张超 杨成
国网巴州供电公司 新疆库尔勒 841000
摘要：近年来，科学技术的不断发展与进步，人们生活水平越来越好，然而5G技术也被广泛的应用。因此，输电线路作为电力能源传输的重要载体，国家电网公司和南方电网公司也加快输电线路的建设，呈现逐年增加的趋势，但输电线路运维现状不容乐观。现有输电线路运维人员缺口较大，且传统人工巡检模式存在巡检工作强度高、效率低、效果差的问题，加之输电线路多位于远离城镇、远离交通干线、人烟稀少的高山大岭地区，需要特巡特维的任务日益增多，输电线路巡检工作面临的问题日益突出。
关键词：5G技术;无人机;输电线路;巡检应用
引言
随着电网规模持续稳定增大，对电网的供电可靠性提出了更高的要求。输电运检人员结构性缺员严重，并且以人工巡检为主的模式存在着巡视不立体、质量和效率不高的问题，山区、高海拔等特殊区段和恶劣气象条件下巡视困难，难以满足线路高可靠性运行的要求。2009年起，国网公司开展了无人机巡检应用的研究，在诸多公司进行无人机和巡检系统研发并试用；2013—2015年，国网公司组织10家单位开展直升机、无人机和人工协同巡检试点；2015年，无人机巡检在公司内推广应用。5年来，无人机巡检在日常巡检中的应用规模越来越大，取得成效的同时也遇到了一些壁垒。
15G技术特点
5G全称为第五代移动通信技术，是目前移动通信技术发展的最高峰。5G支持增强型移动宽带（EnhancedMobileBroadband，eMBB）、海量机器类通信（massiveMachineTypeofCommunication，mMTC）和超高可靠低时延通信（Ultra-relaibleandLowLatencyCommunication，uRLLC）三大类应用场景，在这3类场景下，5G呈现出完全不同于传统移动通信的特点。5G具备高速度、大带宽、低功耗、低延时、广连接、高安全和精准定位等特点，使5G在应用方面具备先天优势。5G的理论带宽可达到20Gbps，远高于现在4G的网络速度，同时能够提供毫秒级的传输时延和厘米级的定位精度。利用5G的蜂窝通信技术，在5G覆盖范围内可以与4G网络同样具有不受操控距离限制的能力，但5G的高带宽、高速度可以实现的图传能力为4K或8K超高清视频，真正实现对输电线路细节的感知。5G网络的低延时能力，提供毫秒级的传输时延，使无人机响应速度更快，同时厘米级的定位精度，也使对无人机的操控更加精准。利用5G切片技术，能够保障每个接入设备连接的安全、速度和带宽。因此5G技术与无人机技术相结合，将能够释放更多潜力。
2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。
35G技术在输电线路无人机巡检的应用
3.1输电线路无人机巡检平台功能设计
本平台作为基于5G网络的新型无人机巡检平台，设计了首页、状态概览、巡线管理、无人机巡线、信息管理、资产管理和系统管理7类功能，实现线路管理、设备管理、权限管理、任务管理等管理需求，且提供无人机巡检的操作及监控能力，同时首页为大屏展示，提供实时图像、数据、告警信息、线路地图等信息的展示，输电线路无人机巡检平台功能架构。(1）首页。首页为大屏展示功能，可以提供巡线实时场景展示、多线路多图层可视化展示等图像展示功能，同时还可以提供安全运行天数统计、危险点统计、今日巡检任务统计、无人机巡检占比统计、本周巡检任务统计、实时告警及统计等信息的图表展示功能。(2）状态概览。提供状态信息的可视化查看功能，提供线路地图的多图层展示，并通过点击图层内线路、无人机等图标，实现线路基本信息、杆塔基本信息、业务告警信息、无人机信息、搭载设备信息、无人机位置信息等信息的查看和显示功能。(3）巡线管理。主要提供基础参数配置、巡检轨迹管理、任务管理、巡线记录和巡线报告等功能，主要为运维人员提供参数、无人机轨迹、任务的设置界面和巡线记录、巡线报告的查询界面。(4）无人机巡线。主要提供全自动巡检、VR巡检和智能联动的操作和实时监控功能。(5）信息管理。信息管理主要提供以关键词、线路、杆塔等信息为筛选条件的搜索功能，实现无人机信息、搭载设备信息、电池信息和告警信息的查询。(6）资产管理。主要提供输电线路整套系统硬件设备的管理工作，实现线路、杆塔和无人机的基础信息的全周期综合管理。(7）系统管理。提供平台基本的数据配置、系统设置、权限管理和系统日志管理等功能。
3.2检测及辅助检修作业
无人机携带喷水装置检测复合绝缘子憎水性，无人机检测低零值绝缘子等智能检测技术试应用，无人机携带喷火或熔断装置清除异物较成熟，无人机验电、喷涂防污闪涂料、传递工具及协同检修作业示范应用，特别是无人机结合电动升降装置进出等电位方式在国网公司多个超高压和特高压线路应用，取得了显著效益。
3.3无人机VR巡检
由于边缘物联代理智能识别准确率和识别场景的限制，运维人员需要对存在问题的图片和视频进行二次审核，同时需要确认输电线路现场情况，此时可以利用VR技术，通过5G网络对无人机进行远程操控，实现无人机VR巡检。为实现无人机VR巡检，在无人机上搭载360°全景摄像头。利用5G网络高速度、大带宽、低延时、高精度的特点，运维人员可以在中心机房通过输电线路无人机巡检平台，对无人机进行远程操控，同时运维人员需要佩戴VR眼镜，通过5G网络使现场拍摄视频与VR眼镜实现同步，自由的进行全方位多角度观看，使运维人员能够身临其境的对输电线路的每个细节进行巡查，并对周围环境进行评估。
结语
随着5G网络的全覆盖以及相关技术的成熟，5G无人机可以大范围应用于输电线路巡检领域，使输电线路巡检摆脱环境、地域和人员等传统巡检方式限制，较大程度上提高工作效率，同时保障外破、缺陷等问题的及时发现。电力公司还可以利用巡检过程中积累的大量数据进行数据共享，继而大数据分析，优化巡检任务，提升边缘计算能力，进一步提升输电线路巡检自动化水平，同时促进输电线路巡检的数字化转型。
参考文献
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