摘要：随着我国社会的发展与进步，人们对电力需求也在不断增加。输电线路作为电力能源传输的重要路径，电网公司对于输电线路的建设工作呈现逐年增加的发展趋势，当前我国输电线路运维状况并不佳。输电线路中无人机巡检活动的开展具备灵活性强、操作难度低以及巡检效率高的应用优势。5G技术与无人机的有效结合，可充分结合二者的应用技术优势，有效弥补无人机巡检工作开展的应用短板问题，确保电力系统运行的安全平稳性，为我国人民群众提供更加优质的电力资源。

关键词：5G无人机；电力输电线路；自动巡线；实现研究

引言

电力行业是我国国民经济发展过程中最重要的基础能源产业，是保障国民经济发展与人民生活正常进行的重要基础设施之一，电网能否安全稳定的运行取决于电力线路的运行情况，因此优质高效的电力巡检工作，对保障电网的稳定性至关重要。传统的人工巡检方式已经明显不能适应我国电力事业发展的需要，运用现代化高科技技术，例如无人机电力巡检技术，将为现代电力行业的安全稳定提供更好的保障。

1.输电线路巡检现状

目前输电线路的巡检方法主要有人工巡检、机器人巡检、直升机巡检和无人机巡检。其中，人工巡检只适合小规模、小范围的输电线路巡检，针对大面积、大范围、复杂的山区和水域等输电线路的巡检，人工巡检需要花费大量人力、物力，且存在巡检盲区。直升机巡检效率高，但是需要投入大量的资金，同时直升机技术比较复杂，推广使用比较困难。机器人巡检距离比较短，效率低，而且只限于杆塔之间。而无人机由于飞机体积小、成本低、使用方便，技术比较简单成熟，在电力巡检中逐渐被认可，其能够克服直升机、机器人以及人工巡检的缺点，因而在输电线路运维工作中扮演的角色日益重要起来。无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，无人机可以搭载各种监测设备，如红外、激光雷达、图像采集设备等。通过无人机，运维人员可以方便地借助监测设备进行人工无法实现的、危险的以及重复性的输电线路运维工作。

2.无人机巡检技术优势

（1）效率提高。在高压输电线路领域的应用方面，无人机因具备的红外线遥感、GPS、GIS、数字地球等融合技术，无人机巡检在山区等一些受地理环境、天气状况因素影响较大的地区，可以充分发挥其灵活快捷、工作效率高的特点，实现快速获取清晰影像资料并通过分析和处理，来判断线路运行情况，是人工巡检效率的数十倍。（2）覆盖面广。通过无人机巡检，可近距离检测架空输电线路，实现零死角、零盲区、准确发现导线断股、绝缘子损坏等缺陷。（3）减少人员伤亡。利用无人机巡检可以免除人工登塔、走线等作业，能够有效降低劳动强度，提高运维效率，控制人员伤亡风险。据统计，运用无人机进行缺陷识别，杆塔瓶口及以上位置、人工难以发现的缺陷占比78.5%。设备本体巡检效率和质量显著提高，并且极大降低了劳动强度，提升了巡检效率，确保了对电力设备状态的运行维护能力。因此，无人机的应用是线路巡检智能化发展的有效解决方案。目前无人机可用来开展线路日常协同巡检、保供电特巡、故障巡检、特殊地域巡检、设备验收、三跨巡检、隐患排查等多种输电线路巡检作业。

3.主要的巡检技术类型

3.1无人值守技术

随着无人值守技术的不断发展，机巢模式兴起。无人机与机巢相互配合，能够构成无人值守平台。其中，机巢是专门为无人机巡检工作研发的一体化设备，能够远程监控无人机，及时收集并传送数据信息，随时掌握无人机的状况和任务前的准备工作，从而配合完成无人值守任务，提供有力的后勤保障。在研发机巢时，相关人员要考虑长期野外静置环境的影响，设计防拆除、防雷电、防移动的结构，提高机巢整体的防潮、防水、恒温性能。为了便于后期的维修保养，在机巢内部要优先选择模块化方式。同时，机巢要增加无人机辅助降落平台，确保无人机在降落时能够利用视觉、RTK定位等安全方式降落，回收之后的无人机要放在机巢内部，进行封闭式保管。另外，要优化机巢的功能，使其可以监测气象、随时通信。在巡视过程中，若天气状况突然发生改变，机巢会马上发布返航命令，控制无人机返航回收。

