摘要：随着电力事业的快速发展，电网的范围不断扩大，输电线路越来越多，极大地满足了社会生产、发展对电能的需求。然而在电网运行过程中，也会发生故障，需要及时排查、处理。输电线路是电网的重要组成部分，也是最容易发生故障的设备。由于输电线路基本上暴露在户外，会受到自然环境等因素的影响。一旦出现问题，受到客观条件的限制，人工查找非常困难。而无人机的应用，既保证了电力工作人员的安全，又能够准确、及时、快速的查找故障点，有利于采取有效措施及时解决问题，保证了输电线路正常运行，对电网的发展具有重要作用。
关键词：输电线路；小型无人机；查找故障点
1、人工查找输电线路故障点的弊端
1.1作业难度大，查找结果准确性低
传统人工查找输电线路故障点，主要是通过肉眼或者望远镜等设备对故障点的范围进行查找。一般对于地面位置的输电线路，或者故障点明显的位置，人工查找相对容易。但是对于故障点模糊或者视距较远，通过望远镜也无法清楚观测到的故障点，人工查找非常困难，也无法保证查找的准确程度，不利于及时排查故障及时解决问题。
1.2作业危险性高
很多输电线路分布在高山、大河、沟壑、大海甚至是火山地带，由于视距较远，往往需要人工带电登杆塔或采取走线的方式进行检查，不但查找效率低，还给线路检修人员的人身安全造成很大威胁。人工查找故障点作业情况难度大，危险性高。
2、小型无人机的线路巡检模式与优越性
无人机是一种由无线电遥控设备和自身程序控制操作的无人飞行器，将无人机应用于电力系统领域是当今电力行业者一个新的研究方向。目前，有人直升机在输电线路巡检上的应用已获得推广，能发现高空人工不易发现的金具缺陷如销子脱落、螺栓松脱、防振锤滑移等，有效弥补了人工巡视工作的不足。
结合小型无人机操控距离和续航时间有限的特点，一般被定位于携带摄像机和红外摄像仪等检测设备进行单塔、单档距巡视，亦能发现高空人工不易发现的微小缺陷。另外，相对有人直升机来说，小型无人机还具有以下优点：1）体积小、重量轻、运输方便，便于迅速参加紧急任务；2）价格相对便宜、维修费低，有人直升机的价格通常是小型无人机的几百倍；3）起降方便，对起降场地要求不高；4）操作灵活，可靠近线路悬停，近距离、多角度仔细检查线路设备情况；5）受空域限制较小，通常情况下无需进行空域申请。基于以上优点，小型无人机应被迅速应用于输电线路巡检中。
从实际的应用效果来看，小型无人机起降简单、飞行灵活的固有特点得到发挥，对单塔定点多角度拍摄效果较好，能将一基塔、一个点的情况反映得非常清楚，在线路设备缺陷巡视、故障点查找和单塔消缺验收等方面有很大作为。在超高压输电线路设备故障点查找方面，小型无人机可避免视距和视角以及复杂地理环境的影响，靠近输电线路设备多角度检查放电点，具有效率高，能清晰反映放电点情况，有效保障人员安全的优点。
3、小型无人机在输电线路故障点查找上的应用
在输电线路故障点查找上应用小型无人机，主要是通过小型无人机对输电线路的运行情况进行巡查，这样既能够预防输电线路故障的发生，又能及时、准确发现故障点的具体位置。
3.1定期巡视输电线路
在电力管理工作中，要制定合理的输电线路检查计划，以预防为主，治理为辅。因此，需要对输电线路进行巡视，以便及时发现问题，或者对潜在问题进行预警。对于地理环境复杂，不便于人工巡视的区域，要安排无人机进行定期巡视，对巡视信息进行综合分析，清晰了解输电线路的运行情况。
3.2对输电线路进行特殊检查
小型无人机对输电线路的特殊检查，一般主要是在输电线路受到外力干扰，或者输电线路周围环境发生重大变化的情况下进行的。比如：暴雨、泥石流、洪水、雷电等天气异常情况，输电线路可能由于外力因素的影响，出现问题或者发生故障，人工巡视很不方便，或者危险性较大，需要利用小型无人机对输电线路进行特殊检查，根据异常情况的出现，随时进行巡视。
3.3对输电线路进行诊断性检查
利用小型无人机检查输电线路的运行情况，对输电线路的正常与否进行科学预测，根据输电线路的季节运行特点，环境变化特点，进行有针对性的巡视。一旦发现问题，要对故障点进行巡视、检查，找出故障点的确切位置。根据故障点的实际情况，找出发生故障的原因，并且确定故障点的设备破坏的程度，以便采取有效的措施进行处理，恢复输电线路的正常运行。
4、人工与小型无人机协同查找线路故障点的配合模式
人工与小型无人机查找故障点各具优势，在查找人工于地面不易发现的线路故障点方面，两者协调配合能更好地提高效率。具体情况见表３。对比人工和小型无人机查找故障点方面的优、劣势可知，两者的优、劣势能够很好地互补，可相互配合开展故障点查找工作，提高查找疑难故障点工作效率。具体模式可为：小型无人机随运维班组成员深入线路现场，利用传统模式锁定故障点位置和范围后，操控无人机靠近输电线路检查放电点，多角度、清晰反映故障点实际情况。
5、案例分析
以下是一起小型无人机查找山火故障点的案例，用于该起放电点查找的小型无人机的技术参数如图1所示。
图1小型无人机的技术参数
2015年xx月xx日，500KV大道Ⅱ回发生山火故障，小型无人机参与了故障点查找工作。故障现场处于山区，输电线路从山顶穿越，线路下方是烧焦的树枝和灌木，未能通过肉眼和手持式望远镜检查到故障点，也不方便在线路附近自由摆放高倍望远镜来检查故障点。无人机操控人员在距线路约250m的一处约20平方米的空地上操控无人机开展故障点查找工作。经3个巡检架次查找，在位于50号杆塔Ａ相大号侧第一间隔棒外10m左右的上分裂子导线上表面发现放电点。本次小型无人机故障点查找任务由4人完成，耗时120min，极大提高了工作效率并保障了人员安全。
6、结束语
小型无人机查找输电线路故障点的方式较其他输电线路故障点查找方式而言,其操作更加简单、应用更加灵活,适合不同情况的输电线路故障点查找工作。因此,为了提高小型无人机在输电线路故障点查找工作的效率,电力企业必须加大对小型无人机使用的力度,从而增加电力企业的经济效益及社会信誉,提高电力企业在市场中的竞争力,进而实现电力企业的可持续发展。
参考文献
[1]诸葛葳.无人机巡检输电线路技术的应用探析[J].科技经济市场，2015，05(5)：16.
[2]邓志远.无人机在高压输电线路巡视中的应用研究[D].华北电力大学(北京)，2015.
论文作者:廖润楠
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：无人机论文; 线路论文; 故障论文; 情况论文; 发现论文; 设备论文; 电网论文; 《基层建设》2017年第30期论文;