张连栋
国网蒙东赤峰供电公司 内蒙古赤峰市 024000
摘要：线路巡视是日常运行维护不可或缺的一环，正常情况下，班组长安排人员巡线是为了了解线路运行状况，及时发现线路缺陷和威胁线路安全运行的情况，为线路检修提供依据并确定检修内容，从而有效预防事故发生、防止事故扩大。由于高空巡视使用观测工具的局限性，巡视人员不能全方位地了解线路和设备情况，不能有效发现部分特定位置的缺陷，汇报巡视结果缺陷情况不全面或无缺陷，对后续缺陷的处理或线路运行极为不利。在架空故障巡线时，也会因为观测不到线路上方的状况，不容易发现故障点，导致故障处理时间和停电时间相应增加，对优质服务的提升产生了较大影响。
关键词：输电线路；高空巡检新技术；安全保障；无人机
引言
架空输电线路是现代电力系统中的主要设施，随着社会人群对电能的需求越来越大，该线路数量大幅增长，整体架构也变得更加复杂，这时线路运维、检修工作的难度大幅增长，以往普遍使用的人工巡检模式已经无法满足工作要求。为此，架空输电线路管理部门引进了无人机巡检技术，该项技术成功弥补了人工巡检模式的不足，能够帮助人工了解架空输电线路情况，做好运维、检修工作。
1输电线路安全巡检存在的问题
输电线路巡检工作对工人来说是一种极其危险和艰辛的工作，然而，为满足日益增长的社会电力需求，各种电力系统工程规模不断扩大，电缆长度随之增加。传统的线路排布方式落后，输电线已经使用了很长时间，对检修的需求频率要求较高。对于某些经过修理后仍存在一定问题的线路，其仍需要进行再次维修，但仍然应用传统的检修方式并不能满足线路的检修需求，无法提高输电线路的整体检修质量，造成整个电力线路的维护成本提升。在作业人员进行输电线路高空巡视的过程中，存在很多安全隐患。
2无人机巡检技术概述
无人机巡检作为一种新的方式，使用可见光红外热像仪、遥感设备及数据相机等设备，能对输电线路进行巡视检查。该方式在当前的电力线路巡检中应用逐渐普及，在系统中包括以下部分，分别为能够容纳系统操作员的GCS，操作人员以及天线系统的接口，还有运载有效载荷的多旋翼以及飞机与GCS之间的通讯系统，能够向飞行器发送控制输入并将信息有效载荷以及其他的数据返回到GCS。系统设计采用的是能用于电力巡检的UAS系统架构。无人机系统中的子系统包括了飞行控制系统、有效载荷，可发挥出检测的作用。其中多旋翼无人机中有飞行控制系统、有效载荷，飞行控制系统能进行任务管理及信号融合，实现稳定的飞行；有效载荷中包括了视频发射器及摄像机
3无人机检查的优缺点
将无人机设备应用于电网输电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，且难以用于远距离传输线检查。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，因此不能自动识别传输线的缺陷。但是，与传统的手动检查方法相比，使用无人机检查传输线具有一定的优势。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，可以防止与传输线碰撞，并提高检查的安全性。其次，它可以有效地分析恶劣天气下输电线路中出现的问题，并找出发生问题的地方，以快速解决问题并恢复电路系统。最后，无人机设备分为两种类型———手动和自动驾驶，使用时可以根据需要选择合适的类型。
在某些应用中，两种操作方法都可以减少人员的使用，这也提高了检查的速度和电力公司的经济效益。
4架空输电线路无人机巡检关键技术研究进展
4.1飞行姿态控制技术
外界环境因素，如气候因素中的强风或降水，都可能对无人机的飞行状态与姿态产生较大的影响，致使无人机的飞行控制出现不稳情况。无人机的姿态控制技术属于无人机电力线路安全巡检系统中的一个重要应用，不仅能让无人机的飞行状态更加稳定，还能让无人机按照预定线路规划开展飞行过程。依据专业研究人员的研究数据结论，LQG控制器主要控制无人机的俯仰翻转姿态，而PID控制器也是无人机飞行控制中的一个重要系统，可有效预防无人机在飞行或航拍过程中出现偏航问题。因此在无人机电力线路的安全巡检过程中承担着飞行姿态的控制职责，子系统的敏感性与抗干扰性必须较强，否则就可能致使无人机的飞行状态无法更为稳定。
4.2无人机避障巡检技术的实践应用
目前无人机的避障系统是相当成熟的，在针对架空输电线路进行安全巡检工作过程中，机体避障系统会起到重要作用。因为输电线路周边会存在大量的塔杆通道、森林树木以及建筑物，这些都可能为无人机飞行巡检工作带来负面影响，所以无人机会通过自身避障系统躲避障碍物，即对障碍物进行实时动态检测，实现自我保护。具体来说，当无人机检测到障碍物位置后会选择自动规避绕行或就地悬。其科学原理就是在架空输电线路障碍物面前获取深度图像内容，即时计算分析障碍物大体轮廓，然后快速规划路线规避绕开障碍物继续飞行巡检，这说明了无人机系统内部是存在一套场景建模分支系统与路径规划分支系统的，两大分支系统配合避障系统就共同确保了巡检工作安全性。
4.3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。
4.4雷击故障点排查
输电线路巡查工作的开展需对线路、电力设备及辅助设施等所处的环境进行巡查，对线路的运行情况进行了解，并找到线路运行中可能存在的安全隐患，使其能正常工作。在进行安全巡检工作时采用智能识别技术可发现故障点，使故障的排查效率得到提升，还可保证排查的准确性。例如在雷击故障追踪查找中可借助智能识别技术无人机来实现，通常在产生雷击故障后需采用人工望远镜巡检的方式，但该方式较落后，难以检测到雷击及悬式绝缘子串放电后的破坏痕迹，检测结果与实际情况不相符。采用人工检验的方式会产生一些漏洞，导致检查不到位，不能全面解决故障问题，而借助智能识别技术可发现绝缘子烧损及放电的痕迹，根据检查结果来采取有效措施解决问题，使检查工作顺利完成。
结束语
总体而言，在输电线路检查工作中，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]蔡文霞.无人机电力线路安全巡检的关键技术[J].通信电源技术,2019,36(12):68-69.
[2]卢锐.输电线路智能无人机巡检及应用[J].低碳世界,2019,9(12):106-107.