摘要：在电力输电线路巡检工作中，无人机有着巨大的应用优势，有效代替了人来进行高效准确的巡检工作，大大减轻了巡检人员的工作强度，并且可对输电线路的故障点进行准确快速的排查，降低了人力物力的投入，有效保障了电力输电线路巡检工作的安全，大大促进了电力领域的技术革新。
关键词：输电线路；无人机；巡检技术；具体应用
引言
输电线路巡视检查是一项较为重要的工作，为了提高线路巡检效率，可对先进的无人机技术进行合理应用。通过搭建无人机巡检系统，对巡检项目进行确定，明确巡检作业流程，从而确保无人机巡检顺利进行。
1无人机的输电线路巡检技术概述
近年来特高压等大容量输电线路不断投建运营，这些输电线路通常位于山区、荒漠等人迹罕至区域，交通极为不便，给传统人工巡线带来较大困难，故障巡检不能够在短时间到位。传统电力巡检本就存在效率低、劳动强度高、数字化程度低等缺点，面对当前日益复杂的电网结构，上述缺点更显凸出，革新巡检模式，建立自动化、智能化的现代巡检系统显得极为迫切。
无人机可以获取高分辨率的影像数据，再加工还可生成高精度的DEM，DOM，DLG及真三维模型等数字化产品，这些均可为巡检人员诊断线路缺陷及判别安全运营状况提供丰富的决策依据。基于无人机航拍的电力巡检新技术，已逐步从试验阶段转入实际应用阶段，相较于传统巡检模式，该技术强度低、效率高，且能够在线路带电状况下进行，保障了作业人员的安全及社会正常用电需求。
2无人机在输电线路巡检中的优势
无人机是近年来新兴的一项技术，在诸多领域中得到广泛应用，对于输电线路巡视检查而言，无人机的优势主要体现在如下几个方面：
2.1可有效降低巡检成本
我国有很多输电线路架设在人迹罕至的地区，传统的人工巡检方式想要涉及这些区域有一定的难度，为满足工作需要，常常会使用较长的高空架线，由此使得巡检成本随之增大。而无人机并不会受到地形的限制，在有效的飞行距离内，作业人员只要操控无人机便可从不同的角度对输电线路上的设备进行巡视检查，减轻了人员的工作量，相关费用也随之降低。此外，由于巡检人员无需亲临现场，从而使得作业安全性得到可靠保障，避免了安全事故的发生。
2.2可缩短巡检时间
无人机受自然环境和气候条件等因素的影响较小，在可能发生自然灾害的地区利用无人机对输电线路进行巡检，可以在较短的时间内顺利完成任务，降低人员安全风险。无人机具备快速巡检的能力，通过在指定位置进行悬停，可检查线路上的设备，确定缺陷，并对巡检结果进行实时回传，整个过程耗时较少。此外，无人机巡检前基本不需要进行较长时间的准备，到位后大部分无人机在5分钟以内便可起飞，当一个区域内的线路巡检完成后，可以快速转移至下个区域，有效缩短了输电线路的巡视检查时间。
2.3巡检更全面
随着无人机技术的不断发展和完善，其功能日渐强大，通过搭载不同的平台和系统，可以使无人机具有更多的功能，如设备缺陷快速查找、故障定位、实时监测等等。由此使得无人机的巡检更加全面，线路的跳闸次数和停电时长随之减少，确保了整个电网的运行安全性和稳定性，给供电可靠性提供了有效保障。
3无人机巡检新技术在输电线路运行存在的主要问题和相关运用
3.1存在的主要问题
无人机巡检技术在输电线路运维工作中得到了合理运用，但是需要进行无人机技术的再次改造，并重视无人机巡检过程中的安全管理问题。在分析安全隐患时发现，主要风险有项目安全风险、技术风险和管理风险。但是，部分人员没有及时分析项目管理中存在的主要风险，缺乏对安全风险因素的重点分析，如无线电环境、地理环境和气象环境等。在无线电环境下，仅依靠频谱仪进行无线电距离测试。测试环节发现，电磁环境影响较大，导致任务管理存在一定难度，无法快速、有效地完成无线电距离测试工作。
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3.2无人机技术的运用
3.2.1目标跟踪技术的运用
输电线路运行过程中，加强对目标跟踪技术的运用，要有特定的电力巡检目标，快速进行电力巡检的跟踪和定位，实现自动导航，并以均值漂移的思想预测图像中某一视频序列的具体位置，促进全局搜索问题向局部搜索问题快速转换。无人机技术建立在图像处理技术和自动控制技术之上，为快速完成目标跟踪任务，工作人员需及时进行以下操作：利用无人机搭建计算平台，及时掌握目标图像信息，以此实现目标的检测；利用控制飞行器，稳定飞行到目标的正面位置，借助目标检测算法确定目标初始位置，由此实现多目标同步跟踪；结合地面摄像头数据，利用跟踪系统自动识别指定目标，从而实现高强度的无人机自动化跟踪。
