（中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司 兰州 730050）
摘要：随着电力能源需求量的增加，电网建设规模也在不断扩大。由于环境因素和一系列人为因素的双重影响，电网事故不断发生，输电线路受到严重破环，致使线路不能够正常运行。为了降低事故的发生概率，减轻人工巡检的工作量，无人机在高压输电线路巡检过程中的应用显得尤为重要，本文重点对此方面进行研究。
关键词：高压输电线路；无人机电力巡检技术；应用
引言
为满足我国日益增长的电力需求，我国电网规模不断扩大，输电线路急速增加，输电范围愈来愈大。许多高压输电线路处在复杂的地形与严峻的环境中，大幅增加了输电线的故障概率。为了确保稳定供电，提升输电线路的检测效率是关键。采用无人机视察高压输电线路可大大提高工作效率，减少了安全风险，特别是在环境恶劣的地方和人工检查难以抵达的地方。
1高压输电线路巡检的重要性路
高压输电线路是电力系统的重要组成部分，因为高压输电线路的运行环境比较恶劣，建设区域内的地形地貌也比较复杂，线路运行中不但要承受正常的机械载荷和电力负荷的内部压力，还要经受雷击、强风、污秽、滑坡及鸟害等外界侵害，这些情况将会使线路上的各个元件老化。因此，一旦在安全巡查的过程中没有及时发现线路存在的问题，就会对电力系统的供电质量产生影响。通过对高压输电线路的巡视检查来了解线路的运行状况及周围环境的变化，及时发现设备缺陷和隐患，从而预防事故发生，保证线路的安全稳定运行。
2高压输电线路中无人机电力巡检技术的应用
2.1无人机自主导航技术
自主导航是实现无人机自主巡检的核心技术，在现阶段，无人机自主巡检的路径导航以“人工示教+航迹复现”或人工预先设定航迹为主，其本质都是基于GPS的预定轨迹飞行。在高精度GPS定位技术的支持下，一定程度上可以实现电力巡检中无人机自主起降和飞行过程．但这种方式存在明显的不足:一方面，每条线路，甚至每基杆塔都要进行预先的飞行轨迹设定，无法适应检测目标或周围环境随时间发生的改变，如杆塔检修后部件安装位置及方向发生改变，或周围植被自然生长后侵入航道等情况，需要对飞行轨迹进行重新调整;另一方面，该方法对定位精度有较高要求，通常来说，民用无人机GPS定位误差可达2～10m，根据当前施行的电网规范，小型无人机应与线路保持10m以上安全距离、为克服这一问题，通常采用配备载波相位差分技术(real－timekinematic，RTK)的无人机进行自主飞行，其定位精度可达厘米级，但RTK技术需要建立参考基站或有稳定快速的网络覆盖提供虚拟基站，而架空线路分布广，且大部分处于人烟罕至区域，难以实现RTK基站的全覆盖。此外，基于主动测距的深度相机无法应用于中远距离户外场景，而激光雷达成本较高，因此，机器视觉成为该领域大部分研究的首选方案。架空输电线路通道环境有一定的净空要求，根据电压等级不同，线路与周边物体需保持十或数十米以上距离，杆塔之间的距离通常为数百米，是典型的大尺度空旷场景．因此，电力无人机巡检的自主导航可分为两个阶段:杆塔间的飞行与近塔区域的飞行。
2.2无线通信技术
无线通信技术是利用电磁波信号在空间自由传播的特性进行信息交换的一种通信方式，无线通信技术是近年来信息通信领域发展最快的一种技术，往往在移动中实现通信，因此又称为移动通信技术。无线通信技术是将无线网络中的信息传输通道分成若干个小型的传输通道，从而实现数据信息的快速转换和网络资源的管理控制，提高无线通信技术对高频率、小规模数据的传输。无线通信技术包括微波通信和卫星通信，微波是一种无线电波，它的传输距离可以达到几十千米，但是由于微波频带很宽，通信容量比较大，在传输过程中需要设置中继站进行信息交换，将数据信息加载到微波载体上并通过电波空间进行数据传输。卫星通信技术是将通信卫星作为中继站实现地面2个或者多个移动体之间建立的微波通信。
