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摘 要：21世纪以来，由于社会经济的增长，在我国的电力行业中广泛的应用了许多高新技术和材料，尤其是对无人机的广泛应用。所以，以期充分地理解无人机的应用，本文主要分析了无人机技术的优、缺点，分析了目前我国电力线路巡检中无人机的应用和发展趋势，为今后的电力线路巡视工作提出切实可行的帮助。
关键词：电力线路；无人机；线路巡视
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0112-02
1 引 言
现在，由于我国电力系统的不断扩大，所以电力线路也在增多，怎样确保稳定、可靠地运行电力线路，且已成为了业界的焦点问题。因为大多数电力线路处于相对糟糕的户外环境中，铺设区域的自然环境也不好，地形较为复杂，所以，如果不能解决有关的电力问题，这对电力系统的正常安全运行有很大的影响。在技术和理论的发展都尚不完善的情况下，人们只能采用人工巡逻的方法，这种方式的工作量大、时间长、效率不高，尤其针对一些地形复杂的区域更为困难。为了提高电力线巡检工作的效率，保证巡视员的安全，业界对新兴巡逻方法的研究和探讨越加的重视。例如，一些直升机巡逻，巡逻机器人巡逻方法等有很好的研究和应用，特别是多家电力公司的高技术含量和高度关注的无人机巡逻方法，该技术已在北京，上海，福建，广州等电力线路中广泛使用。
2 无人机技术综述
无人机技术是最近世界上各国电力公司都大力支持的重要技术，下面对无人机巡视技术的优点、缺点以及重点问题进行阐述，并简要介绍了无人机设备的维护与管理，以及无人机电力线巡逻技术方面的发展趋势。
2.1 无人机技术的优点和缺点
使用无人机进行电力线路的巡视有两个主要优点：①它不易受地理环境和自然环境等外部因素的限制。由于户外有很多的电力线路，在雨雪等恶劣天气等条件下，靠人是无法完成巡视工作的，而无人机则完全不受这些因素的影响，还能够降低由于工作对相关人员造成伤害的事故；②无人机系统中的光学吊舱任务可以尽快检测到现有网络系统中的各种问题，因此无人机技术在电力系统中越来越受到欢迎。
使用无人机还有两点缺点：①无人机不可能完全识别各种电路问题。目前，由于各种因素的限制，在使用无人机巡视时，其仅能够针对一些常见线路问题进行快速识别，仍然无法实现对整个电力线路的安全隐患进行全面的鉴定；②使用无人机拍摄照片需要很高的成本和时间。目前，无人机设备必须搭配线路保持距离40m才能拍摄更清晰的图像，一旦非常靠近的话，就需要配置高端设备来实现，这必定会增加电力线路巡视的成本和时间。
2.2 无人机设备的管理和保养
尽管无人机设备用于电路巡视具有很多优势，但为了可以充分发挥其拥有的功能，有必要做好无人机设备的日常维护和管理工作。无人机设备的工作内容主要有：首先，由专门的数据采集系统对采集到的数据进行归类，并将采集到的信息传输到监测故障预测系统，然后检测系统将对各种信息和数据进行分析，并进行健康评估，从而有效地发现系统中存在的不利问题。所以，在使用无人机设备时，要定期对设备的关键部件进行升级改造，定期进行维护、保养工作，以确保无人机设备可以正常进行巡视工作。
2.3 无人机电力线路巡视技术的发展
在未来的电力行业发展中，由于各种新兴技术的逐步涌现，无人机技术将得到更多的机会发挥其自身的优势，在电力线路的巡视中会扮演越来越重要的角色。今后的无人机巡视技术主要有以下两种发展方向：①向智能化的方向发展。对于无人机的飞行模式，未来应该有更多的研究放在电动固定翼无人机及导航模式上，比如更多的研究和开发的导航方法，针对无人机的空中拍摄功能，需要进一步的全智能化无人机控制系统和整体开发的独立缺陷识别技术，以提高无人机的工作效率；②对无人机进行充分的补充应用。
3 无人机在电力线路巡视中的应用
3.1 输配电线路的规划
在对电力线路进行优化规划时，目前还常用的方法是清理统计量等走廊的卫星图像或航空照片，通过比较各种路径规划的成本来选择和实施所采用的方案。两种方法在实践中都有局限性。由于卫星接收轨道和过顶时间的限制，卫星图像的时效性较差，不能实现实时观测，这往往会导致地形和地貌的变化。传统的商用飞机飞行必须经过航空和军事部门的批准，而这些部门对航空的审批难度大，着陆点要求严格，并且费时长，成本高，因此在恶劣天气条件下停飞，易受云雨等气象因素的影响，而不能获得清晰的图像，在类似于工厂的小区域中，特别是在以下50m2的区域内和路径的长度难以实現更快的速度，低成本以获得更精确的数据。无人机的应用与传统的路线规划方法相比，体型小、成本低、机动性强，还可在云层中进行摄影，飞行高度低，能获得更清晰的航空图像和数据，可以有效减少不利地面现场测量环境的负面影响。
