(广东电网有限责任公司佛山供电局输电管理所 广东佛山 528000)
【摘要】本文针对架空输电线路巡检中无人机的应用进行了简要分析，希望能为相关的人员提供一定的参考。
【关键词】架空输电线路；巡检；无人机；应用
随着我国特高压电网建设步伐的不断加快，长距离、大跨越、高海拔的架空输电线路规模越来越大，不仅给线路运维人员带来了巨大的挑战，也使得传统的人工巡检和半自动化巡检模式难以满足当今线路巡检的需要。利用无人机对架空输电线路开展巡检作业，具有巡检效率高、巡检成本低、杆塔顶部巡检效果好、远程操控简单可靠、受环境影响限制小等特点，可以实现对架空输电线路多范围、多频次、多角度巡检。因此，如何快速高效地将无人机广泛应用于输电线路巡检工作中去，必将成为输电线路巡检领域一个研究热题。
1无人机线路巡检技术
1.1正常巡检
正常巡检是指根据架空输电线路实际巡检需要按周期制定巡检计划，并选择性地搭载相应的巡检设备对架空输电线路开展可见光和红外测温等项目的巡检作业。其中可见光巡检作业主要用于发现导线、地线、绝缘子串、金具、固定螺栓、线路通道环境及其他附属设施等外部可见的异常情况和缺陷，红外测温巡检作业主要用于发现导线压接管、导线线夹、耐张管及绝缘子等相关连接或焊接部位发热异常等缺陷情况。
1.2故障巡检
故障巡检是指在架空输电线路发生故障后，为快速有效地排查出故障原因、故障点，根据保护动作信息初步确定架空输电线路故障点的可疑区段和部位，利用无人机搭载的故障巡检设备对可疑区段线路和部位进行全方位故障巡查。另外，也可根据架空输电线路实际运行状况向两侧扩大故障巡查范围，以便进一步分析架空输电线路是否还有其他异样。
1.3特殊巡检
1)鸟害巡检:输电线路架设路径大多为丘陵、旷野、高山，且基本采用高塔架设，这给鸟类提供了极佳的筑巢环境。因此，为避免鸟害对架空输电线路运行的影响，可根据鸟类筑巢及候鸟迁徙特性，在筑巢前期利用无人机开展鸟类驱赶巡检作业，在筑巢后期开展防鸟害监控巡检，实时掌握存在鸟害区段线路的运行状况。
2)外破巡检:架空输电线路通道及保护区经常出现市政修路、车辆吊装、挖方取土等不确定外破因素，严重干扰输电线路的正常运行，利用无人机开展架空输电线路防外破巡检，为预防和消除这些外破隐患提供有效的影像数据信息。
3)防山火巡检:随着植树造林、退耕还林等政策的出台，架空输电线路通道植被逐年增多，使得输电线路防山火压力持续攀升。因此，根据森林山火等级及季节特性，利用无人机对横跨山区、森林区段线路开展360°无死角防山火巡检，及时确保山火隐患可控、可管。
4)灾后巡检:输电线路跨越区段发生泥石流、山土滑坡、地震等灾害后，受诸多安全因素影响，线路运维人员很难第一时间深入灾区进行有效线路巡检，利用无人机搭载相应巡检设备对灾后线路现场进行全方位录像、拍摄，快速有效搜集线路设备灾后受损情况及环境变化信息。
5)树竹巡检:每年春夏季节，架空输电线路通道及保护区内树竹生长旺盛，极易发生树竹放电跳闸事故，这期间运用无人机搭载激光雷达或激光测距巡检设备可快速实现树竹隐患排查与检测，精确掌握线路运行环境。其中激光雷达巡检设备主要用于输电线路本体及通道环境三维全景建模，为线路通道环境评估及运维决策提供可靠依据，激光测距巡检设备主要用于树线距离及交叉跨越距离精准测量，为输电线路通道治理及后期砍青扫障打造安全线路走廊提供有力支撑。
