牛捷
长治供电公司输电运检中心 山西省长治市 046011
摘要：随着我国国力的提升，我国各行各业的技术也在更新和创新，虽然现在还是人工的巡检方式占据主位，但是我国自然环境复杂，山河湖海遍布，输电线路大多处于高山密林之中，部分多回路输电线路较为复杂，线路之间的间距比较小。对于架空线路进行巡检的不同方式，因此需要无人机能够具备可见光成像、红外测温或者激光雷达测距等功能，还需要无人机具有较强的环境适应性，并且携带的时候比较方便。本文首先对无人机平台与系统的组成进行了论述，之后探讨了无人机巡检内容以及路径规划问题，并结合锦州地区无人机巡检情况进行了分析，希望可以为今后的无人机巡检提供参考。
关键词:无人机；线路巡检；人工巡检；路径规划
1无人机巡检的组成分析
1.1无人机平台与系统
巡测功能的实现，需要借助于无人机平台以及搭载的众多类型的传感器。首先，对于数据获取系统而言，它是进行数据信息采集与获取的重要平台，该平台不仅囊括了飞行平台以及稳定平台，同时还安装了相应的自主预警系统以及避障系统等。这样一来，可以确保无人机能够顺利的飞行，同时也提高了数据信息采集的质量与精度，进而提高了数据的利用价值。
1.2数据通信链路系统
对于该子系统而言，其主要工作是进行信号的接收与发射。无人机巡测过程中，需要与地面测控站保持数据的实时传递与交互。巡检工作中，当传输速率满足4-8Mbps的要求，地面的测控人员就能实现对数据信息的实时传递。
1.3地面测控站
作为输电线路巡检工作的重要组成部分，地面讯测站中包含了诸多的子系统。其中，较为重要的是地面控制系统。同时，测控站中还安装了数据编解码系统以及分析系统、感应系统等等。地面测控站可以对无人机的实时飞行状态进行及时的管理与监控，并且能够对飞行环节中的信息获取方式做出相应的控制。
1.4地面数据处理系统
该系统主要负责数据信息的后期处理，并且对信息数据进行及时的存储，进而为数据的应用提供支持。一般来说，地面数据处理系统主要由三个子系统构成:其一，就是三维可视化系统；其二，就是安全巡检系统，该系统包含了激光、紫外线在内的多种类型的传感设备；其三，就是数据预处理系统，该系统同样囊括了多种感应设备。通过可视化技术的应用，能够及时对输电线路存在的缺陷与隐患做出判断，进而能够对不同线路的安全状况做出诊断与评估。
2输电线路巡检的内容
输电线路的巡检工作较为复杂，在具体的巡检过程中会涉及到多个方面的巡检工作，其中包括电力设备的巡检、附属设备的巡检以及对线路主体进行巡检。每个巡检环节都非常重要。通过输电线路的巡检能够第一时间发现电路中的一些问题，从而进行及时的修复，保证输电线路能够正常运行。对于输电线路的巡检一共分为三种形式，分别是正常巡检、故障巡检以及特殊巡检。这三种形式的巡检都是采用人工在地面进行巡检的方式，只有在极特殊的情况下，才会登到塔顶进行巡检。因此工作人员在地面上的巡检存在一定的局限性，有时无法准备的排除一些故障。每条线路在运行的过程中，都有着不同的要求，因此在进行巡检的过程中应该根据具体的情况选择最为合适的巡检方法。我国目前使用的巡检方式一般都是人工在地面进行巡检，这样的巡检方式具有很多弊端，其中最为严重的就是无法准确的了解线路的运行情况，不能充分的考虑各方面的因素，因此会造成资源的浪费，同时也就无法保证线路需运行的稳定性和安全性。
3无人机巡检路径规划及巡检过程
在使用无人机进行输电线路巡检时，其路径规划会受到无人机性能参数和巡检任务等多种约束条件，即最大航程、最大爬升、俯冲角、最小路径段长度、最小拐弯角以及自然地理障碍等约束条件。线路巡检路径规划是在可设定路径空间中找到符合各约束条件的最优飞行路线，在实际应用中，可由在所设定路径空间中的一系列路径节点来计算出总飞行路径，且任意2个相邻路径节点用线段接连。
为保证无人机线路巡检的效率和安全正常作业，需经过前期丰富的理论研究，结合输电线路现场测试效果，合理地制定规范的无人机线路巡检流程。
(1)制定巡检计划并审批。在学习线路巡检方式方法的基础上，充分了解巡检任务，制定输电线路巡检计划并交给主管部门审批。若没能通过审批，则需要重新制定巡检计划。
(2)线路巡检前期准备。获取现场巡检输电线路的地形地貌、气象条件及周边线路的情况，并收集线路的走向、运行参数、杆塔精确GPS信息、交叉跨越情况以及以往缺陷记录资料，将资料信息进行整理以备查找。
(3)现场线路巡检作业。这一部分主要包括无人机起飞前的准备和飞行巡检作业2个阶段。①无人机起飞前的准备。根据所获得的杆塔及地标物的精确GPS信息，确定无人机飞行具体巡检路线。检查无人机系统，确认无人机处于良好运行状态，若采用自主巡检模式，应对巡检路径进行航迹路径规划。②飞行巡检作业。使无人机以平稳控制方式按预定巡检方案飞行，当遇到特殊飞行状况时，地面操作人员可按要求及时更改飞行方案；无人机通过调整云台角度，以拍照或录像的方式获得所巡检线路工作状态。
(4)巡检效果总结。记录无人机现场巡检作业结果。
(5)故障处理及预测。根据专家知识，合理选择处理故障方法，并根据线路状态预测可能存在的故障隐患
4.巡检案例
4.1巡视任务
辽宁锦州的220kV线路走廊地形多为山区和农田，有运行时间比较长的老旧线路，采取的方式为近郊平原线路使用旋翼无人机做动态巡查，主要目的是查看线路走廊范围内的施工状况，并发现线路运行过程中存在的安全隐患，此次任务共38级塔，累计用时40分钟。
4.2旋翼无人机巡检结果
所有试点线路在视距范围内采取多旋翼精确巡检，在地面站观测杆塔基本状况和分析可见光图片，得到杆塔整体状态以及杆塔细微缺陷，例如:插销脱落、螺母松动、锈蚀、雷击点等。
5结束语
随着无人机技术的日益成熟，无人机线路巡检的优越性将得到更加充分的体现，它的应用将更加广泛。通过融合模式识别、通信和电子等诸多技术，形成了有效的无人机巡检系统，很大程度上降低了输电线路巡检人员的工作量，可快速且有效地对输电线路进行巡检，有效保证输电线路运行的安全性和可靠性。
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