摘要：无人机是利用无线遥控设备和控制程序操作的不载人飞行器。由于无人机具有体积小、操作简单、成本低等优点，因此在航拍、工程测量、救灾、测绘等多个领域广泛应用。将无人机应用在电力线路安全巡检工作中，可以提高线路巡视工作效率，降低巡检人员工作强度和危险性。基于此，主要分析了无人机巡检技术的构成与特点，并探讨了无人机电力线路安全巡检过程中的通信技术、遥感技术及激光雷达探测技术。
关键词：无人机；电力线路安全巡检；关键技术
1 引言
我国经济发展水平的提升促使我国的电力行业迎来发展契机，随着输电线路分布的愈发广泛，实现我国供电范围的不断扩大。但是因自然条件等因素限制，使得部分地区输电线路无法依靠人工巡检方式完成，并且现阶段人工巡检方式的应用已经无法满足当前输电线路稳定运行具体需求。所以，需要借助无人机巡检技术来完善巡检工作，避免巡检期间受到地理、气温、天气等条件影响，提高故障巡查精准度，实现输电线路整体运行情况的全面掌握。也正因此，进行无人机巡检技术应用的深入分析，具有至关重要的现实意义。
2 无人机巡检技术
无人机巡检是将可见光红外热像仪、遥感设备及数码相机等设备搭载在无人机内部，实现对输电线路巡视检查的新型巡检技术。无人机巡检系统由无人机分系统、任务搭载系统及综合保障系统三部分构成。其中，无人机分系统由无人机驾驶航空器、地面站及通信系统构成，向无人机发布遥控指令完成飞行任务；任务搭载系统主要完成信息采集、记录和检测等功能，主要由光电吊舱、云台及地面控制装置等构成；综合保障系统主要是无人机的工作站设备，包括供电设备、动力设备及储运车辆等。与传统的人工巡检相比，无人机巡检技术具有如下优点。第一，无人机可以垂直起飞和降落，不需要任何辅助设置，不需要铺设专门的跑到和机场，在野外可以随时起飞和降落，方便随时对线路进行巡视。第二，无人机飞行的精度比较高，可以根据巡检要求，随时调整无人机的角度，可以让无人机进行前飞、后飞及侧飞等各种飞行模式，从而全方位对线路进行检查。一旦发现问题，无人机可以及时将采集的数据信息发送到控制中心，便于控制中心对问题线路进行分析，并采取有效的措施，防止故障的发生。无人机巡检技术弥补了人工巡检在复杂地形巡视不足。第三，无人机具有智能控制技术，可以根据巡检的要求，调整无人机的飞行高度、飞机飞行的方向和航线，具有较强的容错性能，适应野外负责的飞行任务。第四，无人具有一定的空间，可以在无人机内部搭载红外热像仪、高清摄像头等设备。红外线成像仪可以监测输电线路的温度，如果输电线路的温度存在异常情况，可以及时发现并分析问题的原因，并及时处理。高清摄像头可以拍摄选检线路的电力设备运行情况，并将拍摄的视频和图片发送到数据中心，便于数据中心对视频、图像进行分析。
3 输电线路巡检中无人机技术应用
3.1 红外热像技术
考虑到电力设备的结构和材料通常受温度影响较大，无人机电力巡检技术精细扫描采用电力无人机巡检中的热成像技术。在正常运行时，电力设备就会产生一定的热度，但随着电力设备的老化或由某些接触点生锈、接触不良引起电阻增大，电流过大，电压异常等，设备会产生发热异常现象。因此，检测温度能很好地了解电力设备的运行状态，帮助巡检人员及时排查缺陷。红外热成像技术具有远距离、不接触、不取样、不触体等特点，在监测和排查电力设备时无须直接触碰，能够有效避免事故发生。同时，由于不需要与被测物接触，红外热像仪可在电力设备带电时进行检测工作，使成本降低。热成像技术成像直观，易于发现异常。通过对温度的精准感知，红外热成像可以直观显示出温度异常处，便于发现故障及隐患，从而完成精细扫描。
与此同时，热成像技术不受电磁干扰。高压线、变电站附近通常有较大的磁场干扰，而红外热像仪的工作波段与电磁频谱相隔甚远，即使在强电磁场的场所使用也不会受到干扰，能得到稳定、可靠的热成像。在电力巡检中，利用红外热像仪与无人机电力巡检技术搭配使用，在检测热点故障时，搭载红外热像仪的无人机往往与设备保持几米甚至几十米的距离，轻易实现大面积精准检测。在视场内发现热点异常情况后，巡检人员再针对性进行检测，巡检效率极高。
3.2 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，不需要巡检人员一一对线路进行巡检，就可以完成巡检的工作任务。
3.3 提升机巡大数据智能化分析水平
目前，巡检数据智能化处理程度低、与业务数据耦合度不高，无法支撑基于数据流驱动的无人机为主的协同智能巡检模式。随着机巡业务的不断扩大，机巡设备的不断增加，输电线路机巡数据的处理与分析应用必将进入“大数据”时代。当前，无人机巡检数据量呈现指数增长的趋势，为人工智能技术提供了海量学习样本。通过统一、完善影像标注规则，利用人工智能深度图像识别技术，构建并迭代缺陷识别算法，实现电力设备缺陷隐患的快速智能化、标准化分析，并自动生成缺陷隐患报告。同时，探索研究基于AI的机载前端缺陷智能识别技术，结合线路实物ID信息识别等交互式现场作业技术，在巡检过程中可对缺陷及隐患进行实时智能诊断和识别，提高缺陷识别的时效性。通过人工智能技术的引入，全面提升巡检数据处理效率和智能化水平，有效分析和掌握输电线路缺陷及外部安全隐患，及时掌控线路设备运行状态，保障隐患消缺及时，提高线路运行的稳定性、安全性，节省人力资源，降低巡检成本。
4 结束语
无人机因其自身优势而在电力输电线路巡检中得到广泛应用，人工巡检的不足得以弥补，促进了巡检工作质量与效率的提升，巡检人员的劳动强度及安全风险都得以降低。在电力输电线路巡检过程中对于无人机的应用，需要保证作业流程的规范化，确保作业方法合理，从而为电力输电线路的安全可靠运行提供支持。
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