崔明超
国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司，内蒙古 通辽 028000
摘要：利用无人机进行线路巡视，已成为输电线路提高巡视效率、质量的主要手段之一。无人机技术与输电线路运行方式深度结合，可有效弥补传统巡视方式的不足。但这种新的巡视方式并不完善，所以及时剖析现阶段无人机在输电线路运行中的作用与影响，对于下一步无人机在输电线路领域的应用尤为主要。结合无人机特性与输电线路巡视需求，从无人机巡视的功能分类角度出发，阐述了各种工况下对电网巡视带来的变化与待改进的地方，为无人机在输电线路巡视中的下一步发展提供参考[1]。
关键词：无人机；输电线路巡检
引言
为了满足人们的电力需求，传输线的数量不断增加，分布范围越来越广。许多输电线位于地形复杂且环境恶劣的区域，显著增加了传输线出现问题的可能性。为了确保正常供电，必须及时维修或更换出现问题的传输线，因此确保输电线路检查工作的效率非常重要。无人机在输电线路检查工作中具有很大的应用优势，检查人员可以通过无人机检查输电线路的故障，显著减少了塔架攀登高空作业，有效地减少了工作量[2]。
1无人机电力线路安全巡检的含义与任务
无人机属于电力线路安全巡检新型技术，这种新兴的自动化航测设备灵敏度高、操作简便，同时能够克服巡检作业区域较为复杂带来的阻碍。通过敏感的遥感技术，利用无人机对相关巡检设备进行搭载，可对电力线路的安全巡检过程进行精确的数据获取，保证将操作人员的安全危险系数降到最低。与此同时，可帮助技术操作人员频繁反复地对电力线路的运行安全进行有效维护，配合使用无人机对电力线路的安全巡检操作进行组织落实时，无人机首先要对巡检区域的复杂地形条件进行数据采集，同时采用多批次无人机平台飞行试验的方式，确保电力线路系统的性能符合优良要求。
2无人机检查的优缺点
将无人机设备应用于电网输电线路检查可以有效改变以往效率低下和人力资源浪费的问题。目前，无人机检查处于发展的初级阶段，在实际应用中仍然存在一些弊端。一方面，无人机设备的体积小和电容量低，缩短了检查时间，且难以用于远距离传输线检查。另一方面，无人机设备的远程控制范围小，存在距离限制，且系统相对便宜，因此不能自动识别传输线的缺陷。但是，与传统的手动检查方法相比，使用无人机检查传输线具有一定的优势。首先，无人机设备的基础是自主悬停技术和自定义导航技术，可以防止与传输线碰撞，并提高检查的安全性。其次，它可以有效地分析恶劣天气下输电线路中出现的问题，并找出发生问题的地方，以快速解决问题并恢复电路系统。
3人工检查输电线路存在的问题
过去检查人员在检查传输线时，主要使用爬升工具爬升到电线杆的顶部，并使用错误检测设备来检测传输线错误。在检测到缺陷后，检查人员会粗略地划分传输线，然后使用渐进式检测来查明缺陷的点，以找到特定的缺陷位置。这种人工检查方法不但费时、费力，而且检查人员使用的缺陷检测设备难以操作，同时人工检查方法也存在较高的安全隐患，存在一定的风险。因此，有必要寻找一种更省时省力、更安全的方式来代替人工传输线检查，无人机的问世为传输线检查提供了可靠的替代方法。
4无人机在输电线路人工检查中的应用
4.1适用于传输线的全方位检查
在输电线路检查中，无人机具有很大的应用优势。高性能无人机的硬件包括地面站和漂浮在无人机空中部分的两个组件。可以配备可见光摄像头，该可见光摄像头可以在各个方向拍摄电力传输线，并通过系统的模拟信号传输和无线通信模块将捕获的图像转换为视频。
