河北省送变电有限公司 河北石家庄 050000
摘要：当前，针对于电网输电线路运维检修主要依靠人工登塔走线的方式，但这种检修方式存在费时费力、效率低下、危险性高等缺点，尤其是在高电压等级的输电线路运维检修工作中弊端更明显，而无人机的出现能够很好的弥补上述不足而应用到输电线路的运维检修工作当中。本文首先介绍了高电压等级的输电线路运维与检修中无人机应用的优势及功能定位；其次，阐述了无人机在高压输电线路的运维检修中的关键技术，最后介绍了无人机在高压输电线路的运维检修中的具体应用，从而为提高输电线路运维检修能力及效率奠定基础。
关键词：无人机；高压；输电线路；运维检修；应用
一、 无人机在高压输电线路运维检修中的应用优势与功能定位
（一）无人机应用优势
在输电线路的运维检修中使用无人机优势明显，与人工登塔走线的巡检方式相比较而言，无人机并不受制于地形因素，同时受恶劣天气及复杂环境的影响也相对较小，具有巡视精度高、范围广、速度快等优势[1]，这直接使得人工作业强度得以降低，规避了在作业过程中潜在的风险。同时，相较于其它技术而言，采用无人机进行巡检可以大幅度降低运维检修成本，节约费用、人力、时间成本，使得运维检修工作更加灵活、高效。同时无人机能够快速准确识别输电线路中的局部缺陷，比如塔体设备故障、线路基础等核心部位。
（二）无人机巡检的功能定位
对于无人机应用于高压输电线路的运维检修工作需要满足下述的一些功能才可以保证有效开展工作。首先，无人机应具有通信功能，主要包含对飞行状态及参数、设备工作状态及参数、信息记录与传输方面的通信功能，从而实现无人机采集信息和地面之间的有效对接。其次，则是应具有安全保护的功能，包括安全油量返航、意外安全保护、发动机状态、链路中断返航、容错控制等基本的安全保护功能。最后，应该具备监控显示的功能，需要能够对无人机不同系统运行状态、飞行轨迹、地图编辑等数据信息实时记录。此外，应具有与外界通信的专用接口，以利于和地面信息站及外部其它设备实时进行数据的传输与交换[2]。
二、 无人机在输电线路运维检修应用的关键技术
（一）无人机的驾驶技术
无人机能够进行输电线路巡视的基础在于其自动驾驶技术。无人机能够实现超视距、长时间、远距离的巡视，若需要人工进行时间较长的操控无疑会引起眼睛与身心的疲劳，同时无法实现无人机定点距离巡视，这就要求无人机必须具备自主飞行、悬停及判断的能力。此外，在无人机巡视过程中，需要沿着输电线路检测，同时需要与输电线路应保持安全的距离，这就要求无人机应具备抗干扰及风力的性能。无人机还需要具备较快的起飞速度，保证效率。
（二）视觉探测技术
视觉探测技术又被称为可见光探测，就是将高清的摄像机安装在无人机之上，从而拍取输电线路巡视实景的照片与视频，并将拍摄的信息存储或者直接传输至控制台的计算机，控制台的相关工作者依据无人机所传递回来的信息对输电线路运行状态的正常与否进行判断，若出现故障则迅速排除。视觉探测技术能够发现出现在输电线路表面的一些故障，比如绝缘子闪络、杆塔变形、线路断路短路等，而工作者能否给出一个准确得判断便在于经无人机传输而来图片与视频得清晰度。
（三）红外和紫外探测技术
通过在无人机上配备紫外热/红外热成像仪能够实现巡视探测[3]。红外热成像仪通过对物体所发出的红外线信号进行接收从而生成红外光谱图像，根据图像里热源的分布情况可判断出系统中是否出现了线夹、接头、线路及绝缘子等设备有无出现故障。而紫外成像仪通过对设备发出的紫外线信号接受并呈祥可用于对光晕强弱及位置的判别，能够对绝缘子放电及导线外伤等有明显放电特征的故障进行识别。
三、无人机在高压输电线路运维检修中的应用
（一）线路缺陷巡视