3.2信息处理技术

无人机远程巡检工作的开展需要利用信息处理技术将信息传递到信息控制中心，以实现导航定位。运用影像定位技术可以获取环境信息，主要包含修正高度、修正深度和修正前的偏航角，确保相机光轴的矫正角度和数据计算一致。无人机承载相机得到的影像需要在后台进行信息处理，导致位置、环境信息的处理有一定的延迟性，处理时延在1s左右；传感器数据的传递会在时间推移下发生误差，导致数据的获取有延迟。要想保持信息传递的准确性，需要交替进行影像观测和传感器观测，更新实时状态信息。

4. 5G无人机自动巡线技术有效应用至电力输电线路巡检的策略

4.1提升5G无人机自动飞行技术

第一，确保无人机飞行期间通信的正常性，5G无人机在开展自动巡检活动期间，巡检工作环境具备一定的特殊性。虽然5G网络的信号传输速度相较于4G网络有了极大的改善，但也会受到地形阻挡、多径效应、频率选择性衰落的影响，继而出现通信中断、回传信息清晰度不够的情况。5G无人机需要通过数据链路中继系统为5G无人机电力巡检长距离、超视距飞行实时开展视频回传活动，确保5G无人机在巡检过程中通信系统的正常性。

第二，优化5G无人机的避障系统。5G无人机在开展电力巡检活动期间，需要借助超低空飞行开展实时信息的获取、回传活动，但5G无人机在飞行过程中极易受到电力线路导线、铁塔以及树木等物体的影响。因此，需要对5G无人机的避障系统进行优化，借助自主雷达避障系统对于无人机200m以内的飞行障碍进行自动化识别以及自主避障，确保5G无人机超低空的飞行安全。第三，制定科学合理的无人机航迹规划。工作人员需要对电力输电线路巡检地区的电力模型以及地形数据开展全面性的了解，以此为基础制定科学合理的无人机飞行计划，确保5G无人机飞行的安全性，提升电力输电线路自动巡检效率。

4.2提升5G无人机多传感自动任务检测技术水平

第一，开展高精度位置测量活动。为了提升5G无人机的多传感信息获取能力，利用高精度POS系统为无人机吊舱提供高精度的位置基准，为5G无人机的惯性稳定平台系统精确性的指向。第二，不断完善光电吊舱的自动跟踪。5G无人机在对巡检目标进行准确性拍照与成像期间，均发生在吊舱载荷系统运动状态下，也因此相机、视频摄像机无法精准地进行巡检目标制定，借助双闭环控制策略实现吊舱的自动跟踪，实现对巡检信息的有效收集与回传。

结语

伴随5G通信网络技术在各个行业领域的全面性覆盖，将5G无人机应用至输电线路巡检活动中，可让输电线路巡检活动有效摆脱环境、地域、人员对线路巡检所带来的制约，最大限度地提升输电线路巡检的工作效率。为此需有效应用5G无人机自动巡线技术，进一步提升无人机的输电线路巡视能力，发挥5G技术以及无人机技术的发展优势，满足输电线路的未来线路巡检要求，加快输电线路巡检活动的数字化转型进程。

参考文献

[1]金鑫，刘铎，褚夫飞，等.无人机技术在架空输电线路通道巡检中的应用[J].电工技术，2021（7）：60-62，65.

[2]刘高.面向输电线路精细化巡检的无人机航线自动规划方法[J].电子设计工程，2021（4）：33-37.

[3]王焕，陈杰.无人机巡检技术在架空输电线路巡检中的实践应用[J].科技风，2020（35）：1-2.