无人机在线路巡检中的应用

摘要:
输电线路巡检是保障电网安全运行的重要方式，随着电网的不断发展，输电线路所经过区域的不断扩大，如何保证输电线路的安全、稳定运行已经成为一个重要的问题。以往传统人工登塔的巡查方法，不仅工作量大，而且运行的时间比较长，无法提高实际巡查效率，特别是在对一些复杂区域进行巡查的过程中，还会面临生命安全威协。无人机的使用，提高了输电线路巡视工作的效率，保证了巡视人员的安全。

关键词:无人机;输电线路:巡检模式

输电线路的运行状况直接关系到电力系统主网的安全运行。长期以来，我国输电线路巡检都是采用人工方式，工作量与工作难度较大，有时还威胁巡检人员的生命安全。为有效解决这一问题，需要将无人机技术运用到线路巡检工作中，进而提高线路的运行质量，确保工作人员的生命安全，促使电力企业获得高效发展。

1无人机在输电线路中的应用概述

1.1输电线路概述
在电力基础设施中有地下电缆线路和输电线路，输电线路利用绝缘体和空气绝缘架设于地面之上的电力线路。和地下传输电线路相比，输电线路具有施工周期短、施工成本低而且便于后期维护的优点，因此成为了电力输送的主要输电方式。但要经常对输电线路进行维护和检修，从而提前排除线路故障减少相关事故的发生，保障电力系统的正常运转。在输电线路的后期维护尤其是在巡检过程中，受到地形地貌的影响，使得巡检工作困难较大。面对繁重的线路巡视任务，南京供电公司输电室结构性缺员现象较为严重，人员缺口巨大，同时由于人工巡检质量依赖于巡检人员的责任心，巡检到位率难以保证。为了解决巡检人员缺口和巡视到位率的问题，某供电公司输电室自2014年以来，试点、推广应用了无人机立体巡检，通过将无人机巡检和传统人工巡检相结合，有效弥补了人工巡检的不足，为输电线路的立体化巡检提供了可行的技术手段。无人机有利于解决交通道路不便、林区、山区、河网、污染区、超高杆塔等区段输电线路存在巡视盲点和检修困难的问题，能够发现人工地面巡检难以发现的缺陷，有助于提高巡检质量和效率、降低输电线路运行维护成本、保障巡检人员的人身安全。此外，无人机还能快速到达故障现场，第一时间掌握现场故障情况，精准定位故障点，为事故抢修和重大保电提供技术支撑。

2.2无人机技术概述
无人机指的是在驾驶过程中不需要驾驶员在机舱内操作来完成驾驶的飞机，它主要借助于遥控或自动驾驶技术来完成相关任务的飞行载具，一般包括遥控直升机和四旋翼无人机设备，一般被广泛应用于线路巡检工作中的无人机主要是小型无人直升机。为了完成输电线路的巡检任务，将搭载高速图像模块、红紫外成像传感模块、特高频传感器等综合巡检模块要求的配置应用于无人机中，从而完成了输电线路巡检的智能化和自动化。

2电力输电线路巡检中无人机的应用

2.1全方位巡检
在保证无人机优良性能的基础上，将其应用于电力输电线路巡检中，能够获得理想的应用效果，准确快速地找到故障点，为故障处理提供帮助。无人机的硬件主要包含两个部分，分别为地面站与机载，将可见光相机搭载于机载部分，能够全方位拍摄电力输电线路，获得图像，进行视频转换，对信号传输及无线通信模块进行模拟，向计算机系统中发送所拍摄的图像信息。以计算机系统和专业软件为支持，巡检人员可对图像进行实时化查看，依据无人机所拍摄图像来对电力输电线路的具体情况进行分析和判断，以保障电力输电线路安全运行。在电力输电线路巡检过程中，若存在特殊的巡检要求，则可通过无人机的应用来进行巡检，由巡检人员操控遥控器，控制无人机的具体飞行路径，从而躲避障碍物，精准找寻故障点。在应用无人机来开展电力输电线路巡检过程中，可结合实际需求来灵活调节可见光相机的焦距，保证目标位置清晰化，提高无人机所拍摄图像质量，满足电力输电线路巡检要求。待巡检完毕后，可于计算机系统中保存无人机所拍摄的巡检影像，能够弥补人工巡检操作的不足。

2.2异物清除
就电力输电线路巡检的整体情况来看，在实际工作中一旦有异物存在于输电线路中，而并未在第一时间将其清除，则极易导致输电线路出现故障，甚至存在一定触电风险。一般情况下，由巡检人员通过人工方式将异物清除，以防范故障问题的出现，但此种方式下存在一定安全风险，极易威胁到巡检人员的生命健康，并且整个清除操作需要消耗较多的时间。以无人机为支持，对电力输电线路中的异物进行清除时，传统方式下主要是将激光二极管模组搭载于无人机的机载部分，发挥光纤聚焦作用，将异物烧断，针对激光二极管模组所发射的平行激光，通过凸透镜来实现光纤聚焦，以异物所在位置为光纤聚焦点，将异物烧断。随着科学技术水平的不断提升，传统异物清除的方法得以改进，多旋翼无人机中搭载的激光模组，以云台摄像头为支持，巡检人员对异物所在位置进行观察，调整无人机位置，锁定异物位置，保证激光模组焦点的准确性。

2.3故障检测
​以无人机为支持，能够更好地对电力输电线路实施故障检测，为故障的高效处理提供支持。红外线检测在电力输电线路金属探伤中具有良好的应用价值，为巡检工作的开展提供帮助，当电力输电线路中的某个点或者局部区域出现异常过热问题时，通过红外线检测法能够第一时间发现，便于采取有针对性的措施来进行处理。
3无人机在输电线路巡检应用的发展趋势

1)协同立体化巡检。为优化直升机、无人机和人工巡检的配置方式，提高输电线路运行维护水平，需进一步加强直升机、无人机和人工巡检的有效协同，完善协同巡检效益评估和决策模型，全面考虑地形地貌特征、天气气象特征、线路本体特征、地理气象环境及输电通道性质等各种数据的互联互通。在制定无人机巡检作业计划时，充分考虑直升机和人工巡检作业周期，形成有效的协同互补，进一步发挥无人机巡检效益。

2)高海拔、无人区等特殊复杂地区无人机作业。高海拔地区和无人区气象条件恶劣，风速较大且风向多变，对无人机巡检的要求更高。因此，需进一步研究适用于高海拔、无人区等特殊复杂地区的机型、技术条件和作业模式，并适时开展巡检现场测试，促进特殊地理环境条件下无人机巡检技术实用化。

3)作业综合保障。随着无人机巡检技术的逐渐普及应用，在无人机作业综合保障技术方面，需开展相关研究工作。在无人机作业空域方面，需进一步研究更加高效和便捷的常态化申报机制，简化空域使用流程，保证作业安全有序开展。在维护保养方面，针对无人机巡检作业全周期流程，制定维护保养手册，开展无人机关键组部件的常规保养和维修研究工作。

4结语
综上所述，输电线路的巡视是一项劳动强度高、要求细致的工作，长期的巡视工作会给巡线人员带来巨大的心理和生理压力，从而影响到巡视的质量。运用无人机进行输电线路巡视，不仅能够提高巡视的效率，还能够减少财力、人力的投入，同时也能弥补人工巡视存在的很多不足之处。
参考文献
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