输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题探讨①
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摘 要：近年来，当航空行业在发展的时候，无人机线路巡检也逐渐成为该领域的研究重点。无人机具备体积小、全方位的检查优势，而且可以同红外探测设备共同协作，一起来完成相应的巡检工作，进而了解到整个输电线路的运行情况。本文从这项技术的应用现状出发，分析了巡检中遇到的一些问题，最后探讨了无人机巡检技术的具体应用情况，以期为相关人员提供一定的参考。
关键词：输电线路 无人机 巡检技术
中图分类号：TM75 文獻标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）09（b）-0022-02
在整个电力系统中，电网的分布范围比较广，而且设置也非常复杂化，所以对于输电线路的维护和检修是当下应该解决的一个主要问题。为了进一步提高整个线路的维护效率和质量，相关人员可以选择采用无人机巡检技术，充分借助这项技术的应用优势，确保线路的正常运行，用于提升整个电网系统的运行质量。
1 无人机巡检技术应用现状
无人机巡检技术实际上是近年来才开始发展的一项新兴技术，将航空、电力和通信等多个专业相互结合在一起，然后形成了一种高尖的技术领域。从当前我国的应用情况而言，国家电网企业在进行无人机巡线的研究中，也取得了一些阶段性的效果。相关人员利用直升机，搭设相机和成像仪对线路进行相应的巡检，而且从拍摄到的图片来看，可以鉴别出导线和杆塔上的各种缺陷。但是在具体应用的过程中，这种方式也存在着一些问题，如无法防雨、预防风力的能力比较小，我国江西和辽宁电力企业就尝试着通过无人机的方式来巡检输电线路，可只是购买了一些搭载设备来进行拍摄，在技术应用还应该有待提升。
2 输电线路无人机巡检中存在的问题
这项巡检技术的应用可以看作是电网企业实行改造的一种方式，在应用的时候，可能会产生一些安全方面的问题。就整体而言，项目的安全技术和管理风险等都是影响项目顺利实施的关键因素。输电线路主要是三相交流电，变化的电场产生一些磁变的时候，会向四周激发，如若距离越近，那么磁场也会越大。通常情况下，两塔之间的线最靠近地面，那么这个地方的强度则是最大的，而且强度会随着距离的减少开始降低。输电线路产生电磁干扰最为主要的原因还是导线表面和线路部件表面不良接触所形成的放电行为。电晕的放电会受到气候的影响，这时候产生的效应就是无线电干扰，无线电干扰的实际会出现一些有害的，频率比较宽的电磁波干扰，对于设备会造成负面的影响。
从目前无人机巡检的应用情况而言，还存在着以下的几个问题，配件台账编码、保养和无出库等缺乏完善的管理。要知道，无人机的飞行分析和故障管理等都需要专业人员对其进行智能化的管理。而且在运行的时候，要将采集到的数据、速度和时间等都详细地记录下来。但是这一般是以人工记录为主，这种方式存在着一定的缺陷性，无法保障数据录入的准确性。如若数据过多，没有统一的管理，这不利于检索和分析，也无法真正发挥出数据的驱动作用。
3 输电线路无人机巡检中的关键技术
3.1 无线通信
输电线路附近具备一些比较强的磁场，这会影响整体的传输信号，假设地面基站和无人机进行双向传输的话，这时候才能完成无线传输模块。操作人员也应该及时做出相应的动作指令，然后传输图像数据，确定无人机的具体位置，这些都需要远距离和极快的传输速度。
3.2 故障检查技术
无人机中安装一些高清的相机，将巡检的照片都储存下来，按照收集到的信息，这时候，相关人员就可以准确地判断出输电线路的运行状态。这些方式还可以更为准确的发现线路和杆塔的运行情况，如闪络，是否有悬挂的异物，绝缘子是否出现了破损自爆的情况。在无人机搭设红外仪的时候，也可以对周围表面温度的发热异常点进行光谱图像分析，从而明确线路是否出现了故障。此外，无人机在搭设各种设备的时候，例如，探测仪和成像仪等，也可以检测出杆塔和线路的实际运行情况。
