提升输电线路无人机作业效率及安全的措施

绳亚栋

摘要：输电线路穿越复杂、偏远的地区，在长期运行过程中极易遭受自然灾害和人为破坏，进而引发严重的电力事故，影响电网安全与稳定运行。随着无人机巡检技术的逐渐成熟，其在电力系统、地质勘探、环境监测等各个领域得到了广泛应用。本文主要针对输电线路无人机作业效率及安全的措施进行简要分析。

关键词：输电线路;无人机;作业效率;安全;措施

1当前输电线路巡视现状

1.1愈发复杂的巡视环境

我国的电力事业正在可持续稳定发展之中，已经覆盖了我国大部分的地区，但是很多输电线路交叉分布在野外，这些地方气候不稳定且比较恶劣，地理环境也复杂多变。例如，我国西北地区多为山地和丘陵，人烟稀少，很多的输电线路都架设在山地和丘陵的顶部，大多数的杆塔还被建设在了无人区，这样不仅会增加巡线工作人员的查找和检查难度，还要面临复杂的环境和恶劣的气候。

1.2较多的巡线内容

在实际输电线路巡线工作的时候，巡线工作人员的工作内容比较多，涉及的巡线范围也比较广，在很大程度上增加了巡线工作人员的工作量，而且巡线工作对工作人员的要求比较高，需要其具备较高的综合能力。巡线工作的主要内容有查看线路的受损情况、回填土的下沉幅度、杆塔基础情况以及保护装置的老化程度等等;检查附属设备工作的主要内容有每一个防护装置的运行情况、紧固件的腐蚀情况、警示标志是否安在或者有无残缺、检测设备的运行情况等等;巡查架空线路工作的主要内容有地表实际的活动情况、架空线路和树木，以及建筑的距离情况、架空线路周边的地面沉降情况以及施工环境等等。

1.3人工查找故障点存在的难度

首先，大多数的输电线路分布在野外，每个架线杆的距离非常远，那么在这种情况下，就需要巡线的工作人员根据输电线路的走向进行故障点的查找，这种方式的工作效率非常低，無法有效保证巡线工作人员的生命安全。其次，在以前巡线工作人员查找输电线路故障点的时候，通常情况是依托于望远镜、经纬仪，甚至是依靠肉眼来查找故障点及其故障范围，只有当输电线路有明显的故障点时，这种方式的查找效果还是很好的，但是一旦出现视距太远或者故障点并不明显、比较模糊的情况，这种方式就很难发现和找到故障点，降低了巡线工作人员查找的精准性，增加了及时查找和解决故障的难度。

2无人机智能巡检技术要点

2.1自主巡检技术

在提升巡检效率以及加强质量方面，与无人机自主巡检技术能够在无人前提下，完成自动飞行、自动指向、精准射击等目标，在合理减少人工的同时，有效地节约了成本。

（1）示范路线学习。在巡检时，无人机能够精准地记录清楚操作的航点位置信息以及对应姿态，并将这些内容存储在自带的任务列表中。不仅如此，若下次需执行相似任务时，无人机可自动根据已有信息来自动完成巡检任务。

（2）建模定位技术。该技术以RTK技术（载波相位差分技术）为基础，即通过“三维点云轨迹”来进行规划，从而完成自主巡检。另外，在点采集时候，一般会利用激光雷达扫描或倾斜摄影技术。其中，具备精度高、全天候、速度快等优势的激光雷达扫描技术，能够帮助无人机获得高精度激光点云，并依据此来构建出三维地图模型，从而提取出关键特征的空间参数。

2.2影像智能识别技术

使用无人机巡察时，往往都会使用在设施密集、以尺度立体结构为主的线路中，该部分区域普遍存在设施相互遮挡、背景干扰强、缺陷难以区分等巡察难点。这意味着，无人机的人工智能系统需要进行的处理算法会具备深度神经网络架构更复杂、技术路线分支更多等难题。鉴于该部分工序缺陷识别和标注难度较大，所以技术人员在改进相应技术前，必须要为无人机积累大量样本积累训练和验证数据。其主要内容为检测图像。

3无人机巡检保障作业安全的措施

3.1提高远距离无人机的通信能力

当前，无线通信技术仍有一定限制性，即无人机巡线作业都要操作人员在现场配合共同操作且所巡检范围无法超出所设置的最大遥控距离，否则飞行数据、控制链路将受到影响。另外，尽管现阶段市面上流通的分新型无人机可以接入4G、5G移动通信和无线网络模块，然而因为其所巡检路线通常都没有移动信号，所以这一技术依旧受到较大限制。

3.2提高无人机的避障能力

在无人机巡检过程中，一般都需要经过障碍物（如建筑物、树等）。而由于无人机在导航和定位时都是依靠卫星来判断的，这导致若卫星发生偏差，则无人机就会在执行任务过程中与预定航线出现偏离情况，从而造成无人机碰撞输电线或其他障碍物的现象。针对上述问题，目前很多无人机通过视觉定位、红外传感器、雷达等传感器实现较大物体臂障，在作业选择机型时优先使用有避障的无人机，遇到紧急情况时一定程度可避免因失控导致撞塔、撞绝缘子等较大部件。

3.3提高无人机的操控能力

由于巡检输电线路一般较长，部分线路或路段穿越山区、丛林或无人区。因此，在一些极端情况下可能受微气象影响，此时能否保证无人机平稳飞行、无振动抖动、能否有效捕捉线路故障点非常重要，这就需要无人机操作人员具备较高的飞行控制能力。常用的能力培训方式包括绕8飞行、原地360自旋飞行、第一视角飞行等训练。

3.4合理的航线规划

无论是手控飞行还是自动飞行都应合理规划飞行航线，避免因飞行不合理导致撞线。规划航线时，飞行高度应高于最高塔的高度，飞行方向应面对下一个目标塔位，沿着导地线斜上方前进，并与相应的线路保持绝对远的距离。当线路走廊密集时，无人机下降开展精细化作业，应尽量贴近巡视的设备飞行，同时保持相对合理的安全距离，此操作可避免无人机后退而撞上邻侧线路。无人机失控返航高度设置应高于最高物体或者杆塔的高度，避免失控返航撞塔。

4结束语

综上所述，在巡视输电线路的过程中，使用无人机可以取得最佳的效果，将工作人员的工作失误降到最低，显著提升巡视人员的工作质量和工作效率，发现输电线路的潜在隐患，使输电线路的安全满足运行标准。随着应用的广泛化，机巡的作业效率及安全变得尤为重要。

参考文献

[1]谢振博.分析无人机巡检输电线路技术及应用实践[J].通信电源技术，2020（05）：154-155.

[2]黄远峰.无人机巡检输电线路技术及应用实践微探[J].通讯世界，2016（17）：216-217.