摘要：近些年，随着社会的发展和进步，对电力的需求量不断增加。油田配电线路巡检工作对电网的安全、稳定运行十分重要，传统的人工巡检方法不仅工作量大、耗时费力，还存在一定的安全隐患。无人机巡检可根据编好的电杆GPS坐标点进行自动飞行，飞行1h可巡检线路15~20km，且不受地理及周边环境的影响，对低洼地带、绿化区域的电力设施都能进行巡检，具有工作效率高、准确率高、巡检范围大等优点。无人机还可以助力变电站运行维护，从空中的视角对变电站开展精细化专项巡检，实时向地面巡检人员传输数据，便于及时、准确处理电网的故障隐患，是一种安全、准确、高效、快捷的巡检方式。
关键词：油田配电线路；无人机；电力巡检；技术要求
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。
1无人机的概念
无人机顾名思义就是无人机驾驶的飞机，相较于载人飞机而言，无人机的造价更低、使用更方便、体积更是比实体飞机小很多倍，目前主要是运用自身所包含的程序控制装置和无线遥控设备来对无人机进行操控。无人机包含了多种类型，具体有无人飞艇、多旋冀无人机、固定冀无人机、垂直起降无人机等等。在2013年11月18日，我国民用航空局发布了《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，中国内地无人机操作根据机型大小、飞行空域等可分为11种情况，其中仅有116千克以上的无人机和4600立方米以上的飞艇在融合空域飞行由民航局管理，其他均由行业协会管理或者操作手自行负责。
2将无人机科学合理地应用于配电线路巡线
无人机系统与油田的配电线路在多个方面都是息息相关的，并且两者之间的相互作用也比较复杂，在分析无人机特性和数据链功能的基础上来确定油田的配电线路巡线的驱动因素、复杂性和主要性能，从而完成数据链接。
2.1躲避障碍的要求
无人机在油田的配电线路巡检时会受到树木、建筑物、其他等级电力线路、通信架空光缆等障碍的影响，要求无人机不但具备GPS自主路线导航控制、地理匹配自动控制、电力线路杆塔自动跟踪飞行控制的功能，还必须具备自动识别、躲避障碍的能力。目前国内无人机自动障碍规避系统能够实现在飞行中判别障碍物，自动选择路线绕飞，能够适用于油田复杂的配电线路巡检。
2.2无人机定位和导航
无人机定位主要是指根据一些虚拟或真实的坐标系来监测无人机物理位置的过程，如果无法对无人机位置实施直接测量，就要运用本地化模式来协助定位。一般是在有限时间内监测最为准确的位置信息，并将此作为评估无人机定位系统性能的主要条件。其次，还可以运用数据链路方位角测量和距离监测来定位无人机的位置，不可忽视的是，在使用这种监测方法的过程中，必须将天线在小型卫星和地面的准确位置与方向作为计算起点。目前，GPS接收器是无人机的标准导航系统，GPS具备全球定位功能，能够在测量三个卫星距离的同时准确定位接收器在地球表面所处的位置。此外，GPS接收器在监测到四个卫星的范围的情况下，还能对接收器的高度进行测量。这个系统的民用版本所能提供的精度是一百米，而军用版本受各种因素的局限，其所能提供的精度是5～15米。
2.3缺陷识别的要求
无人机巡检安装的可见光摄像或红外线热成像等设备，具有自动控制摄像、杆塔自动跟踪识别、摄像快速对焦成像和高分辨率等功能。目前国内无人机具备良好的监测信息实时传输能力，能由地面控制系统通过数据链进行操控，多角度近距离拍摄，实时传递高清的图片或视频，通过人工判读可识别线路存在的运行缺陷。随着图像识别技术的不断发展，无人机巡检智能分析、识别电力缺陷的技术将不断完善，巡检技术人员会更加快速、准确地发现故障点，及时进行处理。
2.4无人机巡线操作系统
在设计无人机巡线操作系统的时候，其成本、抗干扰裕度以及操作范围等因素可以相互配合、相互制约。如果将权衡所受范围的影响当成阶梯函数来看，就可以表现为能够在配电线路和地面站的视距范围内合理操作的一组链路，而且，即使必须操作的链路不在规定范围之内，也不会有太大的影响。不可忽视的是，抗干扰班级和数据速率均属于连续变量，这两种变量和成本以及任何给定的范围均为反比关系，就意味着无论哪一个参数值增加了，均会导致数据链路成本的增加。此外，任务要求直接驱动操作范围，因此对这一参数进行修复的困难程度可能最低。可以用30dB～40dB或者高于40dB的成本代替视距范围、配电线路和地面的处理增益，从而使得抗干扰余量的操作效率能够得到最大限度地提高。在超出视距范围的情况下，只有提供大型机载中继车辆，才可以获取天线的增益。一旦使用小型中继设备或者低频直接传播，就会使得操作系统的相关因素局限为处理增益、数据速率和抗干扰这三个因素。而抗干扰边际操作速率会受到影响的直接原因是权衡。随着信息技术的不断发展，使用板载处理可以将给定信息内容传输的固定数据量有效减少。对系统软件和控制回路进行科学合理的设计可以适应操作效率降低所引起额时间延迟，同时在低数据速率下也能将任务顺利完成。
3无人机巡检技术发展的趋势
随着各种新型技术的不断问世，无人机技术在应用时将会具备更多的优势。在输电线路安全巡查工作中，无人机技术将会发挥更大的作用。这项技术的发展前景，主要是向着智能化的方向发展。对于无人机设备的飞行模式，在改造时应该加大对无人机的电动固定翼、导航方式等方面的研究和开发。在改进设备的航摄功能的过程中，需要进一步对全自控系统以及缺陷识别等功能进行开发，从而提高设备的技术应用含量和工作效率。此外，需发挥多功能设备之间的互补应用。
结语
采用无人机巡检能够降低巡视周期，且不受地理、环境的影响，及时、准确地提供电网运行信息有利于电力部门制定有针对性的维护措施，对电力维护工作具有非常重要的意义。无人机巡检作为一种新兴的巡检技术手段，可大大降低人工劳动强度，减少巡检工作的风险，具有高效快速、准确全面的优势，能够为保障电网安全、可靠、平稳地运行提供数据支持。
参考文献
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