摘要：科学技术的发展迅速，我国的输电线路的发展也有了发展。电晕放电对高压输电线路的运行安全构成重大威胁，是当前电网输电管理部门最重要的巡检工作之一。为提高输电线路电晕放电的检测水平，提升电网线路运行的安全可靠性，文章对输电线路电晕放电检测现状进行了分析和探讨，提出了基于无人机技术的高压输电线路电晕放电检测方法。根据云南某地高压输电线路电晕放电实时检测困难的实情，研制了基于无人机技术的高压输电线路电晕放电检测系统。通过实际应用取得了良好效果，为高压输电线路电晕放电缺陷的预防和治理提供了有效技术支撑。
关键词：无人机技术；输电线路电晕放电检测；实际应用
引言：输电线路覆盖区域广，穿越区域地形复杂，自然环境恶劣，从而增加了输电线路运维管理的难度。输电线路设备长期暴露在野外，为了掌握线路的运行状况并及时排除线路故障、缺陷或潜在隐患，每年都要投入大量人力、物力进行线路巡检。输电线路传统巡检方式为人工巡检，存在特殊地形和气象条件下巡检困难、不易发现瓶口及以上部位缺陷、巡检效率低等问题。
1、高压输电线路电晕放电检测现状
电晕放电是高压输电线路表面电晕引发的空气电离和放电现象。电晕放电过程中会产生声、光、热现象，并造成输电线路的绝缘材料老化、线损增大和接地故障激增等不安全问题，是高压输电老旧线路运行过程中重点检测和监视的工作。为保证高压输电线路的运行安全，输电管理部门需要准确检测出输电线路的电晕放电部位，才能有效制定相应的预防和治理措施，避免高压输电线路发生停电事故。然而，现行的电晕放电检测技术多以人工检测为主，自动化水平偏低、智能化技术含量不高、检测效率低下、且检测结果准确度差和检测范围有限。当前云南电网内部针对高压输电线路的电晕放电检测及监测手段还处于人工检测水平，无法对森林、江河及峡谷上方的高压输电线路进行电晕放电缺陷检测。
2、基于无人机技术的高压输电线路电晕放电检测系统
分为四个部分：无人机飞行本体、电晕放电检测模块、信息处理模块和地面监控计算机。其中无人机飞行本体由嵌入式飞行模块、ＧＰＳ模块、机体与机翼等部件组成，主要代替人力实现高空沿线飞行和电晕检测工作。其中电晕检测模块由射频天线、电磁波接收模块、滤波模块等部件组成，射频天线主要辨识和锁定输电线路的电晕放电部位，电磁波接收模块主要采集电晕放电点产生的电磁场强度信号，滤波模块则滤除干扰信号源。其中信息处理模块是无人机电晕放电检测系统的功能核心，主要将无人机电晕探测器接收到的电磁脉冲信号进行提取、存储及运算处理，获得线路电晕放电磁场波形的幅值与相位。地面监控计算机是无人机电晕放电检测系统的控制中心，计算机内配置有无人机飞行导航地图、输电线路网架拓扑和线路的经度、纬度和高度，以及输电线路的弧度等相关信息。地面监控计算机通过无线通信的方式，实现对无人机的远程操控和电晕放电的检测。
3、无人机电力线路安全巡检系统
3.1技术要求
无人机电力线路安全巡检系统主要就是针对无人机进行电力线路巡检工作，因此关键在于（1）需要进行无人机的设计和打造工作。一定要认识到应用无人机进行电力线路巡检的意义和价值，应该研发一些能够适应相关崎岖地形，具有地形适应能力以及相关信息传感能力的特殊无人机，只有这样的无人机才能够达到预期的工作标准，才能够获取相应的数据资料，才能够实现电力线路安全巡检工作的稳步进行。（2）还应该构建相应的信息化处理平台，使得能够将无人机所收集的相关数据和相关资料能够纳入进行，并进行后期的分析、处理工作，以此来达到预期的资料收集和使用的效果。将相关输电线路的实时数据进行在线实时整理、分析，分辨电力线路当前相关状态，定位其所在位置和故障点，以此来给修复工作进行辅助。
（3）巡检系统自身还应该积极组织一些实验活动，通过无人机进行电力线路安全巡检实验，在无人机进行巡检工作实验过程中，查看是否能够达到预期的工作标准，工作效率和工作形式方面是否还有需要完善的地方，这样才能够促使无人机电力线路安全巡检系统得到全面的发展和完善，才能够推动实际工作的进行。
