赵志龙
国网呼伦贝尔供电公司海拉尔输电工区 内蒙古呼伦贝尔市021000
摘要：随着我国社会经济迅猛发展，对电力系统运行的稳定性和安全性要求更高。我国地域辽阔，地形较为复杂，山地、丘陵地区较多， 气象条件也比较复杂，传统输电线路的维护主要以人工巡视为主，线路检查工作的质量和线路检测工作的效率较低。随着科学技术的发展，轻型无人机的出现和应用对很多重要领域的发展产生了非常重要的影响，主要是因为轻型无人机具备灵活性高、反应速度快、成本低以及实时性强等特点，将轻型无人机应用于输电线路巡视工作中，可以有效提高线路检查工作的质量和线路检测工作的效率。
关键词：无人机；输电带电作业；应用
一、输电线路现状
目前输电线路巡检手段主要可分为人工线路巡检、机器人线路巡检、载人直升机线路巡检和无人机线路巡检4种方式。考虑到输电线路分布广、地域环境恶劣、所处地形复杂等情况，采用人工巡检方式，操作人员的作业条件艰苦且工作量大，特别是对于高远山区以及跨越江河或沙漠等输电线路巡检，人工巡检方式面临花费时间长、各种成本高、操作困难大、作业风险高、工作强度大且巡检效率低等诸多问题，故此巡检方式越来越不能满足线路巡检需求。目前使用较多的无人机有中型无人直升机、固定翼无人机和多旋翼无人机。中型无人直升机荷载较大、可自由悬停、可靠性高，但体积较大，应用在带电检修现场危险性高、操作难度较大；固定翼无人机飞行速度快，适用于长距离飞行，在检修作业现场不适用；小型多旋翼无人机具有体积小，重量轻、安全风险小、效率高等特点，且易于改造，非常适用于配合检修现场进行带电作业。载人直升机线路巡检方式由于可通过直升机搭载成像设备，能够对输电线路拍摄图像，具有较高的输电线路巡检效率，但投入成本大，需要大量的人力资源，管理及技术储备复杂，因而载人直开机巡检方式没能广泛推广使用。国内关于无人机巡线研究的报道比较少，研究人员通过对飞行姿态控制系统等硬件平台开发和多传感器软硬件集成研究，利用无人机搭载高清相机和红外热成像仪对线路进行拍摄，并通过人工分析视频和照片，甄别出主要的缺陷和隐患。
二、无人机在输电带电作业中的应用
2.1无人机带电作业完善改进计划
轻型无人机在输电线路巡检中发挥着不可替代的重要作用，将轻型无人机系统应用于输电带电作业中，可以为电力系统安全、稳定运行提供充分的保障。值得注意的是，随着科学技术不断进步和发展， 轻型无人机要在电力系统中充分发挥重要作用，就需要对轻型无人机系统进行不断的优化和创新。因输电带电线路一般具有高电压、高场强的特点，无人机靠近强电场区域易受电磁干扰，这需要委托无人机专业机构更加全面地测试无人机在接近高压带电物体时发生电磁干扰、 拉弧、放电、飞行异常等情况的最小距离，以方便我们在正常带电作业的情况下，始终保持大于高压带电导线所要求的最小安全距离，从而确保无人机的安全飞行。
2.2输电带电作业轻型无人机故障巡检
输电线路故障分为雷电故障、冰害故障、污闪故障、外力破坏故障、 舞动故障、鸟害故障以及其他故障组成，以雷电引起的带电登检作业最为频繁，虽然目前已能依据变电站继电保护数据来确定雷电故障范围，但继电保护的不精确性同样需要大量的带电作业人员对整个故障范围内杆塔进行登检。
2.3无人机在输电线路覆冰勘测中的应用探索
在冬季总是会遭受不同程度的低温凝冻天气，线路覆冰将会引起 输电线路倒杆（塔）、断线及跳闸事故，严重威胁到电网的安全稳定 运行。为解决这一问题，贵州电网公司搭建了主网线路覆冰检测装置， 结合运检公司建立的“输电线路防灾减灾分析预警系统”中的微气象 信息预报和线路的运行数据，可实现对输电线路防冰薄弱点的查找， 及时提出重点观冰区域和急需融冰的线路。无人机系统和输电线路防 灾减灾分析系统进行数据交互，根据防灾减灾系统分析得出的结果， 利用杆塔坐标进行定位、制定巡航路线，对覆冰重灾区进行精确核查。 通过携带的高清摄像头及嵌入式视频处理平台实时处理航拍图像。系 统将对输电线路和绝缘子进行准确识别，并通过图像分割以及边缘检 测技术计算覆冰的厚度，从而自动分析反馈出该区段线路在覆冰情况 下的工况，并对需要融冰的线路，可能发生冰闪的绝缘子串进行预警 并提供辅助决策。同时，无人机系统还能在夜 间进行输电线路融冰时，对输电线路融冰效果进行核查，无须在夜间 在融冰现场派驻值守人员，大量减少了输电线路融冰的作业人员，使 融冰过程更加高效便捷。
三、无人机带电作业完善改进计划
轻型无人机在输电线路巡检中发挥着不可替代的重要作用，将轻型无人机系统应用于输电带电作业中，可以为电力系统安全、稳定运行提供充分的保障。值得注意的是，随着科学技术不断进步和发展，轻型无人机要在电力系统中充分发挥重要作用，就需要对轻型无人机系统进行不断的优化和创新。轻型无人机未来发展方向应该是对自身的不断优化，首先，提高相机内方位元素的稳定性，为测量精度提供充分的保障，因输电带电线路一般具有高电压，高场强的特点，轻型无人机靠近强电场区域易受电磁干扰，这需要委托轻型无人机专业机构更加全面的测试轻型无人机在接近高压带电物体时发生电磁干扰、拉弧、放电、飞行异常等情况的最小距离，以方便我们在正常带电作业的情况下，始终保持大于高压带电导线所要求的最小安全距离，从而确保轻型无人机的安全飞行。其次，基于轻型无人机云台的改进方面，针对带电作业的特点，如云台搭载测距仪，可实现对输电带电作业某些特殊测量工作；搭载绝缘子冲洗设备，可实现对输电带电绝缘子的清洗等；搭载红外测温仪，可实现对输电带电杆塔与导线连接点的红外测温等。改进云台所需搭载的带电作业工具，将是今后轻型无人机应用于输电带电作业工作的主攻方向，轻型无人机负载水平的不断提高，也为轻型无人机应用于输电带电作业提供了更为广阔的前景。使轻型无人机荷载多样化，安装相应的可见光和红外相机，适应电力系统中的不同拍摄要求；最后，优化轻型无人机的摄影测量功能，最大限度提高轻型无人机系统的工作效能，改变相机的变焦功能，提高轻型无人机对故障目标的识别能力及拍摄安全性。
结语：
综上所述，随着我国社会经济迅猛发展，对电力系统运行的稳定性和安全性要求更高。我国地域辽阔，地形较为复杂，山地、丘陵地区较多，气象条件也比较复杂，传统输电线路的维护主要以人工巡视为主，线路检查工作的质量和线路检测工作的效率较低。随着科学技术的发展，轻型无人机的出现和应用对很多重要领域的发展产生了非常重要的影响，主要是因为轻型无人机具备灵活性高、反应速度快、成本低以及实时性强等特点，将轻型无人机应用于输电线路巡视工作中，可以有效提高线路检查工作的质量和线路检测工作的效率。
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