张克
国网河北省电力有限公司保定供电分公司 河北省保定市 071000
摘要：在输电线路正常巡视过程中，往往需要对输电线路的本体、附件温度、交叉跨越距离等情况进行测量，而且其环境比较复杂，作业周期也相对较长，无人机巡视技术不仅能够满足输电线路运行过程中测量精度的要求，同时还可以高速高效地完成复杂天气条件以及野外环境下的拍照、摄像测量任务，促进了我国输电线路巡视工作的现代化发展。基于此，本文就输电线路巡视中无人机技术的运用进行详细探究。
关键词：输电线路；线路巡视；无人机；技术运用
1 引言
输电线路运行状况是否稳定直接影响着电网安全高效运行，然而，输电线路通道大多处于茂密山林区、繁华城镇区，多跨越高速公路、高速铁路和重要通道，仅凭人工的方式进行巡视工作难度大、效率低且风险高。因此，研究在输电线路运维管理中应用无人机巡检技术，对于及时掌握输电线路运行状况、提高运维效率、降低安全风险等具有重要意义。
2 无人机巡视
2.1 特点
无人机较为便携，操作较为简单，减少了对输电线路运行巡视的人员需求。另外，无人机电力巡线的精度较高，在巡线过程中的准确性较高，能够提高电力巡线工作的效率。除此之外，无人机电力巡线的适用范围较广，能够适用于多种复杂的地形和恶劣的自然环境，既能够检测出自然损害又能够检测出人为造成的电力设施破坏。不仅如此，无人机的电力巡线技术可以自主飞行，并且起飞降落对环境的要求较低，反应较为迅速。
2.2 优势
在巡视线路的过程中，能够较为迅速地检测出输电线路中存在的问题，减少人力物力的消耗，无人机的反应速度快，能够较快的发现问题，无人机检测的过程中也能够提高电力检修的速度和效率。不仅如此，无人机在常规巡视的过程中能够降低对输电线路巡视人员的需求，减少输电线路的巡视成本。除此之外，在巡线的过程中，无人机的航线巡线能够帮助降低无人机的巡线成本和巡线难度，提高了电力巡线工作的效率[1]。
2.3 效果对比
人工巡视工作往往存在巡视位置不全面、巡视巡检质量不精细、观察角度不理想、地面拍摄照片不清晰及登塔巡视具有较大安全风险等诸多弊端。采用无人机巡视技术，能切实解决上述问题。通过对有关试验数据的综合统计，人工登塔巡视一基杆塔平均用时约26min43s，而无人机巡视平均用时为3min24s，无人机巡视较人工登塔巡视效率提升达87%以上，并有效抑制了人工登塔的安全风险。同时，无人机巡视具有全角度覆盖、安全系数高、拍摄照片清晰以及发现故障点或隐患迅速准确等优势，能有效弥补人工巡视的不足，真正实现了输电线路杆塔的精细化巡视。
3 输电线路巡视中无人机技术的运用
3.1 飞行控制
无人机电力巡线任务中，飞行控制技术主要包含自动巡线、实时避障和位置控制等，是巡检系统中最重要的一环。区别于飞手手动控制无人机进行巡线，自动巡线无人机可以根据预先导入的线路、杆塔和地理环境等数据，自主完成巡线任务，减少了对经验丰富的飞手的需求，削减了人力成本。而实时避障则允许无人机在执行巡线任务时，利用红外系统、声呐系统等结合计算机视觉技术对非预期内的障碍物进行躲避，减少无人机的损耗，保证巡线任务的顺利执行。无人机体积小、质量轻，遭遇恶劣的自然灾害时，可能会在一定程度上失去平衡，并偏离航线，位置控制模块会通过重力感应器、角度感应器等判断无人机当前位置，并结合航线数据进行调整，帮助无人机恢复平衡状态，并回到既定航线之中。同时，精准的位置控制还能帮助无人机更好地拍摄不同角度的线路、杆塔图像，提升后期的故障检测效率和准确度[2]。
3.2 多角度多光谱成像
