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高压输电线路的无人机电力巡检技术倪嘉伟

发表时间：2020/11/23 来源：《基层建设》2020年第22期作者：倪嘉伟

[导读] 摘要：电力是我国经济社会发展中的重要能源，电力在人们生产生活中作用越来越突出。

        国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江省杭州市 310000
        摘要：电力是我国经济社会发展中的重要能源，电力在人们生产生活中作用越来越突出。我国电力工程建设规模逐渐扩大，为保障电力系统的正常运行，需要加强电力巡检工作，电力巡检工作受到多种因素的制约，特别是高压输电线路具有较高的危险性。无人级巡检技术的应用，可以有效减少人工巡检的作业量，降低事故发生的概率，提升输电线路运行的安全性和稳定性。
        关键词：高压；输电线路；无人机；巡检技术
        引言
        线路巡检是保证高压输电线路正常运行的重要手段．随着我国输电线路的快速发展，线路巡检工作面临着作业强度大、周期长，部分线路环境恶劣等问题，传统的人工巡视方法面临巨大挑战。为此，近年来电网积极引进新技术，提高线路巡检工作自动化程度，改进巡检工作模式。无人机巡检是对传统人工巡检的技术提升，成为日常巡检手段，是当前电网的主要推广方向。
        1输电线路巡检技术概述
        输电线路是电力系统的重要组成部分。因为输电线路的运行环境比较恶劣，建设区域内的地形地貌也比较复杂，线路运行中不但要承受正常的机械载荷和电力负荷的内部压力，还要经受雷击、强风、污秽、滑坡及鸟害等外界侵害，这些情况将会使线路上的各个元件老化。因此，一旦在安全巡查的过程中没有及时发现线路存在的问题，就会对电力系统的供电质量产生影响。通过对输电线路的巡视检查来了解线路的运行状况及周围环境的变化，及时发现设备缺陷和隐患，从而预防事故发生，保证线路的安全稳定运行。
        2无人机在电力输电线路巡检中的优势
        （1）免受地形限制。全方位巡查电力输电线路，所获得监测数据具有时效性，这就能够切实提升电力输电线路巡检工作质量与效率。（2）免受天气影响。能够满足恶劣天气条件下的巡检需求，即便是人工巡检难度较大的项目，也可通过无人机作业来解决，更具安全性与可靠性。（3）线路检查迅速。在电力输电线路巡检过程中，通过无人机的应用能够实时化的监控线路及设备等故障，在第一时间获得信息数据，向管理中心传送，便于管理中心就数据进行汇总分析，从而探寻故障解决的可行路径，这就保证了电力输电线路故障处理的准确性、及时性与可靠性。（4）便捷易操作。无人机的使用具有一定便捷性，小型无人机可随身携带，大型无人机则可通过车辆来进行运输。（5）可扩展性。无人机具有可扩展性，能够作为搭载平台来对监控装置进行安装，能够检查线路故障问题，测定沿线树木高度等。将无人机应用于电力输电线路巡检中，能够对巡检作业质量加以保证。
        3高压输电线路无人机电力巡检技术的应用
        3.1无人机的巡视方式
        在输电线日常巡检中，无人机经常会遇到的巡视方式其中主要包含了红外巡视和可见光巡视以及激光雷达巡视等几种方式，其中可见光的巡视方式是经常会使用到的一种巡视方式，通过可见光摄像头进行拍摄的照片以及录像，采取无线网络技术可以将输电线路自身的运行状态快速及时的传递给工作人员。基于这样的一个发展过程，无人机巡视进行拍照的顺序主要是：按照无人机的方向，按照“先整体后局部”以及“从上到下”和“从左到右”的顺序去完成对线路整体的拍摄，采取这种形式可以得非常详细的路线信息。在巡视过程中，无人机进行观察的核心内容主要包含了线路本体以及附属设施，工作人员也能够按照实际的需求去对线路通道和线路外部环境等情况进行观察，可见无人机的巡视范围是十分广泛的，同时还能够对不同条件下提出的要求给予满足。
        3.2线路本体的安全巡查
        在安全巡查时，主要的工作内容有地面的巡查和基面的巡查等，还包括了杆塔的巡查，要对杆塔的损坏情况进行检查，还要对倒塌等问题进行巡视。

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在检查接地装置时，要对断裂和锈蚀等问题进行发现，还要观察是否存在螺栓的脱落和接地带的丢失及外漏现象。在进行拉线及基础检查时，要对金具的拆卸、拉线棒的锈蚀或蚀损，以及拉线的松弛、断股等现象进行巡查。在检查绝缘子的过程中，如果存在伞群的破损和污秽等问题，还有放电痕迹和钢帽的破损等现象，也要进行记录。在检查线路时，还要检查导线和地线等，要检查是否存在断裂和烧毁等问题，以及构件的磨损情况
        3.3异物清除
        就电力输电线路巡检的整体情况来看，在实际工作中一旦有异物存在于输电线路中，而并未在第一时间将其清除，则极易导致输电线路出现故障，甚至存在一定触电风险。一般情况下，由巡检人员通过人工方式将异物清除，以防范故障问题的出现，但此种方式下存在一定安全风险，极易威胁到巡检人员的生命健康，并且整个清除操作需要消耗较多的时间。以无人机为支持，对电力输电线路中的异物进行清除时，传统方式下主要是将激光二极管模组搭载于无人机的机载部分，发挥光纤聚焦作用，将异物烧断，针对激光二极管模组所发射的平行激光，通过凸透镜来实现光纤聚焦，以异物所在位置为光纤聚焦点，将异物烧断。随着科学技术水平的不断提升，传统异物清除的方法得以改进，多旋翼无人机中搭载的激光模组，以云台摄像头为支持，巡检人员对异物所在位置进行观察，调整无人机位置，锁定异物位置，保证激光模组焦点的准确性。
        3.4故障检测
        高压输电线路一直都会在野外暴露，所以经常会产生多种多样的故障，对于这样的一种情况就要求将无人机自身的作用发挥到位，使用无人机去获得一个合理的视角，降低以往人工模式下产生工作量。这样的操作核心的优势就就是完成多角度的拍摄，在其详尽的得到故障线路相关的图像资料之后，工作人员能够按照图像提出的反馈结果去完成线路自身运行情况的判断，同时对于故障信息有效的完成故障点的处理，降低人为工作产生的压力。
        4无人机巡检技术发展前景
        基于我国科学技术的迅猛发展，无人机巡检技术的应用势必有着良好发展空间，而针对无人机技术的应用，首先需要重视对无人机性能的强化，侧重无人机续航能力提升，并结合具体情况进一步提升无人机作业能力，确保无人机在危险、复杂环境中可以做到稳定运行。其次注重机型改进，基于对走廊巡查、故障缺陷分析、故障查找等方面的综合性分析，合理改进无人机机型，尽可能做到在输电线路巡检期间针对不同情况、环境配置不同型号无人机。最后，注重对无人机巡检模式的开发与改建，提高对无人机自主控制、缺陷识别以及能源补给等方面的优化，真正做到自动化无人机线路巡检。
        结语
        高压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。
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