高压输电线路无人机巡检技术运维管理分析

杜建钏

摘要：面对复杂的地势情况，无形中提高输电线路巡视工作的难度系数，根本无法保障工作人员的人身安全。因此，无人机技术出现在人们视线范围内，其凭借自身工作效率高、操作简单等特征，不仅能快速收集到超高分辨率影像，还能解决传统航空摄影测量和卫星遥感应用中存在的问题。同时，无人机中配置高清摄像机、红外测温仪等设备，能得到全面输电线路设备实际数据，及时找到故障问题点，全方位巡视输电线路缺陷，且这些线路环节巡视人员很难达到。

关键词：无人机；高压输电线路；巡视

引言

在当前社会背景下，输电线路维护工作越来越重要，由于输电线路增多，应对的情况也越来越多，传统输电线路维护工作存在着诸多缺陷，运行效率低，并会对工作人员的生命安全造成一定的威胁。在这种情况下，大力发展无人机巡检技术，将无人机应用于架空线路巡检工作，能够保障工作人员的安全，提升巡检工作效率和工作质量。从无人机的优势上来看，无人机巡检工作具备快速飞行能力和影像搜集能力，能够最大程度地帮助工作人员分析输电线路的整体情况并作出正确的处理，这对于当前经常需要定期巡检的架空输电线路来说十分重要。

1无人机巡线特征

1.1固定翼无人机

固定翼无人机主要特征是飞行速度快，通常能达到100～200km/h，且该类型无人机续航能力强，通常被应用于大面积巡检任务。固定翼无人机能自由选择飞行模式，如全自动飞行模式、手动控制飞行，飞行中不用工作人员进行设置，能实现间断性拍摄作业。同时，固定翼无人机自身载重量较大，能在相同条件下，搭载多台巡检设备进行飞行。但也具有明显缺点，便是无法悬停，固定翼无人机只能按照任务设定进行单方向巡检，或根据固定翼无人机的飞行特性降低其飞行高度和飞行速度，将固定翼无人机放置在巡检高压输电线路的正上方进行俯视拍摄。

1.2电动多旋翼

无人机电动多旋翼无人机通过应用旋翼旋转时产生的动力实现飞行，最常用多支对称的旋翼旋转解决旋翼的旋转扭矩，工作人员通过合理调整每只旋翼旋转速度，能控制电动多旋翼无人机的飞行动作，如转向动作、前进动作、后退动作等。同时，电动多旋翼无人机驱动力以电力为主，具有重量轻、体积小、运输便捷等特征，有利于工作人员进行日常控制和安装。电动多旋翼无人机的主要特点是占用空间小，它的旋翼可以折叠放置，所有控制部件都集中在无人机的中部，周围分布的主要是驱动系统，虽然电动多旋翼无人机的旋翼在待机的时候是折叠收纳的，但其在正式应用中，开机反应灵敏，能在5min内实现旋翼伸展动作。

2输电线路无人机巡检技术的应用

2.1自主巡检技术

自主巡检技术是当前架空输电线路无人机巡检作业中应用的关键技术之一。自主巡检技术的主要原理是通过工作人员控制无人机进行影像数据回传，并根据相关项目信息进行定点飞行，从而利用激光雷达技术和高精度定位技术对架空输电线路的整体情况有更加详细的把握。在自主巡检技术应用中，为了保证能够更好地完成巡检任务，对于无人机操作人员的技术要求较高，即便如此，自主训练技术的研究和应用显著改善了传统架空输电线路巡检工作中工作人员危险系数高、工作压力大的运行模式。当前自主巡检存在的主要问题在于自主巡检技术在我国属于起步阶段，自主巡检技术的实施成本较高，还没有更加经济的解决方案。不仅如此，自主巡检仍然存在技术不成熟、精度控制不足、行点采集对比校正能力较弱、续航能力较差等问题。目前，我国架空输电线路维护技术研究领域将自主巡检当作一个重要研究方向进行拓展和探究。

