无人机应用于输电线路紫外放电监测装置的可行性研究

周宥池 刘豪 卢政合  张伟 高宏建 文超 王家富  巴桑泽让 王露凡 王国祥

摘要：我国的产电量巨大，同时用电量的占比也较大，我国利用扩大高压、特高压输电线的方式来平衡国内电能的需求和供给。输电线等各类电力设施由于各种特殊事故的影响会出现紫外放电的问题，给电网的安全运行造成了严重威胁，一旦爆发安全事故就会导致大面积停电现象。本文主要探究在输电线路紫外放电监测中使用无人定位的可行性，旨在能够对放电源进行更加精确的探测，扩大无人机的使用范围。

关键词：无人机；输电线路；紫外放电；监测装置；可行性；研究

随着电力行业的快速发展，输电线路的安全运行对于保障社会供电的稳定性至关重要。然而，由于输电线路长期暴露在自然环境中，受到诸如气候变化、鸟类触碰等因素的影响，导致输电线路在运行过程中会出现紫外放电的情况。紫外放电不仅会导致线路的电气性能下降，还可能引发火灾等安全事故，因此及时监测和预警紫外线放电现象对于保障输电线路的安全运行至关重要。目前，传统的紫外放电监测方法主要依靠人工巡检和定期维护，这种方法具有着一定的局限性。无人机具有灵活智能、操作简便且覆盖较广等优势，能够在输电线路上空进行高效的巡检工作，因此对无人机在输电线路紫外放电监测中定位的可行性进行研究对于提高输电线路的安全水平具有重要价值。

一、输电线路紫外放电监测装置现状

输电线路紫外放电监测装置是现阶段电力行业中非常重要的技术设备，它主要应用在监测输电线路上的紫外放电问题。紫外放电指的是，在高电压的环境下，因为介质表面或表面附近存在的缺陷或污秽，致使的电击放电现象，这一问题不仅会给输电线路造成损害，还有可能引发火灾或电力系统瘫痪，危害性较大，对此需要加强重视[1]。输电线路紫外放电监测装置在现代电力系统中发挥着至关重要的作用，它能够及时监测和识别在线路上的紫外放电现象，从而预防和减少事故的发生。然而，尽管其在保障电力系统安全方面发挥了积极的作用，但仍存在一些缺陷和不足，需要进一步改进和完善。例如，输电线路紫外放电监测装置的灵敏度和准确性有待提高，特别是在复杂的电力环境中，受天气，温湿度的影响，紫外放电信号会受到干扰，给监测结果造成影响[2]。另外，现阶段输电线路紫外放电监测装置在传输数据和信息管理方面存在一些困扰，这是因为监测装置需要实时采集和传输数据，传输通道的稳定性和宽带问题逐渐成为局限装置性能的瓶颈。输电线路紫外放电监测装置的维护和管理也是当下亟待解决的问题，当前许多输电线路都设置在较为偏远和复杂的地理环境中，其维护和管理都具有较高的困难性，因此当前需要更加智能化的维护系统，从而确保电力监测系统的稳定运行。

二、无人机在输电线路紫外放电监测装置中应用的可行性

（一）无人机的覆盖范围较广

无人机中配备着高分辨率的摄像头和紫外线传感器，能够在输电线路上执行高空监测任务，传统的输电线路紫外放电监测装置通常只能覆盖有限的区域，无人机的出现，弥补了这一缺陷。无人机可以在较短的时间内覆盖大面积的输电线路，无须人工巡视，这一改进大大提高了监测效率，减少了人力资源的浪费。与此同时，无人机还可以飞越难以到达的地形，比如高山和深谷等区域，实现对这些地区输电线路的全面监测。

（二）无人机具有高效性和准确性

无人机具有灵活便捷的特点，可以在短时间内完成大面积的监测任务，它可以快速飞跃输电线路的各个角度，从而获取大量精确的数据，有利于监测工作的高效完成，同时无人机具有预设航线自动飞行的特点，能够避免人为因素对监测结果的干扰，数据的准确性有保障[3]。此外，无人机上还搭载着高清摄像设备，能够对输电线路进行全方位和多角度的拍摄及录像，给后期的故障分析和处理提供全面性的参考，无人机还能够精确地捕捉到输电线路的细微问题，给线路的维护和管理提供便捷。

（三）无人机具有安全便捷的优势

传统的紫外放电监测需要人工巡检，不仅费时费力，还存在着一定的安全隐患，无人机弥补了这一缺陷，它高度灵活的飞行能力，可以覆盖大面积的输电线路，可以全面性地监测整个线路，监测工作效率得以提升，同时减少了人力资源的浪费。另外，无人机可以代替人员进入到危险的环境中进行线路监测，由于输电线路大多布置在高山、山谷、森林等复杂的区域环境中，无人机可以轻松地进入到这些环境中探测，使人员远离了危险，且能够保障数据信息的准确性。

（四）无人机可以节约放电监测装置成本

无人机的应用大大减少了人力资源的投入，有利于节约人力成本；同时，无人机的应用还可以减少监测装置的成本，传统的紫外放电监测装置需要在输电线路上大量的传感器和设备，需要消耗大量的成本，并且需要定期维护和修理。无人机仅需搭建一个紫外放电监测装置，就能够监测整个输电线路，很大程度上节省了设备成本和维护成本[4]。同时，无人机可以利用智能算法分析和处理数据，进而对潜在问题进行监督和预防，从而减少故障和事故的发生。

（五）无人机可以实现数据的自动化分析

无人机可以通过自动化算法将采集到的数据进行分析和处理，传统的数据分析不仅需要耗费大量的时间和人力，并且分析数据还容易受到人为因素或外界因素的干扰，而无人机中配备着高性能的计算设备，可以同步高效地处理大量数据，联合使用人工智能技术，自动化地识别和分类紫外放电信号，将关键的信息筛选出来，生成详细且完整的数据报告，给输电线路的故障分析及补救提供参考，减少人为误差，提高工作效率。

结束语：

综上所述，传统的输电线路紫外监测工作存在着较多的缺陷和不足，无人机的诞生，很好地弥补了这些缺陷，并且实现了紫外监测工作的升级和改进，它可以高效精确地检查输电线路，对于区域和环境的限制性较小，很好地节省了人力资源、时间成本以及后期分析成本的浪费，有利于及时检出输电线路的紫外放电故障，做出快速准确的处理，从而保障输电线路的稳定运行，为电力行业的良好发展作出贡献。

参考文献：

[1]李游, 刘卫东, 邓维, 李慧鹏, 黄道春, 曾昭强, 龙伟迪. 变电站高压设备无人机巡检安全距离确定方法研究[J]. 电工电能新技术, 2023, 42 (3): 76-84.

[2]雷家杰, 张太雷, 刘小双, 许家文. 基于多旋翼无人机的紫外成像检测技术在电力巡检中的应用[J]. 电气时代, 2021, (9): 47-51.

[3]李佳, 赵雪坤, 林杰, 肖天浩. 传感技术在输电线路多旋翼无人机精细巡检中的应用[J]. 北华航天工业学院学报, 2021, 31 (2): 8-11.

[4]赵太飞, 李晗辰, 张港, 郑博睿. 无人机巡线的紫外放电检测研究[J]. 电子测量与仪器学报, 2020, 34 (12): 36-42.