3.2 测量电力线路
在测量输配电线路的地形时，使用经纬仪对于测量电路底部更重要关键。然而，在使用经纬仪测量时，森林区域的测量通道进行清理不彻底，或受地形限制视野无法看到。有必要通过多站测量来完成任务，这需要花费更多的时间和精力。但是无人机依靠光学测量设备在测量视野受限的情况可以对大面积的区域，如森林、高层建筑的居民区进行测量，在使用传统测量方法时，需要对周围地区如峡谷，山峰等绕行，但是无人机的使用可以快速调整位置以获得精度较高的数据，并减少强度和面积测量的工作量，缩短了时间，提高工作效率。
3.3 巡视电力线路
通过巡视并监控电力线路来掌握线路的运行情况和周边环境变化情况，实时发现设备的缺陷和危及线路安全的隐患，彻底避免问题的出现和事故发生。对于灾害应急响应如冰冻灾害，山体滑坡等受到突发性的自然灾害对输配电线路造成严重影响，则会闪络，断线断电，甚至发生大面积停电等事故，因此对自然灾害的检测和预防至关重要。作为新型的应急预警系统，无人机为救灾支援，灾害评估和及时的救灾指导做出了不可替代的贡献。
3.4 无人机在高原地区的应用
无人机和人工巡视相比较其最大优势是能够在高压和高原地区连续长时间地工作。如在拉萨等西藏高原地区进行电力线路的巡视，通常可以采用电动固定翼和转子无人机用于巡逻，无人机的使用使得在这种地形下不需要考虑高原氧气不足的问题，并且实验已经表明，为了更好地发挥无人机的优势和适应特殊地形，在未来电力公司也需要完善无人机的供电系统，改进无人机的动力设计、车身结构的等优化，更好地完成巡视工作。
4 结 语
综上所述，经过上述研究可以得到，使用无人机技术进行电力线路的巡视工作，不但能够节约整个巡视工作的时间，还可以节省成本投入，从而提高巡视工作的效率，还可以更好地保障工作人员的安全。所以，随着未来科学技术的发展和进步，该技术将成为电力系统运行和电网监控与维护的强有力工具，这也是电网监控方式的革新。
参考文献
[1]汤文明，戴丽浩，林朝辉，等.无人机在电力线路巡视中的应用[J].中国新技术新产品，2012（10）：23～26.
[2]郭西洋，李卫国，郑建刚，等.直升机在特高压交流输配电线路中的应用[J].电网技术，2010（23）：18～29.
[3]周慧慧，林安慰，李克明，等.无人机输配电线路巡检中可见光拍摄方法研究[J].中国新技术新产品，2015（33）：10～20.
[4]于德明，吴义雄，陈方东，等.电力输配电线路无人直升机巡视的应用[J].华东电力电气，2012（45）：44～49.
收稿日期：2018-6-25
关键词：电力线路；无人机；线路巡视
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0112-02
1 引 言
现在，由于我国电力系统的不断扩大，所以电力线路也在增多，怎样确保稳定、可靠地运行电力线路，且已成为了业界的焦点问题。因为大多数电力线路处于相对糟糕的户外环境中，铺设区域的自然环境也不好，地形较为复杂，所以，如果不能解决有关的电力问题，这对电力系统的正常安全运行有很大的影响。在技术和理论的发展都尚不完善的情况下，人们只能采用人工巡逻的方法，这种方式的工作量大、时间长、效率不高，尤其针对一些地形复杂的区域更为困难。为了提高电力线巡检工作的效率，保证巡视员的安全，业界对新兴巡逻方法的研究和探讨越加的重视。例如，一些直升机巡逻，巡逻机器人巡逻方法等有很好的研究和应用，特别是多家电力公司的高技术含量和高度关注的无人机巡逻方法，该技术已在北京，上海，福建，广州等电力线路中广泛使用。
2 无人机技术综述
无人机技术是最近世界上各国电力公司都大力支持的重要技术，下面对无人机巡视技术的优点、缺点以及重点问题进行阐述，并简要介绍了无人机设备的维护与管理，以及无人机电力线巡逻技术方面的发展趋势。
2.1 无人机技术的优点和缺点
使用无人机进行电力线路的巡视有两个主要优点：①它不易受地理环境和自然环境等外部因素的限制。由于户外有很多的电力线路，在雨雪等恶劣天气等条件下，靠人是无法完成巡视工作的，而无人机则完全不受这些因素的影响，还能够降低由于工作对相关人员造成伤害的事故；②无人机系统中的光学吊舱任务可以尽快检测到现有网络系统中的各种问题，因此无人机技术在电力系统中越来越受到欢迎。
使用无人机还有两点缺点：①无人机不可能完全识别各种电路问题。目前，由于各种因素的限制，在使用无人机巡视时，其仅能够针对一些常见线路问题进行快速识别，仍然无法实现对整个电力线路的安全隐患进行全面的鉴定；②使用无人机拍摄照片需要很高的成本和时间。目前，无人机设备必须搭配线路保持距离40m才能拍摄更清晰的图像，一旦非常靠近的话，就需要配置高端设备来实现，这必定会增加电力线路巡视的成本和时间。
