输电线路无人机巡检技术

沈凤 吴圆波

摘要：随着信息化时代的发展，企业应该以数字化转型为发展方向，相关电力企业要注重先进技术的运用，加强对输电线路的巡检力度，这样才可以保证电力的稳定运行，提高用户的用电体验。但是部分地区因为环境因素等的影响，导致人工巡检工作难度较大，同时，人工巡检的工作效率以及质量都存在不足，难以确保输电线路的运行质量。因此，可以通过先进技术来优化输电线路的巡检工作，从而提高巡检力度，其中可以利用无人机代替人工进行架空输电线路的巡检工作。

关键词：输电线路；无人机；巡检技术；研究进展

引言

为了更好的维护电力建设质量，需要对其基础设施进行完善，而输电线路作为连接各个用户的桥梁，其自身的稳定运行至关重要，有必要对其巡检工作进行强化，这个时候只进行以往的人工巡检显然不足以保证输电线路的运行质量。新时期，电力企业要注重数字化转型发展，对巡检工作进行创新优化，其中无人机巡检技术可以代替人工进行巡检工作，解决了传统工作模式中的很多问题，使输电线路的运行质量得到提高。

1 目前输电线路巡检工作存在的问题

1.1外界破坏因素太多

目前，我国处于高速发展时期，诸如城市化建设等都需要加快步伐，各种机械设备的运作也变得频繁，这导致外界环境对架空输电线路造成严重的破坏。主要来自于建筑工程的影响，各种大型吊车，运输车等在运行时会刮到架空输电线路，同时，建筑物本身的建造以及改造都会影响到线路建设。因此，众多外界破坏因素的影响造成巡检工作量大难度大。

1.2 传统巡检工作存在欠缺

传统巡检工作主要是利用人力开展巡检工作，在进行巡检工作时会消耗大量的时间，再加上高强度的作业会带给工作人员大量的工作压力。同时，外界环境的变化会严重影响人工巡检工作，导致工作人员不能正常开展巡检工作，甚至严重时会造成人员伤亡。其次，传统巡检工作灵活性不足，不能及时应对突发情况。

2 无人机融入巡检工作的必要性

随着用户的用电需求增大，其自身的荷载就会变大，从而导致一些电子元器件出现损耗。这时就需要对输电线路进行全面的检查工作，若在检查工作中没有及时发现问题，导致问题不能及时被处理，就会影响到整个电力建设的运行质量。而无人机融入到巡检工作当中，能开展高效、高质量的工作，对输电线路的问题可以及时发现、及时处理，给电力建设的运行提供保障。

无人机是新时代下的高科技产物，种类以及功能丰富，例如小型旋翼机、无人直升机等，可以针对不同的电网开展相对应的巡检工作。同时，无人机是利用自身完整的遥控机制进行工作的，既方便又安全，在高压线路巡检中的应用效果比较好^[1]。

按照人工巡检作业方法，巡视工作量大，未知安全风险多，精细化水平低，无法及时地发现缺陷隐患，难以满足日常运维工作的要求。而采用无人机巡检作业方式，通过搭载高清摄像头、红外测温仪等设备对线路走廊、杆塔本体进行精细化巡检，智能高效，省时省力，大大提高巡检效率及运维水平。

3 输电线路无人机巡检方式和技术

3.1无人机巡检模式

（1）正常模式。传统的巡检方式，要通过人力进行巡检工作，耗时耗力，还没有较好的效果。而无人机巡检工作可以在较短的时间内对线路完成检查，并且通过自身的高清摄像头可以全面细致的检查输电线路，同时，可以做到记录数据，向工作人员有效的反映线路情况。

（2）故障模式。故障模式是针对故障区域进行细致化的检查，传统故障巡检工作时，要让工作人员通过望远镜以及登杆塔等措施对故障区域进行检查，这样会消耗大量时间，还会给工作人员带来安全隐患，并且检查的范围受限，检查也不够细致。而无人机可以针对故障区域近距离以及全方位的检查，对故障区域的检查效率以及质量都比传统巡检要高的多，还会避免工作人员开展相对比较危险的巡检工作，从而消除工作人员的安全隐患。其次，在故障巡检工作时还可以对周围的外界影响因素进行检查，做到有效防控。通过实际应用发现，利用无人机开展故障巡检，有效的降低了巡检时间以及提高了工作质量，对放电点能做到及时发现^[2]。

