（国网蒙东赤峰供电公司 内蒙古赤峰市 024000）
摘要：近些年来，无人机被广泛应用于铁路交通、石油化工和建筑施工等行业中，而在电力行业中尤其是架空输电线路中也开始推广无人机巡检技术。自从2001年以来国家电网开始探索“直升机、无人机和人工协同巡检”的工作模式，到2016年无人机巡检被全国推广并应用。无人机巡检改变了架空输电线路的运维效率低下且技术水平不足的现状，使得巡检工作更加高效的同时降低了工作的成本，给电力基础的建设带来了新生机。
关键词：架空；输电线路；无人机
一、无人机在架空输电线路中的应用概述
（一）架空输电线路概述。
在电力基础设施中有地下电缆线路和架空输电线路，架空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，架空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。但要经常对架空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。在架空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。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。
（二）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。为了完成配电网架空线路的巡检任务，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，从而完成了配电网架空输电线路巡检的智能化和自动化。
二、无人机在架空输电线路巡检中的分析
（一）无人机综合巡检平台构建。
要搭建无人机综合巡检平台，就要对架空输电线路巡检中应用到的直升机进行选型。在嘉定某供电公司的线路巡检中一改以往运用轴距超过600毫米的大飞机，而选用质量在1千克的轻型无人机，灵巧方面的同时满足了城市架空输电线路复杂且周边空域狭小的环境要求，多样的巡检方式保障了巡检工作顺利进行。无人机结构的设计包括无人机壳体的设计、无人机悬臂设计和无人机云台的设计。无人机壳体的设计要求无人机要适应在复杂多变的地形和天气环境正常的运转和工作，利用较好的流线型来减少飞行过程中的摩擦阻力，从而减少动力消耗，保证续航时间的充足。电动多旋翼直升机通过无人机的悬臂设计来改变速度和调整力矩，同时在悬臂设计中采用了快速折叠锁紧机构，解决了悬臂高空震动问题，简化了折叠结构解决了折叠容易卡死的问题。无人机的云台主要是为了安装和固定摄像机等任务荷载的支撑设备，要研究如何进行任务荷载而通过云台将它们更好地搭载到无人机上，从而使得无人机更加小型化、模块化和轻型化。在电动多旋翼无人机中就设计了三轴增稳平台，保障了无人机在进行低空巡检作业时能够拍摄出清晰的视频影像，而插拔式的连接又使得安装操作。
（二）无人机巡检搭载设备。
可以根据不同的驾控输电线路巡检的任务来设置不同的无人机搭载设备，从而更好地完成巡检任务，主要包括以下几个模块。
1．高速成像模块。
无人机搭载高速图像模块是为了实时记录和传输高速移动中的高清视频，某公司在2013年推出的多功能图像处理模块AVT22，添加了电子稳像技术、场景锁定技术和目标跟踪技术，能够在恶劣的气候环境中增强图像的对比度，使得图像更加清晰。该模块为了增强系统的探测能力，还增加了画中画和字符叠加的功能，使得视频跟踪、视频处理更加简单快捷。在无人机搭载高速图像模块中光传感器的有效像素应该高于1000万，要具备四倍光学变焦和自动对焦功能，同时拍摄速度要至少在每秒25帧以上才能满足架空输电线路巡检的要求，保障巡检工作的高质高量的完成。
2．红外、紫外成像传感模块。
无人机搭载红外热像仪，利用红外探测器和光学成像物镜从而获得红外热相图来对线路热斑进行巡检工作，从而将实时热图像传输到一个或多个监控器上，检测架空输电线路巡检过程中出现的发热故障，提高了故障点检测的准确性，为抢修赢得了宝贵的时间。红外线成像仪的配置要求要有自动对焦的功能而且有效像素要高于30万像素，且热图数据可以实时进行导出。无人机搭载紫外线成像传感模块的应用是为了检测和记录电晕和表面放电过程中辐射情况，然后再对记录结果进行处理分析，从而达到评价电路设备运营状况，减少设备事故发生的最终目的。紫外线传感模块的配置要求体积小，质量在1.5千克以下，从而能够在复杂的地形地貌中运用自如，同时紫外成像仪还必须探测灵敏，能够获取光子技术信息，在选择的过程中还要兼顾成本和开发周期的要求。红外和紫外成像传感模块功能和作用二者是相互补充的，共同完成了架空输电线路的巡检工作。
3．三维激光扫描模块。
无人机搭载三维激光扫描模块可以实现杆塔的全方位的、立体的扫描，并提供可靠的经纬度位置和高度位置，并将相关信息形成全方位的立体图片。例如在2019年南方电网对110千伏寨隍线线路进行带电巡检时就让无人机三位激光扫描“上岗”了，通过新技术的应用，将输电线路走廊的地形、树木等显露无疑，排除了树障隐患，树障和导线之间的距离判断甚至能够达到厘米级别，进一步提高了供电的稳定性，提高了玉林电网的安全性。
三、无人机在架空输电线路巡检中的问题和措施
（一）无人机在巡检中的问题。
无人机在架空输电线路巡检中出现的问题主要是能源消耗快和相关各方面还不成熟。中小型的四旋翼无人机一块储蓄电池在架空输电线路的巡检中一般只能支撑2个小时的时间，续航能力较差，尤其是在温度比较冷的冬天要完成一次巡检任务往往需要多次更换电池，给巡检工作造成了困扰。另外，无人机在架空输电线路的巡检各方面还不成熟尚处于探索阶段，由于无人机的驾驶要求的技术水平较高，无人机巡检是一种新技术，在实际的工作中缺乏专业的技术人员，无人机的各项技术还处于研发或者试运行阶段。
（二）无人机巡检对策研究。
1．加强技术研发。
加强无人机在架空输电线路巡检中的技术研发，将更多的能够有利于巡检工作的技术搭载到无人机中，从而真正解决无人机在架空输电线路中的各种技术问题，提高输电线路的安全稳定性。
2．建立一个标准化的无人机巡检工作体系。
逐步探索符合实际情况的无人机巡检班组模式，完成无人机班组建设及人员配置，初步建立相关的班组管理、制度标准、绩效考核等配套体系，实现由传统线路运维班组向新型协同巡检班组的转型;完善无人机培训体系，组织青年员工参加国网公司山东电科院多旋翼无人机取证培训班，取得AOPA颁发的轻型多旋翼飞行器驾驶员合格证。
四、结语
将无人机应用于架空输电线路的巡检工作中能够大大解放劳动力，提高巡检工作效率的同时降低了工作难度，使得输电线路的巡检工作更加便捷、安全。但是这一应用尚且处于不断发展和改进的阶段，所以要加强新技术的开发和应用，建立完整无人机巡检工作体系，提高电网运行的安全性和经济性，真正实现高科技服务于社会的最终目的。
参考文献
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