摘要：近年来，我国的输电线路建设越来越多，在输电线路巡检的过程中，无人机航测技术有了很大进展。通过做好输电线路的巡检与维护工作，能够有效改善电力系统运行环节的稳定性、安全性。将无人机航测技术应用于线路的巡检工作中，不仅可以提高巡检工作的质量和效率，降低人力、物力方面的投入，同时能够为线路故障的抢修提供一定的便利。本文先对无人机航测技术的应用优势与不足进行探讨，并进一步研究该技术在输电线路巡检中的应用。
关键词：输电线路；巡检；无人机航测技术
引言
随着电力网架构成的进一步丰富、智能电网的迅速发展，继续依靠传统人力巡检输电线路已无法满足现阶段的巡线要求。基于当前无人机在民用领域的应用日益广泛，相应软、硬件技术日趋完善，利用无人机代替人力进行巡线，可以到达人力很难到达的地方，且巡线效率高，范围广，具有极其广阔的应用前景。国家电网公司关于输电线路无人机巡检技术的相关研究和应用也在逐年加强。
1输电线路巡检方式
目前，常见的输电线路巡检方式有借助信息化设备的人工巡检、借助检测仪器（红外成像仪和紫外成像仪）的巡检、借助新设备（直升飞机、机器人、无人飞行器）的巡检。我国电力行业主要采用传统的人工输电线路巡线方式，该方式下巡检人员常面临恶劣的巡检环境，存在巡线难度大、工作量大、记录数据多且不易存储等缺点。借助检测仪器的巡检方式，存在和人工巡检相同的巡线难度大、单一使用效果不好的缺点，但对巡检地理位置的依赖性小，提高了巡检的精确度和效率，减少了对巡检工人的经验要求，降低了作业强度，保证了人员的安全，且数据便于记录和整理，巡线结果形象易懂。借助新设备的巡检方式主要是在直升飞机、机器人和无人飞行器上搭载红外成像仪、紫外成像仪、摄像机等设备。该方式有着设备投入和人员培训费用大、技术不够成熟、巡检路径不完善、供能问题和自主越障能力的限制，具有覆盖面积广、全面、多角度、高效、快捷等特点，但也带来了巨大的挑战和困难，如巡线机器人的自主越障能力、自主行走能力，无人飞行器如何自主导航和智能线路如何进行巡检。
2无人机航测技术在输电线路巡检中的应用优势
该技术的应用优势主要体现在以下几个方面：其一，由于无人的体型相对较小，因而对于起降场地没有严格的要求，并且不容易受到天气因素的影响。相比较而言，无人机在起降环节中较为简单，应用时只需要确保周围有开阔的视野，并且要整地地面平坦即可。同时，无人机能够在云下、超低空等环境中飞行作业，这一环节中不容易受到当地天气的影响。其二，执行任务期间相对高效、便捷。在进行无人机设备的运输工作时，由于其体积相对较小，因而可以借助铁路、公路以及航空等路径进行运输，在运达场地后变可以开展相应的航测工作。这样一来，极大的提高了巡检工作的便利性。其三，无人机能够搭载高清的影像设备。通过提高影像设备的分辨率、加强对集成技术的应用，能够取得良好的航测效果。一般来说，在无人机上不仅要装载相应的数码相机传感器，同时还要安装全球定位系统以及相应的导航设备。现阶段，随着科技水平的不断提高，用于摄像、导航的设备越来越先进，并且无人机系统的集成水平越来越高。因而，所拍摄的影响资料的分辨率较高。其四，无人机设备与系统的维护工作相对简单，并且巡航过程中所投入的成本较低，巡检工作的风险不高。无人机系统有着较高的集成性效果，并且机身的大多设备可以进行拆卸，这不仅为设备的维修、管理提供了便利，同时提高了巡检工作的可操作性。
3输电线路巡检中无人机航测技术的运用
3.1线路隐患探测技术
要及时、准确的查找到相关线路存在的缺陷，并采取针对性措施予以检修。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这一过程中，主要应用到的探测技术囊括了视觉探测技术以及激光雷达探测技术，同时还应用到红外线技术以及紫外线探测技术。具体应用时，需要借助无人机设备搭载摄像机以及探测器等设备，通过将收集到的数据与信息进行及时的收发与传递，地面工作人员可以实时了解到相应的影响与数据。在经过仔细的判断与甄别之后，就能明确线路存在的安全隐患或故障。
3.2无人机立体智能巡检应用平台
“无人机巡视子系统”和“缺陷图像智能识别子系统”通过“无线通信链路”进行数据的传输。在应用层通过接口组件方式与第三方系统平台实现应用集成、界面集成、数据集成，以满足基于无人机的输电线路巡检业务应用需求。“无人机巡视子系统”包括无人机飞行控制和数据管理两个过程。“无线通信联路”负责传输无人机飞行控制信号、无人机高清相机控制信号和高清数据的回传控制信号等，分别实现无人机实时的飞行操作控制、图像视频的拍摄控制及实时高清数据的回传。通过研发适用于无人机实时传输的4G无线专网通讯装置，实现了基于4G无线专网的输电线路巡检数据自动化采集技术。进而解决了在4G专网环境下，以无人机为主的智能装备在巡检过程中所采集的照片数据、视频数据以及GPS位置等信息的实时传输与安全传输的问题。
3.3地面数据处理技术
无人机采集到的数据与信息传递到地面数据处理中心之后，技术人员要对其进行高精度的处理。这一过程中，需要用到红外成像仪以及紫外成像仪，同时还需要借助POS系统等。通过对采集的信息进行处理，可以及时排除输电线路存在的安全隐患，并且对异常线路进行识别，为后续的维护工作提供便利。
4无人机线路巡检展望
无人机线路巡检与人工线路巡检、直升机线路巡检相比有很多的优点，但是我国高压输电线布设的特殊性，造成了巡检地形复杂、变化多样，高山、树林、建筑等障碍物较多，给无人机线路巡检带来了很多的挑战，因此无人机线路巡检路径规划对于节约能源、提高巡检效率有直接的影响。同时，由于无人机自身条件限制（如飞行高度、可控范围、电量、飞行距离等）无法完成线路巡检的所有巡检任务，因此制定合理、完善的巡检任务对于无人机巡检有着重要作用。随着控制技术、导航技术、通信技术的进步，为无人机全自主线路巡检提供了可能，各种无人机的出现也让无人机的发展变得更加专业化和智能化，加上检测仪器的小型化、微型化，使得无人机上可携带更多的检测仪器。这些对于提高线路巡检效率、精确度具有重要作用。无人机线路巡检在我国的起步较晚，要完全自主地进行线路巡检还有待技术上的突破。如无人机按照既定的巡检任务，通过简单的设置可自主起飞、巡线、返航；按照输电线路的布设，全自动线路巡检；全自动避障功能；遇到突发事故（大风、雷电、下雨）时的紧急返程功能；长时间、长距离、大范围的线路巡检；简单、方便的数据存储和高速、准确、有效的数据通信功能。
结束语
综上所述，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。
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论文作者:庄博文
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/14
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