通过专业软件，检查人员可以实时查看无人机捕获的图像，并根据无人机捕获的图像判断传输线的运行状态。此外，面对特殊的线路检查要求，检查人员可以使用遥控器控制无人机，从而使无人机避开障碍物并更快地找到故障位置。此外，还可以灵活地调整安装在无人机上的可见光摄像机的焦距。检查人员可以通过遥控器调整无人机的焦距，使目标位置更清晰。检查完成后，被捕获的巡逻图像将保存在计算机上。
4.2飞行姿态控制技术
外界环境因素，如气候因素中的强风或降水，都可能对无人机的飞行状态与姿态产生较大的影响，致使无人机的飞行控制出现不稳情况。无人机的姿态控制技术属于无人机电力线路安全巡检系统中的一个重要应用，不仅能让无人机的飞行状态更加稳定，还能让无人机按照预定线路规划开展飞行过程。依据专业研究人员的研究数据结论，LQG控制器主要控制无人机的俯仰翻转姿态，而PID控制器也是无人机飞行控制中的一个重要系统，可有效预防无人机在飞行或航拍过程中出现偏航问题。因此在无人机电力线路的安全巡检过程中承担着飞行姿态的控制职责，子系统的敏感性与抗干扰性必须较强，否则就可能致使无人机的飞行状态无法更为稳定。
4.3地面数据处理技术
无人机电力线路巡检工作主要由地面数据处理技术承担，地面数据处理技术主要是利用巡检设备中的红外成像仪、紫外线成像仪或POS系统联合保证数据传感器可以发挥出较强的数据收集与分析功能。地面数据处理技术还能够对有效信息进行收集与分析，保证生成的数据结果更加精确，具备更强的参考性。
4.4适用于检测传输线错误
无人机在输电线路故障的检测中起着重要的作用，无人机主要有三种检查方法。第一，通过雷达检测错误；第二，通过视频检测错误；第三，使用红外检测错误。雷达检测可以提高对传输线的定量测量精度，雷达测距装置可以准确地测量传输线与周围障碍物之间的距离，为维护和安装提供参考。在目视检查中，检查人员可以通过安装在无人机上的摄像机拍摄传输线，并通过通信模块将航拍照片或视频传输到地面站的计算机。检查人员可以借助专业软件分析传输线的实时运行。红外线检测技术利用红外线帮助检查人员进行图像分析，适用于肉眼无法识别的线缺陷检查，在线金属缺陷检测中具有很高的应用价值。
4.5无人机自主巡航
无人机自主巡航是输电线路无人机智能巡检技术的核心组成部分。其巡航的区域主要分为塔间区域和近塔区域。目前，输电线路无人机巡检并不具备自主或自动巡检能力，通常采用的方式是:人工预先设定运行的轨迹，然后基于GPS按预定轨迹飞行。该方法存在明显的不足:(1)无法适应检测目标或者周围环境随时间可能发生的变化，容易发生安全事故。例如，当树木生长至输电线路附近时，无人机有较大可能撞上树木，造成无人机坠毁。(2)该方法对无人机定位的精度有着较高的要求。然而，常用的民用无人机GPS的定位误差可高达10m。虽然利用载波相位差分技术能克服这一问题，但是该技术需要建立较多的基站，以覆盖输电线路所处的较为广阔的范围，因而将该项技术应用于输电线路无人机自主巡航的成本太高，并不切合工程实际。
结语
总体而言，在输电线路检查工作中，无人飞行器具有很大的应用优势，有效地代替了人力，能进行高效、准确的检查工作，显著降低了检查人员的工作强度，有效减少了输电线故障。准确、快速的调查减少了人力、物力的投入，有效地保证了输电线路检查工作的安全，极大地促进了电力领域的技术创新[3]。
参考文献
[1]高旭东,张军朝,等.无人机电力线路巡检安全距离测量新方法[J].现代电子技术,2020,5.
[2]蔡文霞.无人机电力线路安全巡检的关键技术[J].通信电源技术,2019,12.
[3]李根,潘镇.对无人机电力线路安全巡检系统及关键技术的探讨[J].建筑工程技术与设计,2019,5.