3.2系统结构
无人机电力线路安全巡检系统是我国进行电力巡检工作的重要核心系统，其自身主要由三部分构成：（1）无人机飞行平台。（2）地面实时数据获取系统。（3）是地面数据处理分析中心。无人机飞行平台自身可以对无人机的固定翼和旋翼为基础和根据进行划分。其自身搭载许多先进的传感设备和数据获取设备，还有自助预警设备和相关的避障系统等无人机飞行的必备设备。其能够在复杂的环境之中保持飞行的姿态和稳定，还能够利用自身的定位系统将自身的位置和状态实时传输给后台的数据操作人员，接着会根据探测点的环境状况以及视野情况选择合理的传感器系统，以此来最大程度获取探测点的相关数据资料。而地面实时数据获取系统是整个电力线路安全巡检系统中的关键核心，承担着重要的过渡和枢纽作用。系统任务：（1）接受无人机所传输的相关数据资料，以及对无人机的信号进行接收。（2）对无人机进行控制，将相关数据资料传输至后台的工作人员，以此来推进下一步的工作计划。（3）地面数据处理分析中心是整个电力线路安全巡检系统的最终汇总系统，具有整理、分析、存储、应用等效果。其自身能够应用相关数据技术和测量技术对各类检测对象进行精确化测量和分析，还能够对相关巡检线路进行可视化技术呈现，检测出线路的损坏位置、线路的损坏原因，能够及时准确的定位线路的所在位置和所处情况，达到电力线路的故障及时查处，方便后期的及时维修工作，大大提高检修效率和速度。
4、无人机在输电线路巡检中的应用
（１）杆塔本体精细化巡视。无人机精细化巡视是通过多旋翼无人机对杆塔精细部位进行高清拍照，通过图片巡检发现开口销、金具、绝缘子等部位缺陷，拍摄的内容主要包括导地线杆塔侧挂点、导地线侧挂点及绝缘子。实践证明，无人机可发现杆塔部位９０％以上开口销缺陷，尤其是金具上方的开口销缺陷可达１００％，同时可精细发现复合绝缘子芯棒和瓷瓶的破损情况。（２）通道巡视。使用多旋翼无人机在输电线路杆塔上方１０ｍ外或使用固定翼无人机在杆塔上方１００ｍ外边飞行边录像，记录输电线路全线廊道状况，一方面留存通道历史档案数据，供运维人员反复查看廊道情况，同时为停电检修前现场勘查提供参考数据；另一方面供排查违建、交叉跨越、大棚等漂浮物、易燃物、树竹隐患用，通过无人机排查隐患具有准确、快速、无遗漏的特点。（３）防外力巡视。使用多旋翼无人机通过高空快速飞行排查通道内的外力施工情况，可发现隐藏于厂区、林区内部和遮挡物后面的隐蔽施工详情。（４）故障巡视。输电线路发生故障跳闸后，旋翼无人机可进行高空巡检及全方位、多角度的检查，能在输电线路的巡检过程中较快发现故障点，减少巡检人员的高空作业。（５）三维建模。使用无人机搭载激光雷达装置，在输电线路通道上方飞行，快速建立线路和廊道的三维点云数据模型，实现导线和树木、建筑物距离的自动测量及通道隐患的自动预警分析。（６）灾后巡视。发生灾情后，人员可能第一时间无法到达现场，此时可通过无人机快速到达现场了解灾情，为巡检人员提供一个更全面、直观的视角，为风险级别判断及事件原因分析提供准确依据。（７）设备测温。无人机搭载红外成像仪可近距离对杆塔金具、绝缘子进行温度检测。对于复合绝缘子因芯棒受损引起的过热缺陷，人工地面检测时因检测方向与绝缘子方向平行而难以发现过热缺陷，无人机巡检方向与绝缘子方向垂直因而能检测出来。
5、结语
输电线路巡查工作在开展的过程中，会耗费大量人力及物力资源，并且对工作的要求比较高。如果在开展工作的过程中，工作人员出现操作失误的情况，就会降低巡查工作质量。应该制定科学合理的巡视制度，对各项行为进行约束，提高工作质量和效率。在进行输电线路安全巡视中，采用无人机技术，不仅可以降低工作成本，节省工作的时间，而且能保证巡视人员的安全。因此，在未来的线路巡视工作开展中，需加大无人机技术的应用。
参考文献
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