(国网青海省电力公司培训中心 青海西宁 810008)
摘要：为了保证电网运行的稳定性和安全性，需要对输电线路进行定期检查，以便及时发现输电设备的紧急或重大缺陷，排除线路通道的外部安全隐患，防止发生设备事故或外力破坏事故。直升机巡检作为目前一种相对成熟的巡检技术，已在我国电网推广应用。有人直升机巡检存在一次性投资大、巡检成本高、机载人员安全风险高、对飞行员技术水平、心理承受力要求高以及高空域管制等问题，目前还不能完全满足不同电压等级、复杂地形条件和各种特殊灾害条件下的巡检需求。
关键词：输电线路；无人机；线路巡检；作业流程
一、输电线路巡检中无人机技术应用
借助无人机巡检技术，实现对以往人工巡检期间存在的问题与弊端消除与规避，通过对巡视过程的完善与强化，达到提升巡检有效性的目的。从巡检方式角度出发，无人机巡视的开展，大幅度降低电力企业人力成本的投入，并保障输电线路巡检效果达到标准要求，做到对实际输电线路的运行情况全面且精准的反应；从巡视制度出发，在具体巡检期间通过人工巡检与无人机巡检方式的结合，能够做到对输电线路运行状态的有效巡视，避免在巡视期间因巡检人员地面巡检而产生巡视不到位现象。
1.1 无人机参数
FCZ四旋翼无人机依托于电动形式驱动，在空载状态下，无人机起飞重量为9kg，不算无人机自身重量，机身最大荷载重量为10kg。该型号无人机在不同荷载情况下续航时间分别为：8kg荷载状态续航为20min；5kg荷载状态续航为30min；无人机空载状态下，续航时间90min。FCZ四旋翼无人机最高飞行高度小于2000m，飞行速度最快60km/h，最大升限5000m，无人机云台位置可以搭载红外成像设备等。
1.2 作业系统
1.2.1作业能力
无人机巡检技术的应用，一架无人机需要配备工作人员2名、作业车一辆，具体巡检期间借助无头飞行操作模式，无人机操作难度较低。但是在实际巡检过程中若涉及到山地环境巡查，在视线受阻、视野不佳的前提下，无法开展超视距飞行，使得无人机巡检通工作范围缩小，工作能力受到影响。无人机可以保持较为稳定的悬停状态，借助云台控制与以及飞行状态的调整，可以保持无人机在巡检期间保持稳定的悬停，进而达到对目标区域高清拍摄的目的。
1.2.2系统设备
采用碳纤维结构的无人机设备，导航设备的应用为GPS导航、北斗导航、北斗+GPS导航3种。飞行期间水平导航误差小于2.5m，起降风速必须在6级或6级以下时方可进行开展无人机巡视。图片接收机型号为R760-FPV接收机，可以将无人机巡视情况清晰且准确的传输至液晶屏中，地面站对无人机分型参数的监控依托于数传系统。
1.3 应用优势分析
在具体输电线路巡检期间，无人机技术的应用依托于自助悬停技术以及导航飞行技术的应用，实现无人机运行稳定性与效率的保障，确保无人机运行结构的合理性。借助无人机巡检技术，可以帮助工作人员完成输电线路巡检目标与任务的同时，做到第一时间发现输电线路运行期间存在的故障问题。与此同时，上述2种技术的应用可以保障无人机巡检过程中所测得数据的安全。借助悬停与飞行控制似乎的应用，实地无人机巡检期间工作人员可以通过手动操作、自动控制操作2种模式来开展巡检工作。在无人机悬停巡检期间，工作人员依托于高清监控设备的应用，实现对输电线路的检查与巡视，并将检查数据汇总并记录。若无人机处于手动操作状态，工作人员可以手动设定无人机的检查线路，确保在特殊地形线路检查期间可以做到集中检查。
1.4 应用劣势
受限于应用时间尚短等因素的影响，使得无人机巡检技术的应用仍尚存问题，体现为：无人机运行时间较短，需要工作人员时刻注意无人机的运行状态。并且无人机电池容量相对较小，在一定程度上影响到巡检任务开展效果，倘若无人机飞行期间出现任何问题故障，都会直接影响到巡检任务的推进。与从同时，无人机控制范围存在限制，通常情况下若无人机控制超过额定的1000m范围，会导致无人机操控灵敏度受到影响，并且检测数据同样无法得到精准性保障。另外，无人机无法对所获取的图像进行有效的缺陷分析，意味着传递期间无人机无法对存在的数据缺陷进行修正。
二、无人机巡检输电线路技术的应用实例
2.1雷击故障点查找
一般来说，悬垂绝缘子串雷击放电后，横担侧与导线侧绝缘子烧伤最为严重，且横担侧挂点金具之间的连接点会有烧伤痕迹，悬垂线夹与或导线有明显的放电痕迹，若安装有均压环，则均压环上有明显的烧伤痕迹。耐张杆塔若无跳线串，一般直线烧伤横担侧若干绝缘子后对跳线放电，若跳线弧垂过大也可能沿绝缘子串放电。而这些部位受视角的限制，人工很难在地面通过高倍望远镜巡视发现。即便是人工登检，也只能对杆塔侧绝缘子串或金具进行有效检查，对剩余部位依旧存在盲区。以下是使用多旋翼无人机对330kV线路雷击故障查找实例。2015年05月06日17时，某电力公司330kV花从甲线故障跳闸，运维单位组织无人机进行故障巡视。经故障巡视，发现塔头端合成绝缘子伞裙及导线端均压环上有明显烧伤痕迹。71号塔为呼高23m的直线塔，绝缘子配置为单联V串复合绝缘子串加玻璃绝缘子，杆塔位于海拔199.7m的山顶位置，周围为灌木丛，不能通过肉眼及手持望远镜查找故障点，由于视角限制，也不能通过高倍望远镜查找故障点。无人机操手在山脚距杆塔约260m位置选取空地进行故障查找工作，经过1个架次约10min的查找工作，准确清晰地拍到放电点。
2.2地线断股等细微缺陷确认
2015年5月某电力公司通过“无人机机巡+人巡”模式开展线路隐患排查。人巡通过高倍望远镜发现330kV第9~10个间隔棒上方地线（光缆）断股，该档距1123m，由于档距大，光缆距离地面较远，不能准确判定断股数目。考虑到无人机快速、灵活的特点，随后组织无人机开展断股确认。在机型选择方面，考虑到便携以及拍照效果因素。
为便于操作，操作手将起降点选择在边导线外侧约50m处的空地上，随后按照作业流程到达缺陷位置，利用无人机搭载高清相机，拍摄断股位置图片，实时传输到地面基站，地面操作人员根据实时图像调整相机角度，对断股点进行拍摄。通过图片核实，本处断股3股，同时利用无人机航拍了前后两基塔的地形地貌，为后续制定消缺方案提供技术支撑。
总结以上两个案例可以发现，利用无人机机动灵活的特点，对雷击、异物等跳闸进行故障点查找，不受河流、山川、湖泊等地理环境的限制，可以多角度快速检查某些地面难以确定或者位置特殊的故障点，免除人工登塔作业，减小作业风险，提高故障查找效率。
三、结束语
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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[2]张永，李德波，吴翔，等. 无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J]. 宿州学院学报，2013，28（8）：87-88.
[3]郑贤龙，汪旭旭，叶鹏涛. 输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题分析[J]. 电气开关，2018（3）.
作者简介
孙玉诚（1974.5.7），性别：男；籍贯：青海；民族：汉；学历：本科；职称：一级实习指导教师；研究方向：输电线路运行、检修及无人巡检培训