(国网蒙东检修公司锡林郭勒盟输电工区 内蒙古自治区锡林郭勒盟 026000)
摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，随着特高电网建设的推进，无人机在特高压输电线路巡检中的应用越来越广泛，从而提高巡检工作的效率。无人机在巡检过程中会受到导线周围感应电磁场的干扰，造成无人机失控，威胁电网设备安全。采用电磁波阻隔技术、多余度飞行控制系统以及无人机避障技术，可以提高无人机在特高压输电线路巡检工作中的安全性。
关键词：特高压；输电线路；无人机；巡检；安全
引言
线路巡检是保证架空线路正常运行的重要手段．随着我国输电线路的快速发展，线路巡检工作面临着作业强度大、周期长，部分线路环境恶劣等问题，传统的人工巡视方法面临巨大挑战．为此，近年来电网积极引进新技术，提高线路巡检工作自动化程度，改进巡检工作模式．无人机巡检是对传统人工巡检的技术提升，由飞手远程操控无人机，通过机载的传感设备(如相机、红外成像仪等)对架空线路进行巡查．相比其他改进技术，如直升机巡检、机器人巡检等，无人机巡检虽然在巡检精度上有所下降，但具有设备简单、成本低廉、机动灵活、安全高效、视野良好、易于发现杆塔平口以上的缺陷等优点，且无需对线路进行改造，不存在损伤线路的隐患，更容易与人工巡检相融合，成为日常巡检手段，是当前电网的主要推广方向．根据国家电网公司公布的数据，无人机架空线路巡检效率是人工巡检的8～10倍，在日常巡检工作中，人工巡检与无人机巡检各占50%．可以预见，无人机巡检将会成为未来电网最主要的，应用范围最广泛的巡检手段．但随着无人机巡检技术的推广，新的问题也随之产生:巡检过程中产生的海量图像数据需要后期人工处理;巡检工作人员需要具备较高的无人机相关技能，其技能水平对巡检质量和电力设施安全有直接影响．在现阶段，专业无人机巡检人员的欠缺与巡检工作智能化水平的不足是无人机巡检推广应用的主要制约因素．针对上述问题，本研究介绍电力巡检无人机应用现状，概述电力无人机巡检工作模式及特点，分析无人机智能巡检技术需求，重点综述巡检数据智能处理、无人机自主导航、无人机续航等关键技术问题，探讨其可能的解决方案，为相关研究提供一些有益参考．
1无人机应用于巡检输电线路的技术优势
无人机拥有自动导航和自动悬停技术，巡检时能够做到全方位的高空信息采集，多角度进行观察，高效率降低架空输电线路巡检工作的难度，最大程度上杜绝安全事故的发生，提升巡检效率和巡检质量。这种优势在极端恶劣天气条件下能够得到充分发挥。雨雪天气中，铁塔容易打滑，人工蹬杆走线容易发生危险。无人机能够代替人工工作，保证工作人员安全的同时，保障电网安全可靠地使用运行。在灾后道路不通、工作人员亲自到现场巡检有困难以及危险系数较高时，无人机能够发挥重要作用。许多工作能够在带电情况下完成，效率极高。在当前的技术条件下，巡检输电线路中应用最多的是遥控直升机和四旋翼无人机。下面将详细介绍这两种不同的无人机技术和功能。遥控直升机装备有图像采集和实时传输装置，装载的是普通直升机的气动布局。在巡检线路过程中，不应该在设备正上方悬停，将采集的信息图像迅速发送到监控中心，方便后台的工作人员及时根据输电线路可能存在的故障进行判断。作为人工遥控的应用遥控直升机，工作时需要工作人员操作来保证无人机能够在距离输电线路安全距离处停留，然后依托无人机内部的拍照机器进行图像拍摄，并且传送回后台监控人员处。四旋翼无人机有着较强的起降能力，主要原因是它的气动布局结构不同于遥控直升机。此外，为了保证传输线路图像的清晰度，四旋翼无人机配备了无线微型高分辨率图像采集装置，能够获得高清信息，并将其传送回地面站。四旋翼无人机在工作流程上和应用遥控无人机有些许不同。四旋翼无人机通过地面站发出的指令自主在距离输电线路安全距离范围内悬停，工作人员通过遥控控制旋翼的航向和减振云台，保证无人机在各个地方拍摄的图像的清晰，实现输电线路设备巡检情况的实时采集和传输。
