关键词：无人机；电力线路安全巡检；关键技术
引言
无人机应用在电力线路安全巡检中，利用遥感技术、通信技术、控制技术以及激光雷达技术，可以达到对电力线路进行测量、监控、分析、处理，减轻了人工在电力线路巡检的工作量，提高了巡检工作效率。
1 无人机巡检技术
无人机巡检是将可见光红外热像仪、遥感设备及数码相机等设备搭载在无人机内部，实现对输电线路巡视检查的新型巡检技术。无人机巡检系统由无人机分系统、任务搭载系统及综合保障系统三部分构成。其中，无人机分系统由无人机驾驶航空器、地面站及通信系统构成，向无人机发布遥控指令完成飞行任务；任务搭载系统主要完成信息采集、记录和检测等功能，主要由光电吊舱、云台及地面控制装置等构成；综合保障系统主要是无人机的工作站设备，包括供电设备、动力设备及储运车辆等。与传统的人工巡检相比，无人机巡检技术具有如下优点。第一，无人机可以垂直起飞和降落，不需要任何辅助设置，不需要铺设专门的跑到和机场，在野外可以随时起飞和降落，方便随时对线路进行巡视。第二，无人机飞行的精度比较高，可以根据巡检要求，随时调整无人机的角度，可以让无人机进行前飞、后飞及侧飞等各种飞行模式，从而全方位对线路进行检查。一旦发现问题，无人机可以及时将采集的数据信息发送到控制中心，便于控制中心对问题线路进行分析，并采取有效的措施，防止故障的发生。无人机巡检技术弥补了人工巡检在复杂地形巡视不足。第三，无人机具有智能控制技术，可以根据巡检的要求，调整无人机的飞行高度、飞机飞行的方向和航线，具有较强的容错性能，适应野外负责的飞行任务。第四，无人具有一定的空间，可以在无人机内部搭载红外热像仪、高清摄像头等设备。
2 输电线路无人机巡检中存在的问题
这项巡检技术的应用可以看作是电网企业实行改造的一种方式，在应用的时候，可能会产生一些安全方面的问题。就整体而言，项目的安全技术和管理风险等都是影响项目顺利实施的关键因素。输电线路主要是三相交流电，变化的电场产生一些磁变的时候，会向四周激发，如若距离越近，那么磁场也会越大。通常情况下，两塔之间的线最靠近地面，那么这个地方的强度则是最大的，而且强度会随着距离的减少开始降低。输电线路产生电磁干扰最为主要的原因还是导线表面和线路部件表面不良接触所形成的放电行为。电晕的放电会受到气候的影响，这时候产生的效应就是无线电干扰，无线电干扰的实际会出现一些有害的，频率比较宽的电磁波干扰，对于设备会造成负面的影响。
3 无人机电力线路安全巡检的关键技术
3.1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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
3.2控制技术
小型无人机的重量轻，在飞行过程中，容易受到风的影响，导致线路偏航，无法完成巡检任务。因此，需要加强无人机系统的控制能力，即便无人机飞行过程中出现了偏差，无人机的自动化控制系统也可以按照预先设定的线路和方向对无人机进行调整，让无人机恢复到原来的位置。目前，无人机的控制技术还不够完善，无法达到自动调整和控制。无人机控制技术是当前无人机巡检技术研究的重点和方向。
3.3故障检查技术
无人机中安装一些高清的相机，将巡检的照片都储存下来，按照收集到的信息，这时候，相关人员就可以准确地判断出输电线路的运行状态。这些方式还可以更为准确的发现线路和杆塔的运行情况，如闪络，是否有悬挂的异物，绝缘子是否出现了破损自爆的情况。在无人机搭设红外仪的时候，也可以对周围表面温度的发热异常点进行光谱图像分析，从而明确线路是否出现了故障。此外，无人机在搭设各种设备的时候，例如，探测仪和成像仪等，也可以检测出杆塔和线路的实际运行情况。
3.4飞行姿态控制技术
强风、降雨等气候因素可被视为影响无人机飞行方向控制技术的主要因素。在无人机电力线安全控制系统中应用飞行姿态控制技术，可以确保无人机和线路的安全。根据一些研究人员的研究结果，LQG控制器可用于控制飞机的转向，除了LQG控制器外，PID控制器可用于控制无人机的转向。无人机电力线路安全监测系统采用的飞行姿态控制技术要求性能可靠。
3.5视觉探测技术
目视检测技术是一种可见光检测技术，应用该技术检测线路隐患和缺陷后，相关人员可以用无人机用高清摄像机拍摄旁路线图像，并在将相关信息传送到地面基站后，利用专家系统分析线路的实际状况。视觉检测技术在检查电力线路主要故障（如导线断股、异物悬挂及杆塔变形等故障）的甄别过程中发挥着重要的作用。图像质量是影响图像识别精度和图像识别精度的主要因素。
结束语
在整个电力系统中，电网的分布范围比较广，而且设置也非常复杂化，所以对于输电线路的维护和检修是当下应该解决的一个主要问题。为了进一步提高整个线路的维护效率和质量，相关人员可以选择采用无人机巡检技术，充分借助这项技术的应用优势，确保线路的正常运行，用于提升整个电网系统的运行质量。
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论文作者: 王法治 张巧 王远
论文发表刊物:《中国电业》2019年22期
论文发表时间:2020/4/7
标签：无人机论文; 遥感论文; 技术论文; 线路论文; 电力线路论文; 波长论文; 可见光论文; 《中国电业》2019年22期论文;