3.2.2姿态控制技术的运用
广泛运用无人机进行输电线路的检查和巡视，精确控制无人机的飞行姿态，使线路运行路径稳定，有效减少了外界信息的干扰，保证了整个系统的稳定运行。例如，输电线路巡检中，相应人员将无人机姿态控制技术归纳为：（1）利用加速计、磁罗盘、陀螺仪等姿态传感器，采集相应的工作信息，充分发挥无人机跟踪精度高、稳定性强等特点，同时分析姿态控制技术要点；（2）借助地面站、遥控器等来设置姿态控制模式；（3）根据地面站、遥控器等指令信息，有效控制无人机的飞行姿态。
3.2.3抗干扰技术的运用
为提升无人测控系统的抗干扰能力，加快数据传输，采用空中信道减少输电线路和杆塔磁场对传输信号的影响，采取抗频抗干扰措施强化干扰信息处理，全面掌握滤波器输出的信噪比，科学控制信号功率；及时整合图像信息和遥测信息，提高下行信道的抗干扰能力，采用有效的抑制干扰法，促进输电巡检工作的顺利开展。例如，某人员在巡检输电线路环节，有效渗透无人机抗干扰技术，且管理人员与基层员工共同见证了无人机抗干扰技术在输电线路巡检中的运用。双天线侧向技术，使得飞行更稳定，具有很好的抗磁干扰能力，即使在恶劣的环境下也能可靠运行，在遇到碰撞时会自动悬停，同时飞行中可实时采集红外数据和可见光，改变以往爬山涉水的巡检模式，大大提升了输电巡检效率。
3.2.4图像处理技术的运用
充分运用图像预处理技术和图像数据优化技术，检查输电线路运行中的杆塔和线路故障，积极掌握图像处理技术，不断提高巡检技术，快速进行巡检信息采集和处理。例如，采用无人机收集相应的工作信息，检查输电线路运行中的故障。掌握不断变化的输电线路走廊地貌，在复杂的外界环境中运用高精度的无人机技术识别图像信息，及时解决肉眼难以辨别的问题。运用图像处理技术，便于管理人员有效存储相应的巡检视频和照片，尤其是对悬挂异物、绝缘子破损、闪络痕迹等现象作出综合性考虑，实时掌握输电线路巡检工作进度，减少线路故障，保证输电线路运行过程的可靠性。
3.2.5电力输电线路异物清除中的应用
在电力输电线路巡检工作中，经常会遇到输电线路中存在异物的情况，如果不将这些异物进行及时的清除，便可能会引起输电线路故障，甚至还会因此而发生触电事故。为了避免上述问题，巡检人员经常需要通过人工的方式来清除异物，这大大增加了巡检人员的安全风险，而且在清除异物的过程中还要花费较长的时间。无人机的出现，使其在电力输电线路的异物清除中发挥着重要的作用，在应用无人机清除输电线路中的异物时，传统的方法是在无人机的机载部分搭载激光二级管模组，通过光线的聚焦作用来烧断异物，考虑到激光二极管模组所发射的激光是平行的，因此需要利用凸透镜来聚焦光线，并且光线的聚焦点需要准确的落在异物之中，在烧断异物过程中，巡检人员需要确保无人机和周边的带电设备能够保持一定的距离，而且异物在受到风力的作用下会晃动，这也使巡检人员在操控无人机来清除异物时存在较大的难度，异物清除的效率较低。通过对传统的无人机清除异物方法进行改进，将电涯、激光模组以及控制模块在多旋翼无人机中进行搭载，并由巡检人员通过云台摄像头来观察异物所在位置，通过对无人机的位置进行调整，能够使激光模组的焦点正好处于异物位置，此时巡检人员便可利用GPRS远程控制继电器来开启激光模组，从而使模组发射的激光能够很快烧断异物，进而实现对电力输电线路中异物的快速清除。
结束语
明确输电线路巡检工作内容，及时了解无人机巡检系统的基本特点，掌握输电线路巡检工作对无人机的技术要求，以加强对无人机技术的运用。具体地，可将目标跟踪技术、姿态控制技术、抗干扰技术、图像处理技术等广泛运用，如运用目标跟踪技术快速定位巡检位置，明确电力巡检路线，实现自动导航，同时在高频率作业环境下实现目标定位，便于掌握输电线路巡检工作进度，提前做好故障排查，促进输电线路的稳定运行。
参考文献:
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[3]陈天添.无人机巡检输电线路技术的应用分析[J].科技与创新,2016(04):154-155.
论文作者:旷云波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：无人机论文; 线路论文; 技术论文; 异物论文; 人员论文; 目标论文; 工作论文; 《电力设备》2018年第29期论文;