黄兆彪
广东电网公司惠州供电局，广东省惠州市，516001
摘要：巡检作业是保障输电线路稳定运行的重要基础，而无人机巡检作为信息时代新兴起的巡检技术，其不仅可以显著提高巡检效率和巡检质量，且不受环境因素的影响，可多方位、多角度完成巡检作业，因而在实际应用中也得到了巡检人员的广泛认可。缓解线路巡检人员的工作压力，要重点关注无人机控制技术、避障技术这两个方面，这才能在架空输电线路安全巡检工作中更好地发挥无人机的应用优势，这也是笔者将要重点阐述的主要内容。
关键词：无人机巡检技术；架空输电线路；巡检；实践应用
中图分类号： TM75 文献标识码：A
1无人机巡检技术
1.1基本概述
无人机巡检技术主要是指工作人员通过对无人机进行远程操作，利用无人机中的传感设备来高效、高质地完成对电力工程中架空输电线路的自动巡检工作。与传统的人工巡检方式相比，具有成本低廉、安全高效、操作简单、机动灵活、视野良好、无须线路改造等应用优势。虽然目前我国线路巡检工作中人工巡检和无人机巡检各占一半，但显而易见，随着无人机巡检技术的不断优化，想必其所占比例也会随之增加，成为未来电网巡检的重要支柱。
1.2系统组成
( 1) 无人机平台。目前市场上比较常见的无人机设备有三种: 第一种是无人直升机，与传统形式的直升机结构相似，区别则为工作人员可对其进行远程操控，与其他两种无人机相比劣势相对明显，如体积偏大、操作难度系数高、造价成本高等。第二种是多旋翼无人机，由多个旋翼构成，工作人员可通过改变旋翼速度来实现对其飞行姿态的控制，常应用于架空线路中的精细巡查作业中。第三种是固定翼无人机，通常将涡轮发动机或者螺旋桨作为源动力，续航时间相对较长，常应用于架空线路中大范围、高航程的巡查作业中。( 2) 数据获取系统。无人机平台的主要作用是为了搭载传感器、POS、稳定平台、避障系统等机械设备。具体如下: 第一，传感器，如红外成像、激光扫描、光学相机等;第二，POS，可帮助工作人员对无人机设备的具体位置进行测定，同时可对多次巡检作业所获取的数据信息在同一空间坐标时间线上进行历史对比; 第三，稳定平台，主要用于将无人机设备处于正常飞行状态时外界的扰动因素进行隔离，提高设备飞行稳定性，从而保障最终的成像质量［1］; 第四，避障系统，通过雷达传感器对飞行路线中的障碍物位置进行准确的定位探测，以规避飞行过程中潜在的风险因素。( 3) 地面测控站。主要功能如下: 第一，辅助工作人员对无人机的飞行状态进行实时监测和操作控制; 第二，控制传感器对数据信息的获取方式; 第三，为无人机进行领航。( 4) 数据通信链。通常包括机载的信号接收和信号发射设备、地面测控站中的信号接收和信号发射设备、通信中继设备等。主要作用为保障无人机设备与地面测控站之间的数据通信的可靠性。( 5) 数据处理系统。该系统通常是利用遥感数据处理或者摄影测量的方式来完成对无人机设备所采集的影响。视频、数据、点云、坐标等信息进行高效处理，从而对输电线路的运行情况进行准确掌握。
2无人机巡检技术在架空输电线路巡检中的实践应用
2.1图像传输技术
图像传输技术作为无人机技术当中非常重要的技术环节，在线路巡视过程中需要将所收集的图像信息直接传输到终端系统内部来进行处理，因此必须要保证无人机收集的图像信息更加清晰，以此来充分发挥出无人机技术的整体使用效果。根据无人机技术的整体使用工作要求，将图像传输技术和无人机技术进行有效融合，比如可以将高清摄像机设备和无人机设备之间直接进行联合，保证在电力线路巡视过程中可以拍摄更加清晰的巡视工作照片，或者通过摄像机来记录线路巡视过程中的重要影像信息，直接传输到终端系统当中，为工作人员的分析工作提供出详细的图像和图片信息，有效保证电力线路巡视工作的整体质量和效果。
当供电线路产生故障问题时，通过无人机拍摄所获取的图像，可以准确判断故障产生的具体类型以及原因，方便电力维修工作人员进行进一步的检查和处理，整体的巡视工作质量得到了明显提高。
