由专人进行操作，待到达指定地点后无人机悬停或在上方盘旋飞行，对相关线路状况的信息进行视图信息收集与传输。在使用无人机巡查时要遵从地面监测站的指挥，基于高压输电线路实况完成信息收集与传输工作：第一步，四旋翼无人机自主悬停于特定空间位置，而后再进行图像信息采集；第二步，通过调节四旋翼的航向和减振云台，对图像采集设备、被检测设备的光学角度和距离进行合理调整，完成高压输电线路及设备的视图信息收集与传输；第三步，基于人工操作指令，对整条高压输电线路进行实时飞行监察与信息搜集。其次是地面站功能。无人机的地面基站的主要功能是协调无人机的遥控、遥测通信以及对无人机采集视图信息的位置进行方位引导与确定，做好无人机传输回来的信息的及时、准确接受工作，做好无人机飞行状态的控制与监测工作。
3.4 重要技术分析
首先，无人机在进行高压输电线路的巡查中采用了自主悬停与导航飞行技术，可以精确查找高压输电线路跳闸后的故障点，实现了建立全工况体力巡查高压输电线路系统的目的。其次，四旋翼无人机的防碰撞输电线路保护技术，有效的提高了四旋翼无人机在高压输电线路巡查中适应高温、大风、暴雪等恶劣自然灾害天气的巡查适应分析能力。然后无人机巡查系统中通过使用实时监控与影响防抖降噪技术，有效的提高了高压输电线路视图清晰度，再通过安装可见光视频连接4G网络传输的方式，则可以提升数据传输速度，增强实效性。最后，自主悬停和飞行控制系统具备自驾和手动模式两种工作模式，自主悬停状态下可通过地面站的高清监控录像检查线路；保留手动模式，并能够按照预定路线自主导航飞行、巡检线路。
4 高压输电线路无人机巡检技术的运用
4.1 在高压输电线路技术巡查中的实际运用效果
在进行高压输电线路的巡查过程中，推广使用无人机设备，能够达到全方位、无死角、多角度的从高空广阔视野采集高压输电线路信息的目的，从而减轻高压输电线路工作人员巡查的强度、尽可能减少安全事故的发生，并进一步的提高巡逻检查的效率与质量，强化在极端恶劣的狂风、暴雨天气中的实时检查能力，减少巡检人员涉足危险环境的同时，也能够尽可能的保障高压输电电网的安全、稳定运行。除此之外，通过推广无人机在高压输电线路巡逻中进行广泛使用，将进一步降低人力资源的消耗与人力巡逻成本的支出，保证高压输电电网的稳定运行，确保故障发生的第一时间可以得到快速的解决。因此，在高压输电线路巡检中引入无人机巡查技术颠覆了传统的巡查方式，对电力工程的发展影响深远。
4.2 在高压输电线路中无人机巡检技术的发展前景
首先在高压输电线路中引进无人机巡检技术，将能够在故障发生的第一时间高效、快速、真确的找到故障位置，能够对可能引发故障的地点进行及时的巡检，提高了高压输电线路的稳定性。其次，若高压输电电网的某个路段或者局域设备发生故障，无人机能够快速对故障进行定点，并且该过程成本低、速度快、效率高，操作安全、可靠。然后，无人机可以在高压输电线路的绝缘子或某个特定位置进行准确的对应悬停检查，该方法操作便捷，可以降低检查人员的工作负担，在一些恶劣的极端气候环境中无人机更不会受到天气影响，因此更具有巡检优势。最后，在无人机内部安装的陀螺稳定可见监视器与红外线成像仪设备可以承担对高压输电线路的实时监测、检测、录像、巡检等工作，还可以克服复杂地形地貌进行巡逻检查，从而避免人工检查时发生危险，也可以进一步的提高高压输电线路检查效果，确保高压电网运行的稳定性与可靠性不受影响。
结语
整个电力系统能否可以良好的持续运行，其关键在于输电线路的运行的状态，因此，输电线路巡检工作发挥着非常重要的作用。在输电线路巡检中，应用无人机技术不仅提高输电线路的可靠性，也提高输电线路巡检效率和安全性，从而保证了输电线路的正常运行。
参考文献
[1]张永。无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].宿州学院学报，2013，28
[2]李柯纯。无人机在巡检输电线路的应用探讨[J].中国科技投资，2014，19
论文作者:钟松树, 许俊江
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/16
标签：无人机论文; 线路论文; 高压论文; 技术论文; 设备论文; 故障论文; 视图论文; 《防护工程》2018年第30期论文;