3.3 优化图像数据
为了可以准确的检测到线路的运行情况，就需要收集到一些高质量的影像信息。在收集信息和输电线路的图像时，由于机身和无人机设备出现了抖动，或者是其他异常情况，这时候都会导致定位和诊断故障，最后出现图像过于模糊的情况。因此，预处理和优化这些数据也是非常重要的一项工作，对于不断变化的输电线路，在一些比较复杂的环境中，操作人员应该准确的意识到目标图像之间存在的差异性，这样才能提高整体的辨识能力。
4 输电线路巡检中无人机的应用
4.1 巡检系统
无人机巡检系统主要是由无人机、通信、机载和地面站这些系统所构成的。从各个部分功能的应用情况而言，在整个无人机系统中，将相机和摄影机放置到机体中，通过接收地面站的遥控信息指令对输电线路中的一些关键部分进行拍照和取样，然后实行全范围的拍摄。对于无人机机载设备而言，这实际上也是获取信息的一种有效途径。对于通信设备而言，是连接系统和地面工作站的桥梁，将系统中的图像信息按照指定的方式传输到工作站中，当工作站在接收到这些信息以后，就会发送到无人机系统中。对于地面的工作站而言，主要的作用则是协调无人机的遥控系统，对采集信息的具体位置进行定位。在巡检的时候，一般会将小型的摄像机、测温仪等装置绑定在机体上，通过接受地面站信息指令来对一些重点部位进行拍照取样，然后将采集到的图案信息利用通信设备传输到终端中。工作人员也会按照采取到的图形，在具体化的分析以后，针对可能会存在的一些故障，制定一些提前的预处理措施。
4.2 设计原则
配电线路的设计应该在安全、可靠的基础上去实行，用于提高整体的经济效益。例如在设计10kV配电线路的时候，一定要严格的控制工程造价，一方面，落实定额设计，符合整体的发展需求，选择合适的路径，控制协调成本。另一方面，制定多个备选方案，将绝缘导线、配电网改造设计等考虑在内，可以将裸导线替换成绝缘导线，这样也能减少投资的成本。如果是在一些市区的线路，运行负荷比较大，要减少投资成本，就可以选择采用裸导线，提高整体的散热性。在郊区，那些垃圾、杂物比较多的区域，就可以选择采用绝缘导线，这样能够避免出现一些短路的情况，尽量在保障安全性的基础上，也要注意相应的经济性。
4.3 应用前景
输电线路在巡检的时候，无人机巡检技术的应用范围在逐渐扩大，将这项技术应用到线路高空作业中，这样可以快速地找出线路的故障点，很大程度地减少了巡检的时间，提高了整个工作的安全性。同时，在实际应用的时候，也可以利用地面航模机来开展相应的操作，需要注意的是，一定要调整拍摄的角度，这样才能全面且系统地了解到线路的运行状态，然后告知工作人员具体的故障点。如若是在一些比较复杂的地形环境中，巡检输电线路的时候，人工操作的难度是比较高的，而在应用了这项巡检技术以后，能够及时地找准故障点，增强整体的运行效率。
5 结语
现阶段，供电的稳定性要求有了一定的提升，输电线路的巡检工作也变得更为重要，如果仍旧是采用传统化的检测方式，不利于这项工作的顺利实施。无人机巡检是一种非常新型的技术，在具体应用的时候，可以降低现场工作人员操作的难度性，提高了整体的巡检效率。而在未来的发展中，电网企业还应该加大对专业人员的培训力度，构建一支技术精湛的无人机巡检队伍，这样才能真正发挥出这项技术的应用优势。
参考文献
[1] 刘剑花，方宏.无人机巡检输电线路技术的应用[J].自动化应用，2016（10）：69-70.
[2] 张昌赛，刘正军，杨树文，等.大型无人机输电线路巡检数据采集与处理关键技术[J].测绘通报，2017（S1）：136-139.
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