摘要：随着我国经济实力的不断完善，我国电网输电线路巡检方式包括人工巡检、直升机巡检、无人机巡检、机器人巡检等方式，人工巡检存在劳动强度大、工作效率低、巡检盲区盲点多等缺点。而在此环境之下，我国社会对于用电量却越发提高，对于用电要求也随之提高。本文对无人机电力线路安全巡检的关键技术进行分析，以供参考。
关键词：无人机；安全巡检；关键技术
引言
我国地域辽阔，不同地方的地形地貌、水文信息、气候环境及地质构造等存在很大的差异。由于线路长期曝露在室外，受到风雪雷电等自然灾害的影响，线路的可能出现下沉、电气设备绝缘体破裂及线路断开等问题，导致电力故障，造成大范围停电事故。
1无人机在电力线路安全巡检的优势
近年来，无人机技术在电力行业的应用越来越广泛，电力行业逐渐重视无人机输电业务的开展，在架空输电线路巡检工作中，无人机搭载可见光挂载对输电线路进行精细化巡检这一手段在运维工作中发挥的作用越来越大。利用无人机搭载巡检设备进行巡线，有着传统巡线方式无法比拟的优势：（1）无人驾驶，不会造成人员伤亡，安全性高；（2）不受地理条件限制，即使遇到自然灾害，依然能够对受灾区域的电力线路进行巡检；（3）巡线速度快，每小时可达几十千米。
2无人机测控通信系统
2.1无人机测控通信模式
为提高测控通信系统的可靠性和实用性，采用卫星中继通信和高清链路互为备用模式。卫星中继系统传输距离不受限制，抗干扰性强，可弥补无人机山区作业飞行时直通链路通信受遮挡而无法实现远距离飞行的缺点。但卫星中继系统的缺点是存在延时、无法进行外控操作。因此，设计卫通应用模式为：在外控状态下不使用卫星通信遥控，一旦直通链路故障，无人机即自动进入链路故障保护，以保障操作安全；在其他状态下方能使用卫星通信遥控，可根据直通链路与卫通之间的通信质量自动选择某一链路对无人机进行控制。对于遥测通信，在卫通与高清链路间可随时通过切换开关进行选择。
2.2高清链路通信系统
无人机高清测控链路系统包含测控信号传输链路和高速图像传输链路，系统组成，主要由互为热备份的主用信道、备用信道，以及链路监视与主备切换控制3个部分组成。其中，主备信道都包含一对数传电台、机载高速图像发射机和地面高速图像接收机。数传电台负责传送测控信号、任务操控信号和差分GPS信号，高速图像发射机和接收机负责传送无人机采集的3路图像信号。链路监视与主备切换控制负责监视当前在用信道的通信质量或图像传输质量，在发现通信质量下降或图像传输质量下降时实施主备信道切换，以保证无人机测控指令和图像采集信号的正常传输。
3无人机电力线路安全巡检系统技术要求
3.1无人机电力线路安全巡检
无人机电力线路安全巡检系统主要就是针对无人机进行电力线路巡检工作，因此关键在于（1）需要进行无人机的设计和打造工作。一定要认识到应用无人机进行电力线路巡检的意义和价值，应该研发一些能够适应相关崎岖地形，具有地形适应能力以及相关信息传感能力的特殊无人机，只有这样的无人机才能够达到预期的工作标准，才能够获取相应的数据资料，才能够实现电力线路安全巡检工作的稳步进行。（2）还应该构建相应的信息化处理平台，使得能够将无人机所收集的相关数据和相关资料能够纳入进行，并进行后期的分析、处理工作，以此来达到预期的资料收集和使用的效果。将相关线路的实时数据进行在线实时整理、分析，分辨电力线路当前相关状态，定位其所在位置和故障点，以此来给修复工作进行辅助。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（3）巡检系统自身还应该积极组织一些实验活动，通过无人机进行电力线路安全巡检实验，在无人机进行巡检工作实验过程中，查看是否能够达到预期的工作标准，工作效率和工作形式方面是否还有需要完善的地方，这样才能够促使无人机电力线路安全巡检系统得到全面的发展和完善，才能够推动实际工作的进行。
3.2超视距飞行的关键前提
根据国家电网公司架空线路无人机巡检作业安全工作规程要求：巡检作业时，无人机巡检系统距线路设备距离不宜小于5m，距周边障碍物距离不宜小于10m。无人机系统有3个关键点是支撑该系统得以实现的基础：（1）无人机即时的图传画面，能展示无人机所处环境；（2）无人机的对地高度信息，能准确反映无人机实时对地高度；（3）可以上下调节角度的云台，以便无人机在下降之前能观察到障碍物。
4无人机电力线路安全巡检关键技术
4.1无线通信技术
无人机电力线路安全巡检系统，最为关键的就是对无人机的控制和管理。在此基础上，无线通信技术就是最为关键和重要的。无线通信技术，能够对无人机进行控制、跟踪定位、信息传输工作，对无人机飞行技术和相关设备状态都有一个很好的把握和控制，能够促使无人机更好地对电力线路进行巡视，推动线路运维工作的稳定进行。
4.2遥感技术
遥感技术是利用电磁波的原理，将各种传感设备对远距离目标发出辐射和反辐射的电磁波信号，根据电磁波反射回来的信号进行分析、处理并最终形成图像（不同的物体辐射和反辐射的信息不同），从而对地面建筑物、林木及矿产等进行探测和识别的一种综合技术。遥感技术根据不同的电磁波谱段，可以分成可见光遥感、红外线遥感及紫外线遥感技术。可见光遥感技术主要针对波长在0.4～0.7μm的可见光，将感光胶皮或者光电探测器作为感测元件。但是这种遥感技术只能在白天使用，才能获得比较高的地面分辨率。红外遥感技术根据波长可以分为近红外遥感技术、中红外遥感技术及远红外遥感技术。近红外遥感技术主要针对波长为0.7～1.5μm的红外光，中红外遥感技术主要针对波长为1.5～5.5μm的红外光，远红外遥感技术主要针对波长为5.5～1000μm的红外光。红外感光技术不受时间的控制，可以实现晚上作业。多普段遥感技术主要利用几个不同谱段同时对某一个地区进行遥感测量，从而获得各个普段相对应的信息，将不同普段的遥感信息组合以后就可以获得更多物体更加全面的信息。紫外遥感技术主要针对波长0.3～0.4μm的紫外光进行紫外摄影，从而获得信息。将遥感技术应用在无人机线路巡检工作中，可以根据实际情况，结合各种遥感技术，采集空间云数据信息，自动获取线路空间区域的建筑、河流、植被信息。无人机搭载的计算机测图软件还可以对采集的摄像摄像进行纠正，并利用点云分割实现数据信息的处理，提取地面建筑物、植被、河流及道路交通等数据信息，利用几何模型对图像进行几何和辐射校正，剔除一些无效信息，留下有价值的信息。
结束语
随着时代的进步和发展，电力线路的建设数量逐步增加，这对于实际的线路运维工作带来巨大挑战。而无人机技术的出现，正好能够减轻运维工作人员负担，提高运维效率，推动电力线路运维工作的高质量开展。对此，相关技术人员和运维人员应该引起重视。
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论文作者:白宝衡
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
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