在巡检输电线路工作中，无人机发挥着重要作用。但是，由于技术问题的局限，它在续航方面存在缺点。首先，无人机体积较大，但是电池容量较小，其巡检时间和距离十分有限。其次，无人机不能够自主分析故障点，需要通过传送图像到后台进行人工判断。所以，在创新技术方面可以从以下几个要点进行分析研究。作为具有自主悬停、自主导航特点的四旋翼无人机，能够及时发现输电线路跳闸的故障。在这一前提下，可以构建一个完整的全方位巡检模型，保障在巡检过程中输电线路的安全，还能够分析在恶劣天气条件影响下输电线路可能发生的灾害。为了解决无人机的工作时长问题，可以对锂电池的选型、电机的选型以及空气动力等进行研究。通过改善飞行控制、结构强度等条件，优化流线型机 身碳纤维制作工艺问题，进一步升级四旋翼无人机的技术条件。
2特高压输电线路巡检无人机安全技术
2.1屏蔽技术
电磁波的屏蔽技术，主要是用绝缘材质阻隔电磁波的干扰。屏蔽技术在实际使用中，只能通过吸收和反射，来稍微削减电磁波，并不能有效阻隔。常见的屏蔽技术，主要是通过以下两个方面进行电磁屏蔽防护。1）将无人机所有的缝隙包裹严实。采用合适的绝缘材质填充缝隙，防止电磁波进入。常见的填充材质包括金属丝网垫、导电布垫、软金属3种。在无人机的元器件附近，通过屏蔽层的包裹，将电磁波阻隔在外。常用的方法包括：在元器件附近，用锡箔纸进行整体包裹；在信号回路处采用屏蔽双绞线，保障不同的信号有单独的传输线路，还可以避免短路现象的发生；在电源连接处包裹屏蔽层，使接收部位将电磁波有效阻隔。2）优化整个系统，避免关键设备受到电磁波的干扰，确保无人机安全。系统优化时，应遵循以下两个原则：一是在无人机干扰源附近避免装设关键设备飞行控制系统、测量元件等设备都要远离元器件的接口或者缝隙处，从而弱化电磁波的干扰；二是通过对无人机电源线路的改造使主要线路与其他线路保持一定的距离，在电源回路与信号回路交叉地方，应当将其夹角设置为90°。
2.2无人机输电线路巡检
输电线路中采用无人机巡视，有着传统巡线方式无法比拟的优势。第一，不受外界环境因素的影响和制约。由于很多线路都建设在室外环境，一旦遇上大雨和暴雪等天气，工作人员将无法完成安全巡视工作，而使用无人飞行机设备，就可以避免这些不利的因素，减少因安全巡视工作而造成的意外和伤害问题。第二，无人机的灵活性。利用无人机通过多角度不同的位置的观察，就可以发现线路中存在的缺陷、隐患。第三，是无人机具有作业速度快、测量数据量大、自动化程度高等优点。第四，无人机与各种可见光和红外测温设备搭配进行巡检任务，可以全面了解输电线路运行情况。通过无人机对输电线路拍摄出来的影像图片，可以对输电线路存在的缺陷问题进行及时的发现和解决，如图1所示。第五，无人机巡检可以降低巡检成本，最大限度地减少线路故障造成的损失，保障输电线路的正常运行。因此，无人机非常受电力系统的欢迎。
结语
综上所述，借助无人机巡检技术，进一步提升电力企业输电线路巡检效果，规避与消除以往线路巡检期间存在的弊端与问题，提高电力企业线路巡检水平。鉴于此，应加大对无人机巡检技术的应用与开发，满足电力企业具体线路巡检要求，为线路稳定、安全运行提供保障。
参考文献:
[1]孙阳，李鲁，王蔚，等.特高压输电线路巡检无人机安全技术探讨[J].山东电力技术，2017（2）：15-19.
[2]张方正，雍军，李宗谕，等.无人机输电线路智能巡检集中管控与海量数据处理系统及应用[C].武汉：输电线路运行维护新技术交流会暨中国电机工程学会输电线路专业委员会学术年会，2015.