于汉启
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摘要：现如今，高压输电线路在不断增多，高清相机、红外热成像仪等设备在巡检中的应用愈加广泛。然而当前采用的仪器只能对可见光、发热点图像进行巡检、生成，放电点位置难以确认。所以，需要采用输电线路机载紫外巡检和故障诊断技术，本文就此进行了相关的阐述和分析。
关键词：输电线路；机载紫外线巡检；故障诊断
在电力系统中，架空输电线路是不可或缺的组成部分，该线路是否可以安全问题的运行直接关乎系统整体的稳定性，对社会发展有很大影响。由于电力输电线路、绝缘子具有暴露性的特点，既要承受内部压力，还要受到闪络、腐蚀、雨淋等外部因素的损耗，所以输电线路绝缘子经常会出现磨损缺失、导线断股等问题。如果没有及时发现这些故障隐患，不仅会影响运行质量，还可能引发安全事故，进而造成财产损失或人员伤亡。
一、输电线路机载紫外巡检的原理和设备构成
紫外线是人们日常生活中可以接触到的一种电磁辐射，波长在10-400nm之间。因为地球外有臭氧层的保护，所以太阳光照中波长在200-275nm的紫外线会被吸收，到达地面的紫外线不足2%。大气臭氧层氧气分子将波长在200-280nm之间的紫外线吸收，然后分解为活性氧原子，并且与氧分子结合，进而形成臭氧。这是一个可逆反应，臭氧可以被分解为氧原子和氧分子[1]。所以，地球表面波长在300nm以内的紫外线比较少，根据该特性，OFIL日盲型紫外成像仪集中对240-280nm这个波段进行检测，避免太阳光造成的干扰。日盲型紫外成像仪主要利用紫外光束分离器，分离输入的光线，使其成为可见影像和其他部分。其他部分经过紫外线太阳镜的过滤，剩余部分被保留下来，然后利用放大器进行处理，在CDD板上可以看见高清紫外图像，最后采用影响处理工艺进行处理，对影像进行叠加，生成复合影响。该仪器采用双通道图像融合技术，实现两种影像的叠加，可以对电晕放电所进行全天候的检测，了解紫外线的产生情况，并且精准的定位放电区域。
在检测的过程中，还要配合使用无人机，型号为md4-1000，以此获取全方位检测输电线路。不仅如此，要将云台安装在无人机下端，在云台上检测成像设备。机载紫外检测云台包括安装板、减震机构、动作机构等组成部分。安装板主要用于无人机与减震机构之间的相互连接。减震机构和自稳装置可以更加精准的进行视角的控制，确保检查的准确性。该装置具有简单便捷、成本低廉、效果明显等优势，可以在高空、特高压输电线路巡检等难度较大、危险性较高的作业中应用。
二、机载紫外设备检测过程及传输原理
在无人机系统应用的过程中，为了将视频数据成功顺利的传输到地面工作站，输电线路无人机紫外检测系统的组成部分较多，包括四旋翼航空无人机、地面遥控系统、紫外成像仪、云台等等。为了完成巡检工作，在起飞之前，一定要对无人机进行详细的检查，确保无人机有充沛的电量，这样才能保持长时间续航。对巡航线路进行初步检测分析，确保无人机的续航能力符合要求，同时保障通讯系统正常工作。
无人机要带有数据接收、发送模块，通过微波通讯的方式将信息传送到地面工作站[2]。在巡检之前，工作人员要在云台上固定成像设备，并确认检测设备镜头、部件等是否符合要求，确保拍摄角度准确无误，同时设备之间是否可以进行正常的图像传输。在检查完成后，确认一切正常再启动无人机，利用GPS系统进行跟踪定位，掌握无人机的飞行轨迹。在无人机到达巡检线路周围时，要与线路保持适当的距离，地面控制系统通过无人机主体将成像仪启动，然后将拍摄到的数据信息传输给无人机主机，通过图像传输系统将图像数据传回地面。下行数据回放模式有两种，一种是在线模式，另一种是回放模式。这两种模式主要在数据来源上存在差异。
三、机载紫外设备输电线路电晕放电检测
（一）绝缘子电晕放电检测
输电线路绝缘子在线路中可以对带电导体进行固定和支撑，确保导体之间可以保持足够的距离，保障绝缘效果。高压输电线路中的绝缘子需要在强电场和恶劣的环境中进行工作，所以难免会出现绝缘水平下降、绝缘子遭受破坏等情况。为了及时发现此类问题，必须要做好巡检工作，查明隐患并采取有效的处理措施。利用机载紫外设备进行巡检，通过在线检测了解绝缘子的实时状态。采用无线传输的方式，将高清视频、图像传输到地面控制存储平台，系统可以分析光子技术的变化，主要通过设定临界值的方式进行控制。在绝缘子因为电晕放电产生光子数超过临界值的情况下，系统会发出警报，根据警报检测人员会了解到系统中存在的问题，进而采取对应的解决措施。
（二）架空导线检测
在电网系统中，要稳定的输送电能就必须要确保导线的质量，确保导线可以充分发挥连接的作用。架空输电线路通常会在比较恶劣的环境中进行工作，受到环境、气候等因素的影响，包括酸雨、狂风、氧化等等，很容易出现腐蚀变形、绝缘间隔棒断裂等问题，如果没有及时发现并采取有效的措施处理这些问题，不仅会影响电网的正常运行，甚至会带来巨大的安全隐患。目前，中国输电线路的巡检方式有很多，包括超声波检测技术、红外线检测技术等等，当然也存在人工巡检的方式，但这种工作方式效率十分低下，且检测结果的准确性得不到保障，无法确认具体的故障位置，会影响故障的检修和维护[3]。超声波检测则会受到环境因素的影响，准确性也难以保障。红外检测则依靠导线发热量进行判断，灵敏性相对较低。所以，最好采用机载紫外巡检技术，通过成像仪对断股铝线进行拍摄，了解具体的电晕放电现象、间隔棒断裂问题等，将清晰的视频或图像传输回地面，直观的了解故障问题。在可见光模式下，紫外成像仪可以拍摄导线断股、间隔棒断裂、腐蚀等问题，同时配合预警监测软件，可以实时掌握电晕区的变化情况，对放电现象的程度进行分析，并根据分析结果做出预警。同时也会根据光子技术大小设定预警阈值，确保电晕放电缺陷可以被准确的检测出来，并根据具体的检测结果做出判断，保障维护工作的有效性。
结语：
综上所述，输电线路是电网不可或缺的组成部分，为了掌握输电线路的运行情况，需要采取有效的巡检措施。机载紫外巡检是一种全新的巡检技术，可以保障巡检效果，并对故障做出准确的诊断分析，进而及时了解输电线路中存在的隐患问题，然后采取针对性的维护措施，避免各类故障或安全问题。
参考文献：
[1]田洪兵.输电线路机载紫外巡检和故障诊断技术分析[J].数码设计(下),2019,000(009):183-184.
[2]张达.输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题探讨[J].探索科学,2019,000(007):55-56.
[3]叶杨飞,沈宝国,徐露兵,等.无人机机载发电机故障诊断技术研究[J].数字技术与应用,2020,v.38;No.355(01):208-209.