AMTIS（机载多角度多光谱成像系统）的硬件功能可以有效得到自可见光至热红外共3个波段的9个角度相应图像，其属于当今唯一能够得到多角度热红外图像的主要设施。经由拼接和采集图像，对线路走廊三维地形、线路和物体距离图、线下横纵剖面图以及正射影像图等进行查看，从而定位地理，对走廊实际状况加以监视，并且精准定位危险点以及各距离的量测。
3.3 激光技术
激光技术也是一维的传感器，通过观察振动频谱，正常情况的中心频率和已开裂绝缘子是不同的。例如借助抛物型的反射镜把超声发生器发出的超声波对准所检测的绝缘子，引发微小的振动，随后利用激光在此对准所检测的绝缘子，继而按照反射信号频谱对绝缘子是否开裂加以判定。
4 无人机技术在输电线路巡视中的运用途径
4.1 电子监控
遥测遥控电子监控是利用具有遥测遥控功能的业务系统或平台对线路的运行状态进行远程监控及管理的非现场巡检行为。借助该系统或平台，线路管理人员可通过在电脑终端或手机APP，即可实时监测线路位置、电压、电流等的工作状态。当系统发现线路状态异常情况，会第一时间自动报警。由此提高了线路相关管理部门发现问题的时间效率，能够及时采取相关措施。此外，线路管理人员可以进行远程操控，当发生故障后，可以立即通过线路运行信息监控系统故障原因作出初步判断，其中一部分故障远程即可恢复，从而在很大程度上提高了故障修复效率。
4.2 数据采集与传输
在无人机巡视输电线路的过程中，借助红外热像技术把信号传送至地面的检测屏幕上，便于技术人员可以对实时图像以及影像信息进行观察、分析以及处理，随后便可利用这部分信息对输电线路所产生故障的部位进行确定，而地面的工作人员就能够针对性地展开维护、检修，这能够使人为工作有效性以及精确性得到全面提升。
4.3 故障检测
无人机无法运用机械技术对线路故障进行维修，因此在对输电线路进行检测的过程中，主要是运用各类成像技术对线路情况进行仔细的排查，其中包括电子光学检测、红外热像仪检测等等。通过将红外热成像技术应用于其中能够对输电线路局部发热的部位进行故障检测，从而确定输电线路的故障类型以及故障发生点。运用电子光学检测能够检测输电线路本体是否有缺陷，通过对输电线路绝缘部位进行全面的排查，最终检测出输电线路的绝缘子是否出现破裂，不同检测技术具有不同的特点，且应用场景也不尽相同。因此在将检测技术应用于实际检修过程中，应当根据巡视的部位以及巡视目标进行合理选择。
4.4 注意事项
首先，在测量之前需要确定无人机的种类，这就需要工作人员针对相应的地形以及输电线路状况来选择符合要求的无人机，选择完成之后，应当对其进行调试，以便于及时、准确地获取相关信息[3]。其次，在应用无人机进行输电线路巡检时需要工作人员设计好相应的航线，该航线的设计过程中需要秉持简洁、准确的原则，避免多种因素干扰下，影响到无人机的测量精确度。在实际测量前，需要工作人员在现场对无人机进行调试。最后，在实际拍摄过程中应当确保无人机的像控点分布，再针对其所得到的信息和图片进行数据处理工作，以此来确保数据的准确性。
5 结束语
无人机技术在测量测绘中的应用具有较大的优势，将其利用在输电线路巡检的过程中，可以避免环境因素的影响，使得输电线路巡检结果更具准确性。在该技术的应用过程中也需要注意针对性地采取相应的措施来提高输电线路巡检质量，推动输电线路巡检的发展。
参考文献：
[1] 刘健辉，薛庆辉 . 浅析无人机在高压输电线路巡视中的应用研究 [J]. 中国新通信，2019，21（17）：105.
[2] 王金城，陈清江 . 输电线路无人机超视距巡视智能操控系统研发与应用 [J]. 科技视界，2018（32）：5-8.
[3] 刘大伟 . 浅析固定翼无人机在输电线路巡视中的应用 [J].中国新技术新产品，2017（19）：23-24.