唐斌 孔林幸
国网白银供电公司 甘肃 白银
摘要：电力行业是我国经济基础的重要产业之一。输电线路把发电厂、变电所和用户连接起来，将电能送到千家万户，因此电力线路十分重要。电网是否能安全稳定的运行取决于电力线路的运行情况，所以，需要加强电力巡检工作，提高电网的稳定性。
关键词：电力输电线路；巡检；无人机；应用要点
中图分类号：TP391
文献标识码：A
引言
为了满足人们的电力需求，线路的数量不断增加，分布范围越来越广。许多输电线位于地形复杂且环境恶劣的区域，显著增加了线路出现问题的可能性。为了确保正常供电，必须及时维修或消除线路缺陷，因此确保输电线路巡视检查工作的效率非常重要。无人机在输电线路检查工作中具有很大的应用优势，工作人员可以通过无人机发现和消除输电线路的缺陷，显著减少了高空作业，有效地减少了工作量。
1电力线路巡检模式的现状
目前输电线路的巡检方法大多还是依赖于人工巡检，而人工巡检模式主要有以下几点问题：（1）巡检手段单一。人工巡检时只能使用望远镜与相机等设备进行测量，寻找问题时只能进行人为的查找，在电力巡检过程中无法使用过重的诊断设备。例如：杆塔瓶口上面的部位有观测角度大与观测距离远这两个特点，人工巡检时无法进行问题的查找，只能得过且过，最后导致巡检结果产生误差，影响了巡检的质量，提高了线路产生问题的概率。（2）维护人员无法满足线路增长需求。最近几年，220kV及以上电压等级输电线路的总长度已经超过7×105km，年增长9%左右，以后的年增长率约6%。可路线维护人员的增长率却在2%左右，远远跟不上线路的增加速度，而且人工人本越来越高，电力企业为了控制成本，不会大量增加维护人员，因此会产生维护人员无法满足线路增长需求的情况。（3）数据管理分散。目前电力巡检工作中，大多都是电力线路运维部门进行数据的整理与统计，却没有及时将数据进行分享与整合，导致数据过于分散，无法进行多维度的利用，也不能给有关部门进行数据的提供，从而影响有关部门进行有效精准的判断。而且在进行巡检数据判断时都是由人工完成的，人工判断容易产生数据的判断失误，因为人工效率过慢，数据的处理时间较长，因此会影响后续工作的正常进行。因为人工巡检的方法过于传统，并没有给电力巡检工作带来良好的效率性与准确性，所以，现在大多都使用无人机来进行电力巡检工作。
2电力输电线路巡检中无人机的应用
2.1适用于输电线路的全方位检查
在输电线路检查中，无人机具有很大的应用优势。高性能无人机的硬件包括地面站和漂浮在无人机空中部分的两个组件。可以配备可见光摄像头，该可见光摄像头可以在各个方向拍摄电力传输线，并通过系统的模拟信号传输和无线通信模块将捕获的图像转换为视频。通过专业软件，工作人员可以实时查看无人机捕获的图像，并根据无人机捕获的图像判断传线路的运行状态。此外，面对特殊的线路检查要求，工作人员可以使用遥控器控制无人机，从而使无人机避开障碍物并更快地找到故障位置。此外，还可以灵活地调整安装在无人机上的可见光摄像机的焦距。工作人员可以通过遥控器调整无人机的焦距，使目标位置更清晰。检查完成后，被捕获的巡逻图像将保存在计算机上。
无人机采用多功能转换头进行输电线路检查，可以通过更换人员有效地完成检查，显著降低了工作人员的工作强度，有效规避了安全隐患。
2.2适用于清除输电线路上的异物
