(国网蒙东检修公司鄂尔多斯市输电工区 内蒙古自治区呼和浩特市 010020)
摘要：在我国经济实力逐渐壮大，科学技术不断创新的今天，在高压输电线路巡检中也实现了新技术的应用，逐渐实现了由传统的人工巡检方式到智能巡检方式的转变，为推动高压输电线路智能巡检做出了重要贡献。
关键词：高压输电线路；智能巡检；新技术
引言
在我国社会不断发展，国民生产总值不断攀升的背景下，传统的输电线路普遍存在缺点，智能输电线路无人机巡检系统被开发出来并应用到实际巡检工作中。
1输电线路巡检现状
（１）巡视质量对比。人工巡视质量与巡视经验密切相关，巡视经验不足的人员难以发现和准确判断缺陷，也无从知晓其记录的缺陷是否正确和完备。而无人机巡视可在高空对金具等巡视重点部位进行高清拍照，后期通过查看图片可准确识别缺陷，避免了错判和遗漏。（２）巡视频次对比。当需要排查压接管类型、防鸟刺缺失、绝缘子单双串及悬挂方式等台账信息时，人工巡视需通过反复巡视排查，而无人机巡视则只需查看重点部位的照片即可，避免了重复性现场巡视排查工作。（3）巡视时间对比。人工巡视时，作业人员步行距离约为档距的２～５倍，８０％的巡视时间耗费在步行路途中。而无人机飞行速度是步行速度的１０倍以上，可大幅节约巡视时间。
2高压输电线路智能巡检新技术
2.1自主定位
机器人通过自身的云台设备实现巡检，但是并不具备自主识别和定位功能。自主定位的主要原理就是使机器人在自主运行过程中通过编码器、传感器等获得线路信息，通过算法对相对杆塔的位置信息计算，转换信息之后通过指令发送到云台中，以此获得机器人巡检的目标位置和控制参数，从而实现全自助巡检。
2.2激光雷达数据处理
电力巡检是激光雷达在测绘领域的细分应用，相较于传统的地图测绘工作，电力通道测绘的难点主要集中在杆塔和导线的识别与重建:电力铁塔是由细长塔材构成的镂空结构建筑，不利于点云数据的三位重建；输电线路导线的外径一般为8～37 mm，由于测量距离和激光雷达角分辨率的限制，无法保证每个扫描周期都能扫描到电力线，即电力线的点云数据通常为一串不连续的点，需要后期进行识别并补充完整，与此同时，电力线三维重建又是多项电力检测及预警的基础，对检测精度有直接影响。因此，该领域相关研究主要集中在电力线路走廊点云分类及典型目标识别、电力线三维重建、杆塔三维重建、危险点检测等4个方面。随着技术的成熟，目前主流的数据处理软件已经可以实现大部分流程的自动化处理。
2.3输电线路走廊的三维建模系统
如果在输电线路走廊建设工作中使用无人机倾斜测绘技术，那么就可以实现走廊可视化三维模型的建立，进而能够实时观察和分析输电线路周边环境变化对线路运行的影响，主要包括以下三方面：首先是通过对输电线路周围树木的观察及时发现并测定线路与周边树木的实际距离，便于作出相应的处理；其次，能够实时的检查周围环境对于输电线路的影响，例如输电线路周围是否存在会对输电线路运行产生不良影响的工程施工等；最后，实时观察输电线路周围是否出现一些会对线路正常运行产生不良影响的新建建筑。在输电线路中应用走廊三维建模系统主要具有下述优点：与传统的以照片进行判读的工作方式相比较而言，通过便携式单镜头测绘无人机的使用获得三维线路的相关走廊数据能够更加直观并且高效的判读通道的实际状态，不仅需要的成本比较低，而且还能够有效提高工作的效率，为客户提供更加直观且准确的可视化线路走廊图。
2.4控制系统设计
