周世帅
国网蒙东呼伦贝尔供电公司 内蒙古呼伦贝尔市 162650
摘要：输电线路能否正常的运转在整个的电力系统中起到了至关重要的作用。输电线路在提高广大人民群众用电质量的同时也大幅度增加了运维巡检人员的工作难度。基于此，本文对无人机巡检系统组成、输电线路无人机巡检存在的问题以及无人机在输电线路巡检中的应用进行了分析。
关键词：无人机巡检；输电线路；精细化巡检
近年，伴随着经济的快速发展，用电负荷不断提升，电网规模日益扩大，系统的安全稳定运行尤为重要。但目前输电线路仍然以人工巡检为主，效率低、局限性大、人员安全存在隐患，难以满足输电线路持续快速增长的需求，因此，智能巡检是未来电网检修工作的发展方向和趋势。无人机是智能巡检的重要方式之一，电力行业各单位正在大力推广和应用。
1 无人机巡检系统组成
电力巡检无人机系统主要由飞控系统、动力系统和数据采集系统组成。
1.1 飞控系统
无人机飞行控制系统相当于无人机的大脑，主要用于稳定无人机飞行姿态，实现无人机精准定位、悬停与自主飞行。多旋翼无人机飞控系统主要由机载装置和地面站构成，机载装置中包含飞控处理单位、传感器单元、电源系统和执行模块构成。机载装置和地面站的交互通过无线通信单元实现。
1.2 动力系统
无人机动力系统可分为电动机驱动和内燃机驱动两种。电动机驱动型多用于多旋翼无人机，主要由无刷电机、电子调速器、电池和螺旋桨构成，特点是方便灵活，便于操控，但续航时间短，适合精细化巡检。内燃机驱动型主要用于固定翼无人机和直升机，特点是载重大，续航时间长，适合通道巡检。
1.3 数据采集系统
无人机数据采集系统主要包括：分幅式多光谱相机、激光抄数机、红外线热像仪、紫外成像仪检测、惯性稳定平台和数据存储器。用于获取大量高精度航空激光扫描点云数据、高分辨率航空数字图像、热红外图像和电力线走廊紫外图像。
2 输电线路无人机巡检存在的问题
输电系统无人机巡航是电力传送部门进行的改造技术重点，必然会出现一定程度的安全管理问题，安全风险是其中一个非常严峻的问题。就总体风险来讲，项目安全、技术和管理风险是无人机巡检过程中的高发安全隐患，而无人机系统出现故障、飞行环境因素也是影响工程总体风险的关键步骤。信号接收环境、气候环境、位置环境等都是影响飞行的重要因素。飞行环境中的无线电环境只能使用光谱仪和无线电测距测试，因此电磁环境的测量是最困难的。也是任务管理中最难控制的因素。
3 无人机在输电线路巡检中的应用
3.1 巡检作业准备
3.1.1资料收集
巡检作业前，应收集所需巡检线路的设备信息、运行信息以及地理环境、气象等相关资料，便于及时掌握线路设备状态和通道状态。作业人员通过基础资料（杆塔明细表或者线路专档）查看所巡检线路设备信息。作业人员查看巡检线路区段的地理位置和周边环境，通过地理信息系统定位巡检线路区段，通过地图查看具体所处位置和杆塔周围的环境和巡检线路区段所属区域的气象信息。
3.1.2现场踏勘
根据资料查询结果，对于沿线输电线路密集、交跨物多或者地形复杂的巡检线路区段，应开展现场勘察，勘察内容主要有：（1）起降点选择。起降点四周应空旷，航线范围内无超高物体（建筑物、高山等）；小型无人直升机的起降点面积要求：至少2m×2m左右的平整地面。（2）现场测量交跨距离。利用激光测距仪测量上跨或下穿的电力线路、通信线、树木等跨越物与被巡检线路的距离。（3）填写现场勘察记录。根据现场勘查情况填写勘查记录，绘制现场草图，包括交跨位置、地形环境等。