卫星通信网络覆盖范围广、容量大、传输质量好、组网方便，可以实现全球网络的无缝连接，且卫星通信网络站点的建设不受到地理条件的限制，即便发生磁爆者核爆等现象，也不会影响到卫星通信网络。但是卫星通信网络传输具有延时性、回声效应，这主要是由于无线电波在自由空间传输过程中首先需要从地球站发送到同步卫星，同步卫星接收以后再发送到地球，从而导致了通信延迟。无线通信技术不需要在传输范围内设置有线传输电缆，只需要架设一定高度的天线就可以实现一定范围内的通信，具有建设成本低、建设周期比较短，适应性能比较好等优点，但是无线通信网络在通信过程中，受到周围环境的影响比较大，如果通信点之间有障碍物，则影响到通信质量，且在传输过程中，容易泄露传输数据。无线通信技术理论通讯距离在200~6000m，然而在实践过程中受到天气、周围建筑物等方面因素的影响，传输距离无法达到理论距离，无法实现远距离的信息传输以及高质量的信号传输。
2.3无人机电磁波阻隔技术
2.3.1屏蔽技术
1）将无人机所有的缝隙包裹严实。采用合适的绝缘材质填充缝隙，防止电磁波进入。常见的填充材质包括金属丝网垫、导电布垫、软金属3种。在无人机的元器件附近，通过屏蔽层的包裹，将电磁波阻隔在外。常用的方法包括：在元器件附近，用锡箔纸进行整体包裹；在信号回路处采用屏蔽双绞线，保障不同的信号有单独的传输线路，还可以避免短路现象的发生；在电源连接处包裹屏蔽层，使接收部位将电磁波有效阻隔。
2）优化整个系统，避免关键设备受到电磁波的干扰，确保无人机安全。系统优化时，应遵循以下两个原则：一是在无人机干扰源附近避免装设关键设备飞行控制系统、测量元件等设备都要远离元器件的接口或者缝隙处，从而弱化电磁波的干扰；二是通过对无人机电源线路的改造使主要线路与其他线路保持一定的距离，在电源回路与信号回路交叉地方，应当将其夹角设置为90°。
2.3.2滤波技术
滤波技术可以过滤电磁干扰的能量，从而保障无人机的元器件正常工作。针对进入无人机的电磁波，可以在无人机缝隙处装设滤波器，对接受的信号进行分析过滤，将电磁波阻隔在外。针对沿着设备元器件产生的电磁干扰信号，可以通过电源滤波器的装设，在电源处就将电磁波阻隔在外。应用较为广泛的滤波器为铁氧体磁环滤波器。铁氧体磁环滤波器也可以看作成电阻，其电阻值会随着电磁波的频率而发生变化，具有非常强的阻隔性能。可以根据电磁波的频率特点，来选定不同材质的铁氧还磁体。通过大量的实践研究，发现镍锌铁氧环的阻隔性能高于锰锌铁氧环。在实际应用中，也可以在同一条线路上，通过镍锌铁氧环和锰锌铁氧环的同时使用，来阻隔大范围的电磁波。在磁环装设时，必须环环相扣，将线路严密包裹，避免发生电磁波泄漏的情况。此外，磁环的安装位置要尽量贴近干扰源或者无人机缝隙处，这样才能取得较好的成效。
结语
目前，国家对于无人机的发展重点关注，重点发展。伴随着经济的飞速发展和科技的进步，无人机巡检输电线路的技术水平也在不断提升、完善。在人工巡检过程中，由于观察角度以及巡查人员的水平限制，效率远远小于无人机巡检的排查。无人机巡检排查降低了成本，提升了效率。
参考文献
[1]周海峰.无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].建筑工程技术与设计，2015，（18）：1238.
[2]陈天添.无人机巡检输电线路技术的应用分析[J].科技与创新，2016，（4）：154-155.
作者简介
李金（1987），男，高级工程师，输电线路结构设计工作。
牛馨（1990），女，中级工程师，电力工程管理工作。
通信联系人：李金，高级工程师，输电线路结构设计工作。