6)红外巡检:迎峰度夏期间，输电线路常因过负荷出现设备异常发热现象，运用无人机搭载的红外成像仪对重载线路的连续管、压接管等进行红外巡检，可有效避免输电设备因温度过高而损坏的事故发生。无人机红外巡检的应用不仅解决传统人工地面巡检手持式红外测温仪较重携带不方便、线路档中压接管难测量等难题，尤其对高海拔、崇山峻岭的架空输电线路可实现快速测量、快速诊断、快速返回，极大地提高红外巡检效率。
2无人机巡检安全要求
在开展架空输电线路无人机巡检作业时，应将安全巡检放在首位，确保线路巡检任务安全可靠进行。1)在良好天气下进行。遇雷、雨、雪、雾及大风等恶劣天气时禁止开展无人机巡检作业，若必须在恶劣天气情况下开展无人机巡检作业，应根据现场天气情况和线路实际运行状况制定专门的安全措施及紧急预案，经输电线路运行单位批准后方可执行。2)在安全空域下进行。无人机开展线路巡检时，应远离开山炸石、爆破、火焰、烟雾及无线电干扰等活动空域。3)在安全距离下进行。通过对无人机巡检现场的飞行数据、轨迹及多起失控坠机事故的分析，为避免导线外电场及电晕放电的干扰引起坠机事故，无人机巡检作业与架空输电线路设备边相距离不应小于表2的规定，且禁止无人机在输电线路相间线之间及线路正上方长时间飞行穿越。
3无人机精细化巡检的方向
3.1无人机精细化巡检应用
无人机精细化巡检是指运用无人机对架空输电线路杆塔设备及线路通道进行全方位大尺寸拍摄，用以实时监控输电设备的运行状态。在对湖南省各地区电网开展的无人机架空输电线路巡检工作基础上，结合无人机GPS定点、定位悬停功能，提出了“О型巡检法”精细化巡检方案，可根据输电线路架设结构的不同灵活设置多个不同的巡检点，每一个巡检点为无人机GPS定点、悬停拍摄点，拍摄内容为离巡检点最近的导地线挂点、绝缘子、金具、螺栓、塔材及其他附属设施等，每一回线路的巡检作业飞行轨迹形似“О”字，且巡检内容可覆盖线路杆塔全部设备。
3.2无人机精细化巡检效果分析
调研发现，某地区部分110kV及以上架空输电线路架设路径全为丘陵，高山，传统人工徒步巡检和半自动化巡检不仅效率低、巡检劳动强度大，且对于大跨越、高海拔、地形环境复杂的区段线路常常出现巡检盲区。随着无人机巡检的加入及“О型巡检法”精细化巡检方案的推广，以前人工需要徒步2～3h才能到达的输电杆塔设备，无人机仅需几分钟便可完成全程巡检任务，通过无人机返回的巡检数据图像，可清晰发现线路设备各部件的实时运行状况。据巡检现场统计，近三年该地区电网累计发现新、旧缺陷105处，其中无人机巡检发现缺陷为72处，占总缺陷68.6%，半自动化巡检发现缺陷21处，占总缺陷20%，传统人工巡检发现缺陷12处，占总缺陷11.4%，见表1。
.png)
从表1可知，无人机精细化巡检的应用不仅填补了传统人工巡检和半自动化巡检的盲区，同时也大大提高了该地区输电线路缺陷发现能力和精细化巡检水平。
结语
无人机GPS定点、悬停功能及巡检作业范围广、巡检项目多、巡检更精细等优势，必将成为架空输电线路运行维护的重要手段，但其作为一种全新的线路巡检模式，在随着巡检应用不断推进的过程中仍需完善的是:①建立健全无人机巡检技术规范和作业标准体系;②提高无人机巡检作业和安全飞行保障技术;③强化无人机巡检作业在特殊环境适应性及抗电磁干扰性。使无人机巡检项目、范围、频次与人工巡检相补充，实现输电线路设备巡检的无缝对接。
参考文献:
[1]彭向阳，钱金菊，麦晓明，等.大型无人直升机电力线路全自动巡检技术及应用[J].南方电网技术，2016，10(2)：24-31，76.
[2]付晶.无人机巡检系统入网认证检测技术体系研究[R].北京：中国电力科学研究院，2017.