2.2 无人机设备的管理和保养
尽管无人机设备用于电路巡视具有很多优势，但为了可以充分发挥其拥有的功能，有必要做好无人机设备的日常维护和管理工作。无人机设备的工作内容主要有：首先，由专门的数据采集系统对采集到的数据进行归类，并将采集到的信息传输到监测故障预测系统，然后检测系统将对各种信息和数据进行分析，并进行健康评估，从而有效地发现系统中存在的不利问题。所以，在使用无人机设备时，要定期对设备的关键部件进行升级改造，定期进行维护、保养工作，以确保无人机设备可以正常进行巡视工作。
2.3 无人机电力线路巡视技术的发展
在未来的电力行业发展中，由于各种新兴技术的逐步涌现，无人机技术将得到更多的机会发挥其自身的优势，在电力线路的巡视中会扮演越来越重要的角色。今后的无人机巡视技术主要有以下两种发展方向：①向智能化的方向发展。对于无人机的飞行模式，未来应该有更多的研究放在电动固定翼无人机及导航模式上，比如更多的研究和开发的导航方法，针对无人机的空中拍摄功能，需要进一步的全智能化无人机控制系统和整体开发的独立缺陷识别技术，以提高无人机的工作效率；②对无人机进行充分的补充应用。
3 无人机在电力线路巡视中的应用
3.1 输配电线路的规划
在对电力线路进行优化规划时，目前还常用的方法是清理统计量等走廊的卫星图像或航空照片，通过比较各种路径规划的成本来选择和实施所采用的方案。两种方法在实践中都有局限性。由于卫星接收轨道和过顶时间的限制，卫星图像的时效性较差，不能实现实时观测，这往往会导致地形和地貌的变化。传统的商用飞机飞行必须经过航空和军事部门的批准，而这些部门对航空的审批难度大，着陆点要求严格，并且费时长，成本高，因此在恶劣天气条件下停飞，易受云雨等气象因素的影响，而不能获得清晰的图像，在类似于工厂的小区域中，特别是在以下50m2的区域内和路径的长度难以实現更快的速度，低成本以获得更精确的数据。无人机的应用与传统的路线规划方法相比，体型小、成本低、机动性强，还可在云层中进行摄影，飞行高度低，能获得更清晰的航空图像和数据，可以有效减少不利地面现场测量环境的负面影响。
3.2 测量电力线路
在测量输配电线路的地形时，使用经纬仪对于测量电路底部更重要关键。然而，在使用经纬仪测量时，森林区域的测量通道进行清理不彻底，或受地形限制视野无法看到。有必要通过多站测量来完成任务，这需要花费更多的时间和精力。但是无人机依靠光学测量设备在测量视野受限的情况可以对大面积的区域，如森林、高层建筑的居民区进行测量，在使用传统测量方法时，需要对周围地区如峡谷，山峰等绕行，但是无人机的使用可以快速调整位置以获得精度较高的数据，并减少强度和面积测量的工作量，缩短了时间，提高工作效率。
3.3 巡视电力线路
通过巡视并监控电力线路来掌握线路的运行情况和周边环境变化情况，实时发现设备的缺陷和危及线路安全的隐患，彻底避免问题的出现和事故发生。对于灾害应急响应如冰冻灾害，山体滑坡等受到突发性的自然灾害对输配电线路造成严重影响，则会闪络，断线断电，甚至发生大面积停电等事故，因此对自然灾害的检测和预防至关重要。作为新型的应急预警系统，无人机为救灾支援，灾害评估和及时的救灾指导做出了不可替代的贡献。
3.4 无人机在高原地区的应用
无人机和人工巡视相比较其最大优势是能够在高压和高原地区连续长时间地工作。如在拉萨等西藏高原地区进行电力线路的巡视，通常可以采用电动固定翼和转子无人机用于巡逻，无人机的使用使得在这种地形下不需要考虑高原氧气不足的问题，并且实验已经表明，为了更好地发挥无人机的优势和适应特殊地形，在未来电力公司也需要完善无人机的供电系统，改进无人机的动力设计、车身结构的等优化，更好地完成巡视工作。
4 结 语
综上所述，经过上述研究可以得到，使用无人机技术进行电力线路的巡视工作，不但能够节约整个巡视工作的时间，还可以节省成本投入，从而提高巡视工作的效率，还可以更好地保障工作人员的安全。所以，随着未来科学技术的发展和进步，该技术将成为电力系统运行和电网监控与维护的强有力工具，这也是电网监控方式的革新。
参考文献
[1]汤文明，戴丽浩，林朝辉，等.无人机在电力线路巡视中的应用[J].中国新技术新产品，2012（10）：23～26.
[2]郭西洋，李卫国，郑建刚，等.直升机在特高压交流输配电线路中的应用[J].电网技术，2010（23）：18～29.
[3]周慧慧，林安慰，李克明，等.无人机输配电线路巡检中可见光拍摄方法研究[J].中国新技术新产品，2015（33）：10～20.
[4]于德明，吴义雄，陈方东，等.电力输配电线路无人直升机巡视的应用[J].华东电力电气，2012（45）：44～49.
收稿日期：2018-6-25