電力線路巡視中無人機的作用分析

曹暢濃

摘 要：21世紀以來，由于社會經濟的增長，在我國的電力行業中廣泛的應用了許多高新技術和材料，尤其是對無人機的廣泛應用。所以，以期充分地理解無人機的應用，本文主要分析了無人機技術的優、缺點，分析了目前我國電力線路巡檢中無人機的應用和發展趨勢，為今后的電力線路巡視工作提出切實可行的幫助。

關鍵詞：電力線路；無人機；線路巡視

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0112-02

1 引 言

現在，由于我國電力系統的不斷擴大，所以電力線路也在增多，怎樣確保穩定、可靠地運行電力線路，且已成為了業界的焦點問題。因為大多數電力線路處于相對糟糕的戶外環境中，鋪設區域的自然環境也不好，地形較為復雜，所以，如果不能解決有關的電力問題，這對電力系統的正常安全運行有很大的影響。在技術和理論的發展都尚不完善的情況下，人們只能采用人工巡邏的方法，這種方式的工作量大、時間長、效率不高，尤其針對一些地形復雜的區域更為困難。為了提高電力線巡檢工作的效率，保證巡視員的安全，業界對新興巡邏方法的研究和探討越加的重視。例如，一些直升機巡邏，巡邏機器人巡邏方法等有很好的研究和應用，特別是多家電力公司的高技術含量和高度關注的無人機巡邏方法，該技術已在北京，上海，福建，廣州等電力線路中廣泛使用。

2 無人機技術綜述

無人機技術是最近世界上各國電力公司都大力支持的重要技術，下面對無人機巡視技術的優點、缺點以及重點問題進行闡述，并簡要介紹了無人機設備的維護與管理，以及無人機電力線巡邏技術方面的發展趨勢。

2.1 無人機技術的優點和缺點

使用無人機進行電力線路的巡視有兩個主要優點：①它不易受地理環境和自然環境等外部因素的限制。由于戶外有很多的電力線路，在雨雪等惡劣天氣等條件下，靠人是無法完成巡視工作的，而無人機則完全不受這些因素的影響，還能夠降低由于工作對相關人員造成傷害的事故；②無人機系統中的光學吊艙任務可以盡快檢測到現有網絡系統中的各種問題，因此無人機技術在電力系統中越來越受到歡迎。

使用無人機還有兩點缺點：①無人機不可能完全識別各種電路問題。目前，由于各種因素的限制，在使用無人機巡視時，其僅能夠針對一些常見線路問題進行快速識別，仍然無法實現對整個電力線路的安全隱患進行全面的鑒定；②使用無人機拍攝照片需要很高的成本和時間。目前，無人機設備必須搭配線路保持距離40m才能拍攝更清晰的圖像，一旦非?？拷脑?，就需要配置高端設備來實現，這必定會增加電力線路巡視的成本和時間。

2.2 無人機設備的管理和保養

盡管無人機設備用于電路巡視具有很多優勢，但為了可以充分發揮其擁有的功能，有必要做好無人機設備的日常維護和管理工作。無人機設備的工作內容主要有：首先，由專門的數據采集系統對采集到的數據進行歸類，并將采集到的信息傳輸到監測故障預測系統，然后檢測系統將對各種信息和數據進行分析，并進行健康評估，從而有效地發現系統中存在的不利問題。所以，在使用無人機設備時，要定期對設備的關鍵部件進行升級改造，定期進行維護、保養工作，以確保無人機設備可以正常進行巡視工作。

2.3 無人機電力線路巡視技術的發展

在未來的電力行業發展中，由于各種新興技術的逐步涌現，無人機技術將得到更多的機會發揮其自身的優勢，在電力線路的巡視中會扮演越來越重要的角色。今后的無人機巡視技術主要有以下兩種發展方向：①向智能化的方向發展。對于無人機的飛行模式，未來應該有更多的研究放在電動固定翼無人機及導航模式上，比如更多的研究和開發的導航方法，針對無人機的空中拍攝功能，需要進一步的全智能化無人機控制系統和整體開發的獨立缺陷識別技術，以提高無人機的工作效率；②對無人機進行充分的補充應用。

