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摘要：无人机巡检技术在目前的企业输电架空线路巡检工作中应用广泛，它能够迎合当前日渐提高的电网结构复杂化程度，确保巡检维护到位。不过，无人机在控制过程中是存在失控、撞机甚至被劫持等多种事故的，再加之企业输电架空线路技术内容繁多，所以必须基于线路结构巡检要求提出并使用无人机巡检技术。
关键词：电力；输电线路；巡检；无人机；应用
1输电线路无人机智能巡检现状
无人机智能巡检技术是一种由飞手远程操控无人机，通过机载传感设备对架空高压输电线路进行巡查和检修的技术。根据无人机机体结构的不同，可将无人机分为无人直升机、多旋翼无人机、固定翼无人机和复合翼无人机。其中，无人直升机体积较大，控制难度和使用成本较高，已很少应用于输电线路巡检中;多旋翼无人机小巧灵活，可垂直起降、精准悬停，但它可承受的负载较小，机动性和飞行高度较低，且续航时间较短;固定翼无人机巡航速度较快，且续航时间长，但需要跑道起降，也无法悬停;结合了多旋翼和固定翼的复合翼无人机兼具多旋翼和固定翼无人机的优势，但其成本较高，尚未在高压输电线路巡检中使用。
在输电线路无人机巡检中，无人机是承载监测输电线路运行状态遥感设备的平台。常用的遥感检测手段包括可见光成像、紫外成像、红外热成像、激光雷达电能等。其中，可见光遥感检测利用相机等可见光采集设备，检查肉见可见的输电线路及其附属电力设备的特性和性质变化，已被广泛应用输电线路无人机巡检工作中;紫外遥感检测主要利用紫外遥感设备，检测输电线路和电力设备是否发生电晕放电或局部闪络的现象。由于成本较高，紫外遥感检测尚未在输电线路无人机巡检中被广泛使用;红外遥感检测主要利用红外热像仪等设备，检测运行中的电力设备是否出现过热缺陷的现象;激光雷达检测主要用于输电线路的地理信息测绘和定位导航中。
无人机在巡检输电线路的过程中，会拍摄大量的输电线路和附属电力设备的图片数据。由于这些图片的智能处理还处于研究阶段，后期还是需要人工处理。此外，现有输电线路巡检无人机还不能做到完全自主巡检，巡检质量严重依赖的无人机巡检人员专业水平。
2电力输电线路巡检中无人机的应用
2.1适用于传输线的全方位检查
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，检查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输线的运行状态。此外，面对特殊的线路检查要求，检查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。检查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，显著降低了检查人员的工作强度，有效规避了安全隐患。
2.2无人机自主巡航
无人机自主巡航是输电线路无人机智能巡检技术的核心组成部分。其巡航的区域主要分为塔间区域和近塔区域。目前，输电线路无人机巡检并不具备自主或自动巡检能力，通常采用的方式是:人工预先设定运行的轨迹，然后基于GPS按预定轨迹飞行。该方法存在明显的不足:(1)无法适应检测目标或者周围环境随时间可能发生的变化，容易发生安全事故。例如，当树木生长至输电线路附近时，无人机有较大可能撞上树木，造成无人机坠毁。
(2)该方法对无人机定位的精度有着较高的要求。然而，常用的民用无人机GPS的定位误差可高达10m。虽然利用载波相位差分技术能克服这一问题，但是该技术需要建立较多的基站，以覆盖输电线路所处的较为广阔的范围，因而将该项技术应用于输电线路无人机自主巡航的成本太高，并不切合工程实际。
目前，机器视觉技术是解决上述问题的潜在解决方式，也成为了该领域的研究热点。此外，采用GPS和机器视觉辅助技术的组合导航系统是输电线路无人机智能巡检的未来发展趋势。
2.3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。
2.4特殊巡检
针对复杂地形及规模林区，特别是树竹快速增长区域，开展无人机可见光通道检测和激光雷达扫描，提升通道管理和特殊点距离管控的精细化水平。利用无人机进行线路缺陷隐患排查，加强无人机对重点防汛、滑坡区段的巡视力度，提高应急响应能力。特殊地形、区段和恶劣气象条件下灾后评估，可开展固定翼无人机巡检，快速获取灾害情况，及时为后续抗灾救灾提供重要基础信息。
2.5适用于清除传输线上的异物
传输线中经常有异物，如果不及时清除异物，将有可能导致传输线击穿和触电。为了避免上述问题，检查人员经常不得不手动清除异物，这极大地增加了检查人员的安全风险，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，检查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，检查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，接着检查人员可以使用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。
好结论
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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