摘要：随着电力事业的发展和电力系统的逐渐完善，电网的覆盖面积愈加广泛，在为人们提供了更好的电力服务同时，也增加了管理的难度。其中，输电线路巡检工作，受线路长度、地形和气候等因素的影响，会导致巡检的效率降低。而无人机设备的应用，极大降低了各方面条件的限制，提高了对输电线路巡检的效果。
关键词：无人机；输电线路巡检；应用
1无人机在输电线路巡检中应用的重要性
输电线路为了安全，大多数避开了城市建筑密集区域，多数处于山野之中。若采用传统的人工巡检方式，一名经验丰富的巡线工一天只能检查9-10基杆塔，如果遇到恶劣天气或者特别复杂的地形，可巡视的杆塔数量还会降低，而无人机一般只需要20-25min便可完成一个熟练工人一天的巡视量，大大提升了巡视效率。而且在一般的输电线路巡视中，为了生命安全考虑，独自巡视的巡线工禁止攀登杆塔，这样一来，巡线工只能对杆塔基础、导线、塔材、杆号牌、基地装置等进行检查，而对于绝缘子、三角连板、防震锤、悬垂线夹等杆塔上的金具、以及树障、外破距离导线的精确距离无法确认。如果利用无人机独特的空中超近距的检测优势，从不同的角度拍摄图像，就能及时将更加详细的线路信息带回来地面控制中心。以无人机传输回来的数据，可以建立状态巡视计划，提前发现安全隐患。除此之外，采用无人机巡检主要要求巡视人员向无人机操作手进行转化，而日常巡检对无人机操作手的人数要求很低，对于公司来说，相较于大量、高劳动强度的运维成本，投资培训一批无人机操作员是非常划算的。
2无人机在输电线路巡视中的应用技术
2.1无人驾驶技术
如果巡视人员一直要对无人机进行控制，则长时间面对屏幕很容易造成眼睛疲劳，无法保证在操控无人机时的精准性，这就使得无人机在巡视工作应用中的优势全无，因此需要让无人机实现自行控制降落，在巡视中做到沿线检查并保持安全距离。为了保证无人机在巡视过程中能够应对恶劣环境，应用无人驾驶技术，使其遇到特殊情况时可自行判断选择返航或紧急降落，同时也能够接受控制人员的指令
2.2激光雷达探测技术
激光雷达探测技术是向探测对象发射激光信号，激光信号将探测对象的信息反射回来后，与原来的发射信号进行对比分析，经过处理以后可以获得探测对象的位置、距离、方位、速度及形状等参数。激光雷达技术使用激光束进行探测，可以获得很高的分辨率，并同时跟踪多个目标，速度分辨率可以达到10m/s以内。激光雷达探测技术的隐蔽性好、抗干扰能力强，激光发射系统的口径比较小，可接受区域比较小，所以其他干扰信号不容易进入接收机。激光雷达探测器可以实现零高度工作，即便距离比较近的物体也可以实现探测。激光雷达探测系统使用的设备体积小、质量轻，适合无人机线路巡视要求。激光雷达探测技术可以获取高精度、高密度云空间数据信息，并利用高分辨率的数码相机进行摄影，然后利用计算机软件提取相机的数据信息，建立三维模型，然后发现电力线路故障位置、距离和方向，提高线路巡检的工作效率和质量，不需要巡检人员逐一对线路进行巡检，就可以完成巡检的工作任务。
2.3图像传输技术
无人机上的摄像头可取代人眼控制输电线路的巡视检测，将有问题的线路传给操作人员进行判断和确认。无人机上要同时装备摄像头和图像传输机，才能保证操作人员获得清晰的图像。为了保证传输效率，无人机需要采用压缩算法对图片进行压缩，因此无法保证图像的清晰度，这就需要选择合适的图像传输技术。此外，由于输电线路常年暴露在野外，经过自然环境的打磨对其进行确认会比较困难，要对故障点进行分析检测，需要无人机在故障部位进行悬停，这样才能有效地对出现的问题进行排查。
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3无人机在输电线路巡检中的具体应用
3.1输电线路异物清除中的应用
