摘要：随着输电线路技术的稳定运行，做好线路巡检工作是当前非常重要的一个环节。无人机巡检在其中的应用改善了传统输电线路技术的不足，能够提高检修效率与检修质量。文章对无人机巡检在输电线路技术的应用进行研究。
关键词：无人机；巡检技术；输电线路；线路巡检
引言
线路巡检是保证架空线路正常运行的重要手段.随着我国输电线路的快速发展,线路巡检工作面临着作业强度大、周期长,部分线路环境恶劣等问题,传统的人工巡视方法面临巨大挑战.为此,近年来电网积极引进新技术,提高线路巡检工作自动化程度,改进巡检工作模式.
1输电线路巡视内容分析
巡检工作内容具体包括对线路本体、附属设施、电力设备、所处环境的检查与巡视,明确掌握巡查范围内输电线路的具体运行情况,对输电线路运行期间存在的故障问题第一时间发现并上报,为线路的稳定可靠运行提供保障。现阶段输电线路巡查作业开展,具体包括故障巡视、正常巡视以及特殊巡视3种方式,在以往工作期间,无论开展哪种类型巡视,所采用的模式均为人工地面巡查,只有在突发特殊情况时,才会出现人员灯塔巡视的情况,此巡查模式的应用无法发挥出巡检工作的最大作用与功能。传统人工巡检方式的应用,无法与现阶段不同运行状况线路的不同巡视要求相契合,影响到巡检工作开展有效性,无法帮助电力企业精确且及时的获取输电线路的具体运行状态与情况,不仅造成人力资源的浪费,甚至对输电线路的稳定、安全运行产生影响。
2无人机巡检在输电线路中的应用优势
2.1电力无人机概述
根据无人机的机体结构,通常可将无人机分为无人直升机、多旋翼无人机和固定翼无人机三类.目前在电力巡检中都有应用,但由于三种无人机的性能特点存在较大差异,其所承担的巡检任务也有所侧重。无人直升机与传统直升机类似,但由操控人员在地面站进行操控,是早期电网无人机巡检试验方案之一。由于无人直升机体积较大,操控难度较高,存在与电力设施碰撞产生严重后果的潜在风险,且成本较高,目前已较少应用在电力巡检领域。多旋翼无人机由多个旋翼产生升力,通过改变各个旋翼的转速控制飞行器的姿态,具有小巧灵活、垂直起降、精准悬停的优点,但机动性和飞行高度较低,负载较小,续航时间短.因此,在架空线路巡检中,多旋翼无人机通常负责小范围精细作业,或杆塔精细化建模等任务。固定翼无人机依靠螺旋桨或涡轮发动机提供前进动力,由机翼与空气的相对运动产生升力,其巡航速度快,续航时间长,但起降需要跑道,且无法悬停。在架空线路巡检中,固定翼通常负责大范围、有较高航程要求的任务。
2.2无人机在电力输电线路巡检优势
第一，免受地形限制。全方位巡查电力输电线路,所获得监测数据具有时效性,这就能够切实提升电力输电线路巡检工作质量与效率。第二，免受天气影响。能够满足恶劣天气条件下的巡检需求,即便是人工巡检难度较大的项目,也可通过无人机作业来解决,更具安全性与可靠性。第三，线路检查迅速。在电力输电线路巡检过程中,通过无人机的应用能够实时化的监控线路及设备等故障,在第一时间获得信息数据,向管理中心传送,便于管理中心就数据进行汇总分析,从而探寻故障解决的可行路径,这就保证了电力输电线路故障处理的准确性、及时性与可靠性。第四，便捷易操作。无人机的使用具有一定便捷性,小型无人机可随身携带,大型无人机则可通过车辆来进行运输。第五，可扩展性。无人机具有可扩展性,能够作为搭载平台来对监控装置进行安装,能够检查线路故障问题,测定沿线树木高度等。将无人机应用于电力输电线路巡检中,能够对巡检作业质量加以保证。
2.3无人机巡检内容
无人机巡检主要是对输电线路导线、地线和杆塔上的金属、绝缘器件、附属设备和线路等设备进行常规性的检查工作，在巡检时根据线路的运行状况不同，按照相关要求对设备展开可见光巡检或红外巡检项目。在进行故障巡检时，通过无人机确定出重点检查区域和部位，及时查找到故障点和其他异常状况。
除此之外，通过无人机巡检可以完成鸟害巡检、灾后巡检、放火烧山巡检、树木巡检等等。
3无人机巡检在输电线路中的应用
3.1通信技术
电力电缆通信技术是利用电力传输线作为信号传输通道，将信号加载到电力线上，实现语音、数据等信息的高速传输。这种通信技术相对比较成熟，安全性高。光纤通信技术指用光波作为传输载波，将光纤作为传输媒介实现数据信息的传输。光纤通信系统由光发信机、光收信机、光纤或者光缆、中继器、耦合器以及光纤连接器等构成。光纤通信技术具有通信容量大、传输距离远、抗干扰性好、保密性强等优点。无线通信技术主要分为微波通信技术和移动通信技术。微波通信技术是利用数字中继器进行数据信息交换，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。移动通信技术主要为了满足手机、电脑等移动终端设备的通信要求。
3.2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。
3.3激光雷达技术
激光雷达以发射激光束感知目标的位置、速度等特征量,目前被广泛应用在地理信息测绘及定位导航领域.在电力巡检中,主要用于架空线路的通道环境测绘及三维重建,是当前电力线路走廊通道环境检测的主要技术手段之一。该方法主要通过机载激光雷达扫描电力线路通道,根据点云数据建立电力走廊通道环境的三维模型,在此基础上分析危险点(树障缺陷、限距缺陷、外破缺陷等),并结合倾斜摄影进行通道可视化管控,结合微气象、导线工况进行导线弧垂、风偏、覆冰等缺陷预警.由于多旋翼无人机航程受限,激光雷达多装载于固定翼无人机上,硬件成本较高,目前也有将小型激光雷达装载于中小型旋翼无人机上,承担杆塔精细建模等任务,但尚未大规模应用。
3.4多旋翼无人机与人工相配合。
在电力输电线路巡检工作中,多旋翼无人机巡检以及人工巡检各有利弊,出发点不同,各自具备一定观察优势。对于导线、地线类缺陷来说,其与地面存在较大距离,异常情况大多不明显,人工巡检存在一定难度,无法做出准确判断,可应用无人机巡检来提高工作效率。对于基础、拉线等缺陷,无人机巡检方式下并不具备良好的飞行环境,实际应用存在不便,则可通过人工巡检的方式来进行。对于杆塔瓶口来说,通过多旋翼无人机与人工相配合来巡检的方式,能够获得理想的巡检效果,通过无人机可发现瓶口以上所存在的缺陷,而通过人工巡检能够对瓶口以下的缺陷加以识别和判断,比如外力损伤等,通过两种巡检方式的协同运用,能够保证电力输电线路巡检质量,实现优势互补。单一模式下的隐蔽性问题也能够被发现,确保故障的顺利解决,为电力输电线路的安全可靠运行提供保障。
结语
综上所述,借助无人机巡检技术,进一步提升电力企业输电线路巡检效果,规避与消除以往线路巡检期间存在的弊端与问题,提高电力企业线路巡检水平。鉴于此,应加大对无人机巡检技术的应用与开发,满足电力企业具体线路巡检要求,为线路稳定、安全运行提供保障。
参考文献
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