1陈华根 2彭涛
1国网江西省电力公司抚州市临川区供电分公司
2国网江西省电力公司萍乡市湘东区供电分公司
摘要：伴随社会的快速发展以及民众日常生活水平的持续提升，社会对于电力的依赖程度逐渐提高，使得我国电网逐步扩大了建设规模。在此背景下，我国配电线路的巡线工作压力有所提升。无人机技术的应用能够有效缓解巡线部门的工作压力，可以帮助其顺利完成部分危险系数高的检查项目。
关键词：无人机；配电线路；巡检应用；展望
现代无人机技术在配电线路巡检中发挥着重要作用，实现了线路本体巡检、隔离刀闸巡检、配电箱、电缆线路巡检、低压线路设备检查等配电线路运维各部分的统筹巡检，巡检效率提升且巡检成本降低。此外，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。
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Flight Autonomy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无人机在配电线路巡线方面的主要应用途径
2.1采集图片与影像
将小型固定摄像机设置于无人机的吊舱当中，能够拍摄绝缘子串以及导线，此过程仅需要人为操控无人机，其便可以将相应影像信息拍摄下来，随后经由数字转化被有效保存，随后工作人员便可以分析、判别线路实际状况，进而制定对应方案。
2.2采集与传输数据
在无人机巡视配电线路的过程中，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配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、修复，这能够使人为工作有效性以及精确性得到全面提升。
2.3控制卫星导航
当前也能够将卫星导航控制系统设置到无人机上，经由自动调整地面匹配，可以实现对杆塔以及线路展开自动巡线，借助卫星来及时划定发生故障的设备以及线路，使技术队伍的搜索更加方便。
2.4应用于常态化巡检
若想确保电力管理工作得以被有效落实，电力部门必须合理制定检查配电线路的方案，重在预防，辅以治理。所以，应该及时巡视配电线路，从而及时预警潜在问题或者在第一时间发现已发生问题。
如果巡线区域有着复杂的地理环境，使得认为巡线难以进行下去，就应当即使采用无人机巡线的方式，并且确保此类巡线实现常态化，随后综合分析巡视信息，并且对配电线路工作状况进行全面掌握。
2.5应用于故障点查找
2.5.1外力破坏
此类检查通常为线路周边发生巨大环境变化时，或者当线路被外力所影响时所展开的。例如在雷电、暴雨、泥石流以及洪水发生时，各种外力便会影响配电线路，继而引发故障或者问题。此时，倘若存在较大的危险性，或者人工不方便进行巡视时，应该随时展开巡视。
2.5.2诊断性检查配电线路
借助无人机对配电线路工作状况进行检查的时候，应该合理预测配电线路是否正常，并且结合配电线路季节性的工作特征以及环境改变状况等展开有效巡线工作。倘若发现存在问题，则应及时巡检各大故障点，将其准确位置查找出来。结合故障点实际状况，查找故障发生原因，同时对故障点设施被破坏程度加以确定，进而采用相应应急预案，及时抢修或者替换故障设备，以便使线路恢复运行。
2.6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无人机巡检技术发展前景
基于无人机技术在配电线路巡检中的优势发挥及我国科技的创新发展，无人机巡检应用前景广阔而光明。在无人机巡检技术发展研究中首先要关注无人机性能的强化，特别是续航能力的稳步提升，使其在危险与复杂的环境中也能保持运行的稳定。其次，要重视无人机机型改进，针对其通道巡查、故障分析、测温等综合性功能应用，以机型改进实现无人机配电线路巡检某项功能应用专业化程度的提升，以不同装载配置实现不同环境的作业适应，专项功能优势更明显。最后要加大对无人机巡检模式的创新开发，从无人机自主控制、能源补给等方面着手，实现无人机线路巡检的全自动化。配电线路无人机巡检技术智能化发展不可逆，而研究发展的重点及未来应用主要集中于智能立体巡检体系的建立，增加无人机巡检附加功能，使综合直升机、固定翼等无人机机型满足配电线路雷达扫描、测温、防外力、夜巡等多种巡检作业需求。拓展无人机巡检线路的数字化通道，提升其数据自动分析水平。创建无人机自动驾驶系统，以无人机航线记忆功能的实现，带来无人机全自动巡检。以图像识别技术的成熟化实现无人机巡检缺陷自动识别精准度的提升，并实现云台前端缺陷自动化判别及图片的自动化归类储存。在视频影像后处理技术的支持下，实现影像与二维坐标地图的融合，影像快速定位。
4结语
配电线路无人机巡检技术的广泛应用，大大提升了配电线路运维管理的实效性，基于配电线路无人机巡检的多功能优势，必须重视无人机技术的研发。以配电线路运维管理的实际诉求，推动无人机巡检技术的专业化发展，实现其专项功能价值的最大化。
参考文献
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