3.1.3巡检工作票
为保证无人机巡检的安全可靠，国网公司规定在开展无人巡检作业时要做好相应的记录，包括：巡检工作票、现场勘察记录单和无人机使用记录单。工作票主要用来确定工作负责人、工作人员、巡检范围和内容、工作要求、工作措施、工作时间等。
3.2 巡线数据处理方法
对于现在的无人机来说，采集到的图像信息需要经过人工分析。工作人员根据无人机拍摄的图片进行分析，找出杆塔所存在的安全隐患。这样的方式会受到很多干扰因素的影响，例如大雾天以及阴天等因素，对无人机拍摄的画面都具有一定的影响。目前，浙江的电力公司在线路巡检时利用无人机搭载SAR雷达进行巡视，可以解决在大雾环境下的导线断线巡视。要加强无人机的巡检效率，就需要尽快应用无人机图像处理的系统程序。这种程序可以对图像进行降噪，避免图像模糊，使无人机拍摄的图片更加清楚。
3.3 加强人工对输电线路无人机飞行的监控
输电路径无人机巡逻检查时，要确证图像和信息能够的顺利采集，近距离拍摄和收集路径中的信息。风向的不稳定和恶劣天气等因素会影响无人机的巡检工作。为了保证巡逻检查工作可以顺利的开展，需要对无人机的飞行模式和操作进行稳定、准确、系统的操控。利用区间型模糊神经网络辨识的增益自适应模糊控制器，可以对无人机飞行模式引起的外部干扰和不稳定系统问题进行分析研究。上述的研究模式和方法具有追踪精度较高、稳定误差较小、外部干扰较少、可操控性强等优点。无人机相较于人工的巡检，其优势在于效率高、人工利用率高。但相较于人工的灵活性而言还是需要在人工的操作下，才能发挥出最优势的性能。
例如：保障无人机的操作高效和准确性较强，其中不能仅仅是依靠无人机和科技手段，同样需要人工的操作和指令，以达到准确灵活的驾控无人机进行电路巡检。在巡检之前，工作人员要明确巡检的路程、巡检的时间、巡检的重点区域和巡检中可能存在的问题偏差。并提前将算法输入进无人机当中，进行巡检前的演练工作。工作人员不仅是要对无人机内部进行准备工作，同样要对外部的天气环境、地理环境等多方面影响因素进行准备。
3.4 巡检任务执行
3.4.1精细化巡检
利用多旋翼无人机对输电线路杆塔、通道及其附属设施进行全方位、高效率的巡视，可以发现螺栓、销钉等这些无法通过人工地面巡视发现的缺陷的巡视作业。巡检主要对输电线路杆塔、导地线、绝缘子串、金具、通道环境、基础、接地装置、附属设施等8大单元进行检查。巡检时根据线路运行和检查要求，有选择地配备相应的检查设备，进行可见光检查和红外检查项目。可见光巡检主要检查内容：导、地线（光缆）、绝缘子、金具、杆塔、基础、附属设施、通道走廊等外部可见异常情况和缺陷。红外巡检主要检查内容：导线接续管、耐张管、跳线线夹及绝缘子等相关发热异常情况。
3.4.2通道巡检
对线路通道、周边环境、沿线交跨、施工作业等进行检查，以便及时发现和掌握线路通道环境的动态变化。线路通道环境巡视对象包括：建（构）筑物、树木
（竹林）、施工作业、火灾、交叉跨越、防洪、排水、基础保护设施、道路桥梁、污染源、自然灾害等。
4 结束语
我国幅员辽阔，地理环境复杂，山区、沟壑、丘陵较多，对线路巡检工作造成很大困难。传统人工巡检方式已不能满足电力发展需要，因此，采用无人机职能巡检可有效提高检测效率，节省大量人力、物力，提高工作人员安全系数，也能在一定程度上降低电网运营成本和故障率，促进电网完全稳定运行。
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