架空输电线路上无人机的有效运用

张玉芳 马亚丽

摘要：架空输电线路是满足电力远距离输送的基础，在电力运行系统中占据重要地位，保障架空输电线路安全稳定，是提高系统供电安全可靠的前提。架空输电线路具有分布广、所处地形复杂、自然条件恶劣等特点，传统的巡检方式往往难以全面准确地发现隐患问题、查找故障，从而造成较大损失，难以满足社会日益增长的电力需求。因此，探索无人机在架空输电线路上的有效应用，是满足现代电网运行发展需求，提高架空输电线路运维效率的重要途径。

关键词：无人机;架空输电线路;有效运用

引言：电力系统运行中，架空输电线路运行稳定性直接影响电力系统运行安全性和供电可靠性。因此，电力系统调度员需要开展有效的线路巡检，通过加强对架空输电线路定期和不定期巡查检视，及时发现并解决线路运行中存在的问题及隐患，为线路维护提供可靠依据，从而确保线路运行安全。

1无人机技术概述

无人机是指不需要由驾驶员在机舱内操作完成驾驶的一种飞机，其主要借助遥控技术或自动驾驶技术来完成相关任务的飞行载具。与载人飞机相比，无人机的操作更为便捷、体积小、自重轻、应用成本更低。早期无人机技术主要应用于军事领域，但随着其技术快速发展，无人机在民用领域的应用越来越广泛。目前，无人机在电网企业中的应用主要是固定翼、多旋翼、无人直升机三种类型。固定翼无人机飞行速度较快，具有较远的续航里程，能够搭载可见光传感器，在输电线路路径巡视观测工作中的应用较多。多旋翼无人机的飞行模式较为灵活机动，能够随时悬停，从而完成短距离观测、摄影，但外部环境对其影响较大，续航里程相对较短。

2无人机的控制巡检技术

无人机的飛控系统是相当精密的，它所建立的无人机平台拥有分系统，其中包含了大量的飞控计算机核心组件，其性能优劣与整个飞控系统的性能关存在直接关联关系。一般来说，无人机的飞控计算机性能表现都十分强劲，如此才能保障无人机安全稳定飞行。在这里，飞控系统就承担了两大重要责任：信息采集以及无人机飞行参数传输，它们合理有序控制了无人机的飞行速率，可实现对飞行路线的有针对性解算与控制，基于路线相关模块发送指令，完成飞行任务管理与调度工作内容。在无人机进行架空输电线路巡检过程中，它主要运用到了多余度飞控系统，该系统可满足无人机飞行需求，建立多部件与系统协调体系，确保在统一协调机制背景下完成同一任务内容。在建立余度结构过程中，还需要对架空输电线路中的二余度、三余度内容进行分析，保证顺利完成巡检任务。而在架空输电线路巡检过程中，无人机主要利用飞控计算机建立双余度结构，如此可保证简化结构复杂性，实施针对监控输电线路巡检过程中的主从机控制，降低系统故障覆盖率。

3架空输电线路巡检中无人机应用分析

3.1构建无人机综合巡检平台

首先，确定架空输电线路巡检无人机的选型。随着无人机技术的快速发展，轻型无人机在架空输电线路中的应用具有显著优势，其体积较小、自重较轻、灵活性强，能够满足架空输电线路所处的复杂环境或者狭小空域的巡检工作。其次，无人机结构设计中，包括壳体、悬臂及云台设计。无人机壳体设计应对复杂地形及多变的天气环境具有较强的适应性，提高机身流线型，降低飞行摩擦阻力，减少动力消耗，延长续航时间。无人机悬臂设计中，可以通过快速折叠锁紧机构，解决悬臂高空震动的情况，避免折叠卡死的问题。无人机云台是搭载摄影设备等任务荷载的支撑设备，通过云台设计，优化设备搭载，实现无人机轻型化、模块化设计，提高无人机灵活性。

3.2无人机巡检搭载设备

根据架空输电线路巡检工作实际任务，设备无人机搭载设备，以确保巡检任务的顺利完成。（1）高速成像模块。无人机搭载设备中，高速成像模块是实时记录与传统飞机高速移动中的高清视频，在高速成像模块中添加电子稳像技术、场景锁定及目标跟踪技术等，从而实现在恶劣天气下获取高清图像的成果。在高速成像模块中，通过增加画中画与字符叠加功能，能够有效增强系统探测能力，简化视频跟踪与处理。（2）红外、紫外成像传感模块。无人机搭载红外热像仪，可以通过红外探测器与光学成像物镜，获取红外热像图，检查输电线路热斑情况，同时将热图像向一个或多个监控器中传输，对架空输电线路巡检中发现的不正常发热现象进行检测，提高对故障隐患检测的准确性。无人机紫外线成像仪要求具有较高的灵敏度，能够完成复杂地形环境下的灵活运用，准确获取光子技术信息。同时在紫外线传感模块选择中，还需要兼顾成本与开发周期要求。（3）三维激光扫描模块。在架空输电线路巡检中，三维激光扫描模块能够对杆塔进行全方位立体扫描，并确定其精准度的经纬度及高度位置，最终输出全方位立体图片，为架空输电线路巡检排障工作提供可靠依据。

结语：维护架空输电线路运行的稳定性，是保证供电系统运行安全可靠的重要前提。随着无人机技术的快速发展，在架空输电线路巡检中运用无人机，能够有效提高巡检效率，提升巡检工作精准性，降低巡检难度，同时解放劳动力，进一步提高巡检工作的经济效益和社会效益。因此，无人机在架空输电线路上具有广阔的应用前景，不断加强无人机技术应用与探究，完善无人机架空输电线路巡检工作体系，对于促进电力运行系统发展具有重要意义。

参考文献

[1]周晨飞，文显运.架空输电线路无人机巡检技术分析[J].电子元器件与信息技术，2020，4（10）：59-61.DOI：10.19772/j.cnki.2096-4455.2020.10.028.

[2]张红兵，索春光，宁友欢，张文斌.无人机巡检架空输电线路自主避障导航算法研究[J].软件，2020，41（10）：236-241.

[3]杜超，张涛，李平，朱海波.无人机在架空输电线路上的运用[J].通讯世界，2020，27（06）：182+184.

[4]陈剑刚，姚璞，杨俊武，龙涛，何畏.无人机在架空输电线路巡检中的应用研究[J].湖南电力，2019，39（05）：74-77.

[5]于洋.无人机在架空输电线路上的应用[D].广东工业大学，2019.DOI：10.27029/d.cnki.ggdgu.2019.001621.