由于我国能源分布在区域上的不均衡，因此在国家层面正在大力推进“西电东送”工程，这直接使得我国输电线路架设的广泛性。对于高压输电线路属于高电压等级的线路，往往多用于区域间电网系统的互联[4]，而这些输电线路往往分布在郊外、山区等偏远或地形复杂的区域。因此对于高压电压等级的输电线路，往往巡视难度更大。若只是单纯借助于人工展开巡检，必然需要有大量人力及时间支持，同时成本较高。而通过无人机进行输电线路巡视，能够有效降低时间及费用成本。借助于无人机进行输电线路的航拍，并把航拍到的画面通过终端实时传送至地面的控制中心，能够发现人工巡视过程中难以发现的缺陷而达到更全面的观测。
（二）线路故障巡视
我国输电线路规模庞大且错综复杂，且对于高压输电线路多建设在人迹稀少的地区，从而受自然环境、施工等方面影响更大。比如，由于线路遭遇雷击所出现的断线漏电的状况，一些异物落在输电线路上而发生短路的情况，都会直接影响输电线路的正常运行，并进而对人们的正常生活生产产生影响。当输电电路发生故障时，往往当时多是恶劣的自然条件，尽管抢修工作能够及时的处理故障，但伴随的工作量也是比较庞大，同时带电、高空作业都具有一定的危险性，同时在时效上也具有一定的滞后性。而无人机则基本不受自然环境影响，同时由于无人机搭载各种先进设备及实时的通信功能，能够精确的对故障位置加以锁定，并将故障信息传回，从而降低了作业的风险，方便了巡检工作。
（三）新建线路的验收
当建设好新的输电线路以后，就需要开展线路验收工作。传统对输电线路进行验收往往是通过人工登塔走线的方式进行。这对于高压的输电线路，由于多用于高压直流/交流电路输电场合，往往输电线路长、电压等级高带来的危险性大。同时受自然条件的影响比较大（比如东北地区的大学、南方地区的一些持续性暴雨），这无疑将对输电电路的验收工作带来麻烦，甚至导致电力系统无法正常运行。而依靠无人机进行输电电路的运行维护，可以实现按照既定的航线进行精准悬停，从而对输电线路中的诸如绝缘子、导线、铁塔等设施展开全方位、精细化的检查，同时能够将检查的资料与数据完整进行保存传输，具备明显的优越性。
结束语：
针对于输电线路的运维检修是一件较复杂的事项，故对于人工巡检的方法并不可取[5]；尤其针对于本文的高压电压等级的输电线路而言，输电线路更长、危险系数更高，更应该以先进的科技产品进行操控，从而达到安全、经济、高可靠性的目的；借助于无人机展开输电线路的巡检工作事当前线路运维检修中最佳的方式，尤其是高电压等级电网优势更加明显，在使得电力部门工作效率得以提高的同时，也节约了大量的人力、物力、财力，；然而尽管无人机现在优势明显，但对于其操控目前仍有一些问题待解决，还需要科研工作者不断地进行探索与改进。
参考文献：
[1]徐浩,吴炜,陈浩,王子康.无人机在输电线路巡检中的多种应用[J].电子测试,2020(10):117-118+27.
[2]伍绍鹏.无人机在电力输电线路巡检中的应用[J].集成电路应用,2020,37(05):122-123.
[3]李凯,徐梅根,汤国锋,袁炜.架空输电线路无人机远程自主巡检关键技术研究和应用[J].江西电力,2020,44(04):37-40.
[4]夏立杰,孙阔腾,潘兴东,蔡玮辰.基于无人机技术的特高压输电线路路径优化设计[J].科技经济导刊,2020,28(12):70.
[5]彭福先,张玮,祝晓军,罗明,董峰,荣玉.基于激光点云精确定位的输电线路无人机自主巡检系统研究[J].智慧电力,2019,47(07):117-122.
作者简介：赵亚林（1992.10），性别：男；籍贯：石家庄；民族：汉；学历：本科；职称：助理工程师；研究方向：输电线路；