（1）压力调节算法设计要求。压力调节包括主动轮降速和调节手爪压力。控制系统自动调节主动轮运动速度，主要是限制主动轮速度，从而保证压力调节的可靠性。如果压力值超出设定最大区域，会立即停止主动轮电机运动，等待调整完毕后再继续水平运动。机器人的行走动力由主动轮提供，手爪向上产生摩擦力，压力传感器负责实时监测手爪和主动轮对地线或越障桥的抱紧力。通过智能控制运算单元，调整出当前机器人行走适用摩檫力，从而达到巡检机器人平稳行走目的。其中地线上行走，包括带有坡度的地线，靠摩擦力行进，摩擦力调节手爪抱紧力调节。遇到障碍物，例如预绞丝等，手爪压力变大。如果压力太大，摩擦力会过大，增加负载，需减小手爪抱紧力，从而调整压力和摩擦力。当机器人离开障碍物时，手爪压力变小，摩擦力变小，容易发生打滑和颠簸，需增大手爪抱紧力，调整压力和摩擦力。（2）控制系统参数设计。机器人控制系统以125Hz的频率进行快速状态扫描，每次状态扫描都要根据主动轮和手爪之间的状态关系进行压力调整。设计要求机器人满足最大运动速度为2m/s，两次状态扫描时间间隔内，机器人最大水平位移为16mm。越障桥设计能够保证在5次状态扫描更新过程中，控制系统能快速反应并调节压力，保持压力在允许范围内，使机器人正常行走。
2.5自主越障
机器人在输电线路中的工作主要分为两部分，分别为杆塔越障和直线段。由于机器人在工作的过程中尤其是在爬坡过程中的会遇到相关的工作障碍，其越过这一障碍的关键是利用其本身的滚动打滑的检测和控制，然后对外界的环境进行感知，以此在系统中形成不同的爬坡策略，然后寻找可以跨越的方法，顺利爬坡。在机器人的整个运行过程中，跨越障碍是一项较为重要工作，因为其在工作中越到的障碍是不同的，面对不同的障碍，其需要选择不同的越障方法才能完成工作。虽然这些都通过机器人本身的自主运行就可以，但是仍旧需要工作人员把握其运行状态。并且，这也需要机器人在设计时进行统一的设计，安装具有同样程序工作的机器人，这样既方便工作人员的操控，也降低了机器人运行时的难度。
2.6塔架故障的自动判读以及识别系统
对于输电线路中的塔架部分，则摒弃原有的人工处理方法，通过塔架故障自动判读以及识别系统的开发应用实现了真正意义上的塔架精细化以及自主化的巡检方式：首先是前端塔架数据的采集工作主要通过工业旋翼机实现；其次对于获得的前端采集数据，主要通过数据识别系统的应用实现自主删选以及判断，并获得相关的缺陷报告，报告内容主要涉及线路以及缺陷的名称以及巡检的日期等等。该系统的应用能够通过现代化人工智能技术的应用改变原有的人工判读照片工作方式，在很大程度上缓解了工作人员的工作强度，提高了工作效率。
2.7在线监测智能技术
由于现代工业科学技术的快速发展，整个社会的经济也快速增长，想要实现工业经济的进一步发展，各个行业都需要对以往的工业技术进行改进，才能实现自身飞跃性的发展，从而从中获得更大的经济效益。也正是这一理念推动了整个社会发展的快速进步，在我国的电力系统的管理中也不例外。从我国电力系统的结构分布来看具有广大等特点，在进行高压输出线路巡查时还容易受到不同的地形环境的影响。因此在输电线路巡查工作中除了通过上述两项智能技术进行巡查时，还可以依靠在线监测技术对整个线路的运行情况进行及时监控，这样才能保证我国电力系统的安全性。
结语
综上所述，电力无人机巡检智能化是一个漫长的发展过程，其研究往往需要多学科跨领域协作，极具挑战性．但可以预见的是，随着无人机应用的推广与深化，它在未来很长一段时间内将会是研究热点之一。
参考文献:
［1］周宗国，周海，胡彬，等．无人机在电力线路巡检中的应用及前景［Ｊ］．科学技术创新，２０１８（２３）：１６４－１６５．
［2］张玉东，刘石刚，徐邦斌．深入研究输电线路巡视中无人机的应用技术［Ｊ］．电工技术，２０１９（４）：８－９．