（3）特殊模式。特殊模式是在遇到外界环境变化较大的特殊情况下，采用无人机进行巡检工作，例如极端风雨等天气情况，人工巡检工作难以正常开展。同时，对输电线路的荷载过高也需要应用到无人机巡检，人工对这一现象进行巡检会耗时耗力，还要登杆，在使用红外测温仪时还会产生误差。而无人机针对这些特殊情况可以采用不同类型的无人机对各种情况有效巡检。

3.2无人机自身技术在巡检工作中的应用

（1）视觉跟踪技术。无人机自身装有导航系统等先进技术，在巡检工作中能对障碍物进行一定的识别，从而可以有限避免与障碍物发生触碰，精准的对输电效率进行检查。需要注意的是，无人机自身在工作时会产生振动，从而对拍摄画面有轻微影响。

（2）无线通讯技术。无线通讯技术是连接无人机高空工作与地面监测平台的主要桥梁，在其对输电线路进行高空巡检工作时，会记录以及拍摄一些异常点的情况，而将这些异常点传送回监测平台，就需要利用到无线通讯技术。在监测平台有专门的通讯设备与其连接，并且配有可以获取无人机传递信息的数据设备，对接受到的信息可以有效的解读。同时，无线通讯技术具有较好的稳定性能，对干扰因素可以有效控制，提供良好的通讯环境。

（3）线路故障探测技术。线路故障探测技术主要分为视觉检查技术、红外线与紫外线探测技术、激光雷达探测技术。其中视觉检查技术是通过无人机自身的数据储存，将摄像头拍摄到的情况完整的存储，工作人员通过图像进行相关判断。红外线与紫外线探测技术主要是针对线路中的连接器、绝缘子、夹具等存在的问题进行检测，通常可根据图像热源进行判断。紫外线接受装置可对线路的日冕强度及位置进行确定，以此检测线路故障^[3]。激光雷达探测技术具有时隔波振幅激光器、脉冲激光器方向特性，通过激光器目标与被测目标发生碰撞，发生反射，从而通过计算进行测距。

4 无人机巡检技术的研究进展

目前，我国无人机巡检技术还处于待完善阶段，需要进一步改进，做到完全的摆脱人工操作，实现自主巡检，这就需要加强其自主识别系统、导航系统等的创新步伐。同时，要加强自身的稳定性以及摄像头的清晰程度，保证拍摄画面的高质量感；对数据库进行优化，为数据的安全以及完整储存提供保障；对无人机飞行性能加以完善，确保工作的有效开展^[4]。此外，对于智能化的巡检工作，遥感技术与无人机技术的结合是必不可少的，这可以进一步提高巡检工作的质量，确保输电线路的稳定运行。

电力企业要加强探索创新，展望未来，充分发挥无人机巡检的优势开展线路巡视工作，对输电线路杆塔进行精细化巡检及自动飞行航迹采集，实现无人机自主巡检，并建立输电线路三维模型。可以运用图像识别技术和图像控制算法，精确识别、锁定目标，云端自动分析、检测缺陷并出具报告，实现线路的智能运维，支撑电力企业的数字化转型，推动输变配一体发展。

结语

根据上文可知，目前的电力建设需要针对输电线路进行高效的巡检工作，而以往的人工巡检难以发挥高效的作用，还会存在巡检不全面，一旦出现遗漏问题，将会影响整个电力建设的质量。因此，相关电力部门对巡检机制必须给予重视，并且对其机制进行改进，充分发挥无人机的巡检作用，不仅可以提升巡检工作效率以及质量，还可以有效降低时间成本以及人力成本，从而为电力建设提供后期保障。

参考文献：

[1]何惠清,朱昱.小型多旋翼无人机在架空输电线路巡检应用探索[J].江西电力,2019(8):32-35.

[2]陈利明,王淼.无人机系统在架空输电线路巡检业务中的应用[J].测绘通报,2019(1):169-172.

[3]潘文斌.无人机在丘陵地区输电线路巡检中的应用[J].山东工业技术,2018(23):59.

[4]卢家军.架空输电线路无人机巡检技术研究进展[J].名城绘,2020(8):22.