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摘要：配电线路无人机巡检能克服地理、气温等条件影响，故障巡检精确度更高，有利于及时掌控配电线路整体运行情况。基于无人机技术，走人机协同作业之路，电网运维效果更加理想。现主要就配电线路无人机巡检具体应用进行探讨，在明确其应用优势和应用内容的基础上，就未来配电线路无人机巡检的发展趋势进行了预测和展望，可为现代无人机技术的完善及其电力服务价值的发挥提供相应指导。
关键词：无人机；配电线路；巡检应用
引言
传统输电线路通道电网巡检技术无法控制巡检安全距离，导致存在巡检精度低的问题，提出输电线路通道无人机电网巡检技术研究方法。构建无人机电网自主巡检飞行控制模型，寻找塔体的兴趣点，在确保不穿越塔体的情况下，实现安全检测，通过高速图像模块、成像传感模块、超声波局放传感模块，实现对无人机电网自主巡检飞行控制。
1配电线路无人机巡检技术
电网分布广泛且设置复杂，造成电力系统运维管理难度较大。作为电力系统运维管理的基础内容———配电线路的维护与检修是重点。传统的人工巡检效率低、成本高、精确度低，而现代无人机技术的创新应用，开启了人机协同巡检的新模式，并分化出如固定翼巡廊道、多旋翼巡杆塔等巡检模式，配电线路巡检人工智能化趋向越来越明显。无人机技术支持下的配电线路巡检克服了巡检区域跨度大、地形复杂、自然环境恶劣、配电线路设备长期暴露引发的材料老化等问题，巡检效率、精确度和成本优势更为明显。以配电网应用较广的大疆精灵4Pro为例，其搭载FlightAutonomy技术，配备6个视觉传感器、2组红外传感器、1组超声波传感器，拥有GPS/GLONASS双模卫星定位系统、IMU和指南针双冗余传感器，飞行中能实时获取图像、深度、定位等信息，飞行速度在20m/s，最大飞行海拔高达6000m，以10kV、100km的配电线路为例，两台无人机作业在完成飞行线路储存的前提下2h基本巡视完毕。而人工巡视，需要克服重重困难，五个人巡视完同样的配电线路范围，需要超过10h。无人机巡检系统由空中飞行平台和地面控制站两部分构成，空中飞行平台对应无人机系统、导航系统及航点定位系统，而地面控制站具体分为飞行数据显示、影响数据显示和飞控指令传输三部分。
2无人机电网自主巡检飞行控制
2.1飞行控制难点
无人机巡检对精度的要求很高，必须严格按照设定的流程工作，具体执行流程为无人机在指定路径上，以低速近距离飞行，飞机挂载的全光谱成像仪探测导线是否存在缺陷，如果探测到可疑位置（有可能存在缺陷的位置），则要停止飞行并详细拍摄。识别的主要内容包括危险性障碍物、杆塔、绝缘子、金具等。一旦发现输电线上存在障碍，要立刻将发现的缺陷上报给地面站，告知地面站在最短时间内完成维护。无人机巡检时，不能触碰到高压线和障碍物，无人机和被测物体之间的距离要始终控制在安全范围之内。
在使用多旋翼无人机进行巡检之前，要检查无人机的稳定性、灵活性、悬停能力和续航能力，同时也要验证全光谱成像仪和云台技术在电力巡线中的能力。在确定没有问题后，才能应用到巡检中。
2.2巡检飞行路径
无人机巡检飞行路径的选择是根据检查的兴趣点来确定的。兴趣点的选择主要是根据被检测物体的特征，对易发生故障点进行全面排查。同时为保证无人机在有限续航时间内发挥最大的检测效率，需根据兴趣点进行最优路径选择。
在杆塔上确定兴趣点，分析兴趣点是否位于塔体两侧。无人机在检测高压输电杆塔的输电线路是否存在问题时，不能飞过高压输电杆塔顶部，所以单个遥控无人机巡检采用的路线为从上到下巡检。
确定塔体一侧的兴趣点后，从导线的一侧飞到另一侧，在完成由上至下检测后，再由下至上进行检测。
3配电线路无人机巡检具体应用
3.1杆塔本体巡检精细化
传统的人工巡检很难实现对配电线路细节问题的分析与质量把控，巡检局限性大。而无人机巡检让配电线路精细化运维落到实处。多旋羽翼无人机能在人工操控下完成杆塔各精细部位的高清拍照，基于高清图片分析有无细节缺陷。杆塔、绝缘子、架空导线、金具、接地装置等部位缺陷通过高清摄像一目了然。高清照片带来缺陷类型的精准判断与识别，以金具巡检为例，线夹断裂、裂纹、磨损、销钉脱落或严重锈蚀、发热；均压环、屏蔽环烧伤、螺栓松动、发热，防振锤跑位、脱落、严重锈蚀、阻尼线变形、烧伤，间隔棒松脱、变形或离位等缺陷细节判断更具参考性，当前应用无人机技术进行金具缺陷识别精准度达到了90%。精细化巡检能及时发现微小问题并做好信息记录，加强配电线路运行的危险预警。
3.2设备测温优势明显
配电线路无人机巡检在设备测温方面优势明显。搭载红外成像仪的无人机可以完成对杆塔金具、绝缘子、配电变压器等装置的近距离测温，能有效识别套管及高低压侧接线柱、油箱壳等部位温度过高的缺陷，及时发现导线靠近连接件侧部位、高压引线、导线上各类线夹、接驳点等温度过高的情况。其能较早地预警复合绝缘子基于芯棒受损引发的过热风险。而人工巡检因检测方向与绝缘子方向平行很难识别过热缺陷，无人机则利用与绝缘子方向相垂直的巡检方向实现了有效识别。
3.3故障识别精准无干扰
传统的人工巡视故障识别往往基于主观判断，人力巡视时是使用在地面往上仰看的方式查找缺陷，瓷瓶、设备局部放电多见放电点位于设备中部、顶部的情况，单靠眼睛观察很难发现故障点，而要想采用人工巡视方式识别这类故障，需停电进行登杆检查，增加了人力、物力投入，且作业风险大，并伴有停电干扰。而无人机能从各个角度进行拍摄，通过配置高清相机及时储存巡检照片，为工作人员判断配电线路运行状态提供真实有效的信息参考，能够及时发现设备顶部、中部的放电点，继而及早发现缺陷，让巡检人员提前做好停电安排和材料准备。其对配电线路杆塔运行故障可以做出快速且准确的判断，能及时识别悬挂的异物，及时判断是否有绝缘子破损自爆的故障情况。搭载红外仪的无人机能重点关注周围表面温度发热异常点，并引入光谱图像分析检查线路是否存在故障，搭载探测与成像仪的无人机则可以及时识别出杆塔和配电线路的相关运行故障。
结语
无人机技术的产生进一步使得输电线路自身的巡视能力得到提升，所以针对工作人员来说，需要切实的认识到无人机技术的发展优势，使用不断完善无人机自身的应用路径和相关方法，充分的将无人机在技术上的优势发挥到位，这样才可以使其能够与未来线路巡检要求保持一致，并对其给予高度关注。
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