3 無人機在電力線路巡視中的應用

3.1 輸配電線路的規劃

在對電力線路進行優化規劃時，目前還常用的方法是清理統計量等走廊的衛星圖像或航空照片，通過比較各種路徑規劃的成本來選擇和實施所采用的方案。兩種方法在實踐中都有局限性。由于衛星接收軌道和過頂時間的限制，衛星圖像的時效性較差，不能實現實時觀測，這往往會導致地形和地貌的變化。傳統的商用飛機飛行必須經過航空和軍事部門的批準，而這些部門對航空的審批難度大，著陸點要求嚴格，并且費時長，成本高，因此在惡劣天氣條件下停飛，易受云雨等氣象因素的影響，而不能獲得清晰的圖像，在類似于工廠的小區域中，特別是在以下50m2的區域內和路徑的長度難以實現更快的速度，低成本以獲得更精確的數據。無人機的應用與傳統的路線規劃方法相比，體型小、成本低、機動性強，還可在云層中進行攝影，飛行高度低，能獲得更清晰的航空圖像和數據，可以有效減少不利地面現場測量環境的負面影響。

3.2 測量電力線路

在測量輸配電線路的地形時，使用經緯儀對于測量電路底部更重要關鍵。然而，在使用經緯儀測量時，森林區域的測量通道進行清理不徹底，或受地形限制視野無法看到。有必要通過多站測量來完成任務，這需要花費更多的時間和精力。但是無人機依靠光學測量設備在測量視野受限的情況可以對大面積的區域，如森林、高層建筑的居民區進行測量，在使用傳統測量方法時，需要對周圍地區如峽谷，山峰等繞行，但是無人機的使用可以快速調整位置以獲得精度較高的數據，并減少強度和面積測量的工作量，縮短了時間，提高工作效率。

3.3 巡視電力線路

通過巡視并監控電力線路來掌握線路的運行情況和周邊環境變化情況，實時發現設備的缺陷和危及線路安全的隱患，徹底避免問題的出現和事故發生。對于災害應急響應如冰凍災害，山體滑坡等受到突發性的自然災害對輸配電線路造成嚴重影響，則會閃絡，斷線斷電，甚至發生大面積停電等事故，因此對自然災害的檢測和預防至關重要。作為新型的應急預警系統，無人機為救災支援，災害評估和及時的救災指導做出了不可替代的貢獻。

3.4 無人機在高原地區的應用

無人機和人工巡視相比較其最大優勢是能夠在高壓和高原地區連續長時間地工作。如在拉薩等西藏高原地區進行電力線路的巡視，通?？梢圆捎秒妱庸潭ㄒ砗娃D子無人機用于巡邏，無人機的使用使得在這種地形下不需要考慮高原氧氣不足的問題，并且實驗已經表明，為了更好地發揮無人機的優勢和適應特殊地形，在未來電力公司也需要完善無人機的供電系統，改進無人機的動力設計、車身結構的等優化，更好地完成巡視工作。

4 結 語

綜上所述，經過上述研究可以得到，使用無人機技術進行電力線路的巡視工作，不但能夠節約整個巡視工作的時間，還可以節省成本投入，從而提高巡視工作的效率，還可以更好地保障工作人員的安全。所以，隨著未來科學技術的發展和進步，該技術將成為電力系統運行和電網監控與維護的強有力工具，這也是電網監控方式的革新。

參考文獻

[1]湯文明，戴麗浩，林朝輝，等.無人機在電力線路巡視中的應用[J].中國新技術新產品，2012（10）：23～26.

[2]郭西洋，李衛國，鄭建剛，等.直升機在特高壓交流輸配電線路中的應用[J].電網技術，2010（23）：18～29.

[3]周慧慧，林安慰，李克明，等.無人機輸配電線路巡檢中可見光拍攝方法研究[J].中國新技術新產品，2015（33）：10～20.

[4]于德明，吳義雄，陳方東，等.電力輸配電線路無人直升機巡視的應用[J].華東電力電氣，2012（45）：44～49.

收稿日期：2018-6-25