齐飞 祁承毅
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摘要：我国幅员辽阔，为保证全国各地的可靠供电，需建设较多的高压电力线路。而线路巡检是保证高压电力线路正常运行的重要手段，对我国电力的可持续供应和经济的安全、快速发展具有重要意义。最近十几年，随着国家经济的高速发展，架设的高压电力线路越来越多。在这种背景下，如果采用传统的人工巡检模式巡检数量如此之多的高压电力线路，将会不可避免地存在着作业强度大、巡检周期长、部分线路检修危险等问题。近年来，国家电网公司积极引进无人机智能巡检技术，提升高压电力线路巡检工作的自动化程度，改进巡检工作模式，以期实现高压电力线路的精确、高效、经济巡检。本文主要对无人机电力巡检进行了简单的探讨，以供相关人员参考。
关键词：无人机；电力线路；巡检系统
1、无人机检查的优缺点
将无人机设备应用于电网电力线路检查可以有效改变以往效率低下和人力资源浪费的问题。目前，无人机检查处于发展的初级阶段，在实际应用中仍然存在一些弊端。一方面，无人机设备的体积小和电容量低，缩短了检查时间，且难以用于远距离电力线路检查。另一方面，无人机设备的远程控制范围小，存在距离限制，且系统相对便宜，因此不能自动识别电力线路的缺陷。但是，与传统的手动检查方法相比，使用无人机检查电力线路具有一定的优势。首先，无人机设备的基础是自主悬停技术和自定义导航技术，可以防止与电力线路碰撞，并提高检查的安全性。其次，它可以有效地分析恶劣天气下电力线路中出现的问题，并找出发生问题的地方，以快速解决问题并恢复电路系统。
2、电力线路无人机巡检现状
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电力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，已很少应用于电力线路巡检中；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，尚未在高压电力线路巡检中使用。
在电力线路无人机巡检中，无人机是承载监测电力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，检查肉见可见的电力线路及其附属电力设备的特性和性质变化，已被广泛应用电力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，检测电力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电力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电力线路的地理信息测绘和定位导航中。
3、电力线路巡检中无人机的应用
3.1、适用于电力线路的全方位检查
在电力线路检查中，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线路，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电力线路的运行状态。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电力线路检查，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。
3.2、适用于清除电力线路上的异物
电力线路中经常有异物，如果不及时清除异物，将有可能导致电力线路击穿和触电。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。无人机在去除电力线路中的异物方面发挥了重要作用，当使用无人机去除电力线路中的异物时，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，并快速去除电力线路中的异物。
3.3、检测电力线路错误
无人机在电力线路故障的检测中起着重要的作用，无人机主要有三种检查方法。第一，通过雷达检测错误；第二，通过视频检测错误；第三，使用红外检测错误。雷达检测可以提高对电力线路的定量测量精度，雷达测距装置可以准确地测量电力线路与周围障碍物之间的距离，为维护和安装提供参考。在目视检查中，检查人员可以通过安装在无人机上的摄像机拍摄电力线路，并通过通信模块将航拍照片或视频传输到地面站的计算机。检查人员可以借助专业软件分析电力线路的实时运行。红外线检测技术利用红外线帮助检查人员进行图像分析，适用于肉眼无法识别的线缺陷检查，在线金属缺陷检测中具有很高的应用价值。
结束语
总体而言，在电力线路检查工作中，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，显著降低了检查人员的工作强度，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，有效地保证了电力线路检查工作的安全，极大地促进了电力领域的技术创新。
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