2.2超声波测距
工作人员利用超声波发射器向某一个方向发射超声波，在发射的同时要开启计数器，超声波在传播过程中如果遇到障碍物，便会立即反射回来，当反射回的超声波与超声波接收器接触以后，便会立刻停止计数器的计时功能，然后就需要对超声波发射脉冲和接收脉冲之间存在的时间差进行测量，在测量结果的基础上结合超声波在空气中的传播速率，以此来计算到障碍物之间的相对距离[4]。此外，超声波测距技术具有成本低、操作方便等优点，但是，超声波的传播容易受到信号的干扰，或者在碰到障碍物时缺乏足够的反射能力，就会降低避障系统所测量到的有效距离。一般而言，超声波传感器的探测距离最大高达十几米，而最小只能探测几米。目前，在无人机巡检工作中使用到的超声波避障系统所能够测量的相对距离都较短。
2.3故障巡检
故障巡检通常是当输电线路发生故障问题时，无人机设备可在故障区域进行全方位的故障巡检，及时地将故障区域内的故障情况以及故障范围向工作人员进行反馈，将输电线路局部故障问题所造成的损失和危害降至最低。当工作人员接收到由无人机拍摄的线路图像时，需对其进故障类型进行进一步明确［3］。传统图像处理方式大多以人眼判断为主，不仅效率低，工作量大，且很难准确地处理一些相对复杂的线路故障情况。针对这种情况，工作人员可积极引进先进的技术，如路杆塔检测模型，其可以通过图像获取、聚类分析、特征匹配等方式自动判断出杆塔中潜在的故障问题。
2.4作业流程
目前无人机设备在线路巡检工作中的作业流程趋于统一化，具体包括以下步骤。第一，空域申报，工作人员在开展线路巡检工作的前一周，工作人员应对巡检空域的使用进行申报，申报内容包括飞行空域、飞行计划等，所申报的飞行区域应与其他空域的水平间距应超过 20 千米，垂直间距则应超过2000 米。第二，计划编制，工作人员可根据安质部门、运行单位、省调巡检对架空线路所提出的建议以及输电线路对无人机巡检工作的实际要求来确定巡检内容，包括全线、定点、定线等路线设定。第三，巡检准备，为了可以最大限度上确保巡检作业能够顺利完成，工作人员应在巡检之前做好充分地准备工作，如无人机设备检查。通信传输回路检查、机载巡检设备校验、控制模块检验、动力装置启动等等。第四，巡检执行，无人机技术在巡检过程中需严格按照《技术导则》《技术规程》等相关标准进行规范化操作［2］。第五，巡检报告，在巡检时工作人员还应及时地对线路巡检相关的数据信息进行整理，为该输电电路后续的运行维护提供数据参考。
2.5安全要求
安全要求设定的目的在于提高输电线路巡检作业的可靠性，具体要点如下。第一，尽可能地选择在良好天气中进行无人机巡检作业，若必须在恶劣天气开展时，工作人员应结合巡查线路及天气情况制定相应的紧急预案，在相关部门批准后再执行巡检任务。第二，尽可能地选择安全空域进行巡检，尽量避免受炸石、火焰、无线电、爆破、烟雾等因素影响较大的空域。
结束语
我们不可否认的是，无人机巡检已然成为输电线路项目中巡检作业未来的发展趋势。虽然现阶段人工巡检已然占据一席之地，但笔者相信随着无人机巡检技术的不断优化和提升，其一定能够逐渐代替人工巡检为输电线路的安全运行做出更大的贡献，为我国电力领域的长期发展添加助力，这也是每一位从事输电线路巡检作业工作人员的美好希冀。
参考文献
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[2]卢锐.输电线路智能无人机巡检及应用[J].低碳世界,2019,9(12):106-107.
[3]兰昊,米珂,程帅,张思青.无人机用于输电线路巡检的作业流程及应用[J].能源研究与信息,2019,35(04):241-246.
[4]付继红.电力线路巡视中无人机技术的应用[J].电子技术与软件工程,2019(23):213-214.
[5]陈剑刚,姚璞,杨俊武,龙涛,何畏.无人机在架空输电线路巡检中的应用研究[J].湖南电力,2019,39(05):74-77.