张浩然
国网晋城供电公司
摘要：随着科技的发展，无人机应用广泛。无人机飞行路线被称为空中交通线，简称无人机航线，其不仅确定机体飞行的具体经停点、起讫点及方向，也能够根据空中交通的实时管制需求规定航线的宽度及高度，从而维持空中交通秩序安全。基于超特高压输电线路的无人机全程自主巡检云台系统，采用深度学习目标识别以及视觉和惯性测量单元结合的导航技术，运用无人机自动飞到线路周边然后对线路进行拍摄，能够实现线路的自动巡检以及监控，这不但能够提升电力企业对特高压输电线路运行的监控能力，同时还有助于降低线路巡检成本，提升企业经济效益。
关键词：超特高压输电线路;无人机全程;自主巡检系统
引言
无人机技术相较于传统的人工巡检，使用无人机进行巡检不仅效率高，而且更加安全。无人机高压输电线路巡检技术系统结合了输电、电力、遥感、通信、GIS、信息处理等多种技术，同时还涉及到了多个高精尖技术领域，例如飞行控制技术、数据链通讯技术、导航技术、遥测遥感技术、故障诊断等，目前使用的无人机可以实现超远距离、高空快速、自动作业的功能。
1无人机技术原理
飞行控制系统（Flightcontrolsystem）简称飞控。多轴飞行器的飞行、悬停，姿态变化等等都是由多种传感器将飞行器姿态数据传回飞控，通过运算和判断下达指令，由执行机构完成动作和飞行姿态调整。四旋翼无人机一般是由检测模块，控制模块，执行模块以及供电模块组成。四旋翼无人机通过控制与电机驱动部件、中央控制单元相连接的电机调节每个旋翼的转速，来提供不同的升力以实现各种姿态。
2无人机技术的应用优势
当前随着我国电力产业的快速建设和发展，在供电过程中对供电线路的供电状态提出了更高的标准。由于不同区域范围内供电量以及供电状况存在一定的差异，因此需要在供电管理过程中充分做好供电线路的巡视工作，对供电线路当中存在的各种缺陷和故障问题进行及时发现，并且提出针对性的处理措施来加以解决，有效提高整个供电工作的质量和效果。无人机代替人工登杆检查杆塔上的部件，搭载见光相机拍摄杆塔照片，在整个巡视工作的效果和质量方面得到了明显的提升，也避免了人工检查的安全风险。在具体的巡视过程中，人工巡视和无人机技术之间进行有效结合，可以最大限度上保证电力线路在最短的时间范围内完成全面的巡视和检查，为整个供电工作的安全性和稳定性提供重要的保障。因此，作为供电单位，在线路巡视工作中需要对无人机技术的应用加以充分重视，对线路巡视工作中存在的不足进行改进和完善，充分发挥出无人机技术在电力线路巡视工作中的工作优势，有效提高供电工作的整体质量和效率。
3无人机巡检现状
无人机巡检是通过无人机搭载可见光、红外热像仪等设备对输电线路进行巡视检查，与人工巡检相比，无人机巡检具有质量高、效率高、安全性好、受地域影响小、成本低等显著优势。输电线路巡检用的无人机主要有多旋翼和固定翼两类机型，多旋翼无人机常用于杆塔级精细化巡检，固定翼无人机主要应用于通道巡检和灾害评估。无人机作为巡检利器，在国网公司各单位得到迅速推广与应用，截至2020年9月，国网公司系统共有无人机8048架，无人机巡检作业平台218个，无人机智能库房74个。2020年1—9月，公司各单位累计巡检里程达230533.47km，完成定位拍摄杆塔695332基，累计发现缺陷222015处。缺陷以杆塔瓶口及以上位置线路本体及附属设施缺陷为主，其中金具类缺陷、杆塔类缺陷和通道环境类缺陷较为突出，占75%以上。通过无人机巡检，线路本体及通道巡检的质量和效率得到较大提高。无人机巡检遇到一些技术壁垒。无人机巡检（特别是多旋翼）主要方式为飞手操纵无人机巡查，该方式非常依赖飞手的经验和技能水平，操作不当易引起无人机损坏，巡检质量受人员技术水平和外界环境影响较大。
另外，后期图像处理与数据分析智能化程度不高，部分单位依靠人工识别，较为繁琐，不好辨别且容易遗漏，影像缺陷识别可靠性和准确率尚难满足实用化要求。无人机巡检作业虽效率和质量提高较大，但自主化和智能化程度较低，作业优势并未充分发挥，人员“生产力”也未得到充分解放，难以满足智能运检发展要求。
4无人机在特高压输电线路巡检中的应用
一旦输电线路导线部分发生了外力破坏，受高度角度等原因影响，很难在人工巡检的过程中被发现，就算是选择了最为危险的人工登杆检查，有的地方也很难观察到。这些不易发现的损伤点更对线路稳定安全运行埋下了种种隐患。利用无人机却可以较为方便准确地解决这一难题。
2015年5月南网超高压某局通过“无人机机巡+人巡”模式开展线路隐患排查。人巡通过高倍望远镜发现500kV贺罗1线352号大号侧第9至第10个间隔棒上方地线（光缆）断股，该档距1123m，由于档距大，光缆距离地面较远，不能准确判定断股数目。考虑到无人机快速、灵活的特点，随后组织无人机开展断股确认。为便于操作，操作手首先使无人机悬停在横线路方向且与导线同等高度的安全位置，调整载荷相机方向对准拍摄导线的方向，并调整焦距至拍摄导线清晰可见的倍率，程控手顺线路方向监视无人机飞行姿态及与线路安全距离，操作手始终观测实时图传画面，然后以不大于3m/s的飞行速度，沿线路方向进行连拍或者录像飞行。该过程中程控手始终观测无人机飞行姿态及与线路的安全距离并与操作手沟通，操作手通过实时图传画面结合程控手传达的各种信息及时调整无人机飞行姿态，图传画面发现损伤点后，第一时间确认该点的高度和距离，悬停无人机进行精细化拍摄或录像。最后通过图片核实，发现断股3处，然后同时利用多旋翼无人机拍摄了故障周边地形，为后续施工提供了有效资料。最后安全收回无人机至降落点，工作完毕。
结语
总之，将无人机运用到特高压输电线路巡检工作中，不仅降低了输电线路运检人员的工作强度和难度，还提高了工作质量，做好无人机的安全防护，降低事故的发生概率，更好地发挥无人机在特高压传输巡检中的作用，确保电网的安全运行。无人机巡检发展迅速，在提质、增效、减员的同时，也遇到一些问题。自主化和智能化是无人机巡检的核心特征，全自主飞行和影像缺陷智能识别是无人机巡检发展的关键和必然趋势。未来，将推进无人机巡检业务规范化、作业智能化、管控信息化和管理精益化，健全管理和技术支撑体系，作业实现远程、自主、多断面协同，数据分析实现智能、实时、精准可靠，适应电网精细化和智能化的需求。
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