线路中经常有异物，如果不及时清除异物，将有可能导发生接地跳闸故障和触电。为了避免上述问题，工作人员经常不得不手动清除异物，这极大地增加了工作人员的安全风险，并且清除异物所需的时间较长。无人机在去除传输线中的异物方面发挥了重要作用，当使用无人机去除传输线中的异物时，传统的方法是将两个激光携带到无人机的空中，坡度管模块通过聚光效果燃烧异物。考虑到从激光二极管模块发射的激光是平行的，需要使用凸透镜聚焦光，并且需要使光散焦。在准确燃烧异物的过程中，工作人员必须确保无人机与周围的充电设备保持一定距离，并且异物会在风的作用下晃动，这种使用无人机去除异物的方法较困难，并且去除异物的效率低，需要改进。将电动水平仪、激光模块和控制模块安装在多旋翼无人机上，工作人员可以通过云台摄像机观察异物的位置，可以对无人机进行调整，使激光模块的焦点对准异物的位置，接着工作人员可以使用GPRS远程控制继电器打开激光模块的电源，该模块可以快速燃烧异物，并快速去除传输线中的异物。
2.3多旋翼无人机电力巡检系统多旋翼无人机电力检查系统是一种基于无人机技术和信息技术的图像采集系统，具有多种功能，可以适应复杂的工作条件，可以监测电力线和电线接地的实际运行情况。快速准确地检查线路状况、防雷和接地装置[2]。另外，可以根据通信系统的操作将检查结果及时发送给技术人员，方便技术人员进行数据分析和信息管理。多旋翼无人机功率检查系统的结构相对复杂，可以大致分为：多旋翼无人机的6个部分。多旋翼无人机有几种类型，市场上最常用的一种是A700四旋翼无人机。它的应用优点主要为机身是完全密封的，即使在雨天也可以正常运行。此外，飞行控制系统具有很高的质量，并且具有出色的控制性能。由于其高度的便利性和出色的容错性，飞行状态相对稳定且无事故。它还具有显著的承载能力和耐用性，出色的数据传输能力，因此在功率测试中可以发挥不错的作用。四旋翼无人机的动力系统可分为3个部分：电动机、动力和速度控制系统。电机是无刷电机，电源是锂聚合物电池。整体表现非常稳定。速度控制系统基于控制信号。调整电动机速度以达到速度调整目标。GPS导航系统，如果动力系统是一块肌肉，那么导航系统将是眼睛，它可以为无人机操作员提供跟踪并促进对无人机的全面控制[3]。GPS可以说是无人机检查系统中最重要的部分，可以提供无人机定位服务，以确保无人机检查的安全性和稳定性。无人机的导航系统可以直接执行GPS全球定位。无人机操作员可以预先计划无人机检查路线和距离，并使用PTZ跟踪系统确定无人机检查位置和情况。还可以直接调整PTZ的角度，从而达到拍摄特殊位置（例如铁塔和电线）的目标。无人机电力检查系统的信息收集主要是薄膜和返回极、电线、接地装置等。因此，该信息收集系统主要装有热红外成像系统和可见光收集设备，可以在短时间内完成从电源线收集信息的任务。为了确保采集的准确性和有效性，通常会选择固定焦点相机和变焦相机的组合，并且两个相机一起工作以完成诸如拍照和录像的任务。热红外成像系统的功能是收集电气设备和电线表面的温度。在夜间检查期间，借助温差查找难以发现的区域和相对隐蔽的故障点，从而从根本上改善无人机的性能，并提高检查系统的有效性。
结束语
总体而言，在输电线路巡检工作中，无人飞行器具有很大的应用优势，有效地代替了人力，能进行高效、准确的检查工作，显著降低了线路工作人员的工作强度，有效减少了输电线故障。准确、快速的调查减少了人力、物力的投入，有效地保证了输电线路检查工作的安全，极大地促进了电力领域的技术创新。
参考文献
[1]邵瑰玮，刘壮，付晶，等.架空输电线路无人机巡检技术研究进展[J].高电压技术，2020（1）：14-22.
[2]刘智勇，赵晓丹，祁宏昌，等.新时代无人机电力巡检技术展望[J].南方能源建设，2019（4）：1-5.
[3]黄婷，刘平原，林韬，王丛.固定翼无人机在电力巡检应用中的技术升级[J].机电工程技术，2018（10）：67-70.