在输电线检查过程中，有时候输电线上常常出现异物。假如这些异物没被立即去除，有可能造成传输线路故障或是触电。为了防止这些问题，检查员需常常清除异物。无人机的出现对输电线中除去异物起到了关键作用。通过无人机去除传送路径中的异物，常规方法是把激光器加装于无人机，软管模块通过光的聚焦作用把异物吹走。由于激光器是平行的，必需采用凸透镜对光展开聚焦，专注后的光必需准确导向于异物。在异物纵火过程中，必需保证异物和无人机维持一定的距离，这样检查人员便可掌控无人机。
3.2在输电线路航线规划中的应用
在使用无人机设备进行巡检前，还应先规划好航线，常见的航线类型有两种，即三角航线、直线航线。其中，三角航线比较适用于无人机设备升空场地横向输出的线路，并且档距相对较大，无人机设备难以接近输电线路的保护区，不会对线路造成影响。但这种航线规划方式，实际应用在线路巡检作业中时，会增加设备的控制难度，这就要求操作人员熟练掌握设备操控技术，可以精准的进行判断和调控。不同于三角航线，直线航线更加适用于升空场地势平坦，并且档距相对较小的线路中，在进行无人机设备拍摄作业时，要求线路顺光，这样才能保证拍摄的效果。
3.3无人机在输电巡检飞行过程中的操作要领
无人机飞行巡视时操作要领：无人机在飞行及悬停巡视时的危险系数相对较高，因此操作人员务必规范操作并听从地面监护人员的指挥。首先应关注飞行区域是否可以飞行，变电站（所）、电厂上空，两回线路交叉点，杆（塔）的底相、相间、跳线间空隙都是禁飞区，操作人员必须避开。另外，在飞行过程中，无人机与导线、铁塔应保持两米以上的距离。无人机巡检返航时时操作要领：如果电量不足，就有发生飞行器坠毁的危险。一般情况下，无人机的飞行范围应控制在2.5km之内。无人机的电量用完60%之后，就在准备反航。以精灵3系列无人机为例，这款飞行器的标称图传距离为800m，标称续航时间为25分钟。启动器按钮的操作要领：遥控器与飞行器的电源启动有着严格的操作规程，为确保安全，操作人员必须按章操作。在无人机起飞时，先按下遥控器开关，然后再按下启动飞行器。而在无人机降落到地面以后，其操作顺序与之相反。
4输电线路巡检中应用无人机技术的应用前景
首先，输电线路在巡检作业中应用无人机技术，可以保证在发生故障的同时便快速且精准的定位故障的具体位置，可以针对有可能发生故障的位置开展及时且有效的巡检作业，进而促进输电线路整体稳定性的进一步提升。其次，如果输电线路中某一路段中的设备出现故障，那么无人机便可以快速精准的进行故障的定位，将无人机技术具备的成本低、快速、高效，且便于操作等优势充分地发挥出来。再者，无人机能够针对输电线路中绝缘子以及特定区域的精准悬停检查，不仅便于操作，还能够减轻工作人员的巡检压力，而针对恶劣极端天气条件下，无人机在天气上不存在局限性，能够充分地发挥出其在巡检领域的巨大优势。最后，无人机中设置陀螺、监视器、红外线成像等设备能够实时进行输电线路有效监测、录像以及巡检等各项工作，能够有效地克服掉复杂化的地形地貌存在的限制，进而防止人工巡检过程中出现危险，提升输电线路整体巡检的效果，保证输电线路整体运行稳定性以及可靠性，保证区域内电网能够安全、稳定的运行，保护人民的切身利益。
5结束语
综上，将无人机设备应用在输电线路巡检中，不仅可以满足新时期对电网巡检的需求，降低对人力资源的使用，而且还可以在一定程度上提升对电力系统的管理水平，保证电网的高效、稳定运转。因此。电力企业在进行输电线路巡检时，应重视对无人机设备的应用，从而促进电力企业经济效益提升。
参考文献
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论文作者:王勤露
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：无人机论文; 线路论文; 异物论文; 操作论文; 航线论文; 人员论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第22期论文;