2.2缺陷识别技术和巡检数据技术

输电线路无人机巡检系统在应用中的核心技术主要为缺陷识别技术和巡检数据技术。缺陷识别技术主要是针对于架空输电线路整体结构中的问题点进行分类规划，以便于操作无人机进行影像传输时能够自动分辨出现问题的故障结构。当前，我国将架空输电线路的故障规划主要分为9种，分别在塔杆、绝缘基础、接地装置、附属设施等多个层面上进行了详细的整理和归纳，并且出台了相关的书面操作说明。在自动无人机巡检技术中，将缺陷识别技术和相关数据输入无人机，无人机能通过自身拍摄的影像进行自动分类，帮助操作人员和工作人员筛选现场出现的主要问题，并做出标记，极大程度地提升了巡检工作的效率和质量。巡检数据应用主要是基于缺陷识别技术，提升无人机对于各项影像数据中的数据分析能力，优化无人机对于数据计算的主体算法，弥补传统无人机影像传输中识别问题的缺陷。虽然巡检数据应用技术在一些缺陷的判定规则上仍然不够完善，但随着科学技术的发展，无人机自动巡检技术的数据分析能力必然会越来越强，甚至一定程度上能够取代人工判断，完成相关巡检工作。

3对无人机运维管理思考

3.1加强无人机操作人才建设

在变电站班组成员中，难免存在年龄偏大的员工对数字化接受能力较差，不能很好地适应无人机相关操作，往往对高压输电线路巡视时不采用无人机飞行巡检。无人机集自动控制、视觉计算及人工智能等众多技术于一体，实操时确实存在一定难度，加之其造价贵重，飞行条件不适宜难免发生意外坠落。因此无人机操作人员需年轻化、专业更为精益化。考虑到民用航空局规定操控空机重量大于4千克及飞行范围在目视距离半径500米外、相对高度高于120米范围的应持证飞行。而变电站常用的大型高空遥感巡航无人机往往大于规定重量，同时巡视输电线路的飞行活动范围已远超标准距离，为保障无人机飞行安全，避免误操作造成人员或者电力线路等受损，因此变电站无人机操作人员应按规定考取民用无人机驾驶员合格证。同时针对高压输电线路巡检运维问题，操作人员应熟练掌握无人机操作规范与应用场景等理论基础知识，熟练飞行前组装、操作系统使用、航拍等实际操作。同时变电站也应在全体员工无人机学习基础上，开展不定期试飞培训，做到应知尽知，提升线路智能化巡检技术。

3.2探究技术与业务融合创新

尽管无人机通过无线电遥控便可执行高风险航拍巡线任务，显著提高变电站巡检运维的效率。但是无人机毕竟是一种电子机械，在实际跟踪巡航架空线路和电缆线路任务中仍存在着不足之处。无人机受观测精度的准确度存在一定的偏差，飞行过程中易偏离观察线路；跟踪高压输电线路过程易发生鸟群遮挡与感应电干扰，造成机体受损跌落；风雨及低温天气下无人机能见度较低，较年轻的操作人员无法根据其运检经验完成巡线和故障排查的任务。因此制定高效的线路巡检方案是至关重要的，如请班组内电力系统经验较为丰富的师傅带领会熟练操控无人机飞行器的新一代青年员工共同巡线，既能帮助青年员工快速成才，掌握高压输电线路全方位的故障定位和诊断分析要点，同时有效降低平均故障查找时间。将无人机巡检技术作为一种智能化、精细化、信息化手段的同时，也需注重电力员工自身业务水平，才能实现新兴技术与业务相融合，更好地完成高压输电线路工程的全寿命周期管理工作。

结束语

在当前社会背景下，由于架空输电线路无人机巡检技术成本较高，对于技术操作能力要求较高，当前应用的范围仍然较小，但是在未来发展趋势下，无人机巡检技术必然会发挥更大的作用。

参考文献

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[3]芦建刚,崔博涛,黄琪,等.复杂地形下无人机自动巡航轨迹规划研究[J].微型电脑应用,2023,39(06):69-73.
【作者简介】，杜建钏，（1988-），男，汉族，广西百色人，大专，主要从事输电线路工作。