摘要：由于国内有许多不同电压等级的输电线路正在兴建和投入使用，线路里程的增加和运检人员短缺的矛盾越来越明显，给现有的电力系统运行和维修模式提出了严峻的挑战。传统的手工巡线方式主要是由巡检员通过目测、借助望远镜、红外测温器等多种探测仪器沿着输电线路行进，通过用肉眼或望远镜对本区域的输电线路进行观测。该方法具有巡检效率低，巡检精度低，可靠性差等问题。因此，“十二五”期间，国家电网将加大对高端大型运检设备的部署，如直升机、无人机、机器人、特种车辆等。由于观察角度的差异，无人机和手工监测在探测塔顶的细节方面具有显著的优越性，可以有效地弥补人工监测的不足。基于这种情况，基于无人机巡视，对输电线路进行高质量、高效率的监测手段进行创新已成为当务之急。

关键词：无人机；输电线路；运维检修

引言：在架设输电线路时，利用微型无人机对线路进行安全、合理的监测、监测，具有很大的技术应用和市场空间。这是目前先进技术的一种综合运用，既可以保障工作人员的人身安全，又可以大大提高工作效率，还可以节省大量的人力，相关技术人员应该积极地考虑与技术的结合，在技术进步的基础上进行技术的融合和创新，积极地将新技术引入到相关工作中来，并在此基础上研发出与之相适应的机载维修机械，实现对电塔中的简单设备进行远程修理，以提升同类工作中的工作能力和工作水平，以推动我国电网建设的健康、稳定发展，以适应我国目前城市化发展的需求。

1.无人机技术的概述

1.1技术要素

在输电线路巡视中， UH型和四旋翼型无人机（M4R）是常用的， UH型无人机包括一架遥控直升机、一架减振悬挂装置、一架影像采集传输装置、一套地面成像监测与控制系统。M4R系统包括地面站点和M4R无人侦察机，M4R装备有无线图像传输装置、小型高分辨率图像采集装置等，因此采集到的传输线不仅清晰度高，而且可以远距离传输，而且还采用了四个转子对称排列，使得它的起飞和悬挂性能更好。

1.2功能概述

在巡逻过程中， UH无人机通过人工遥控的方式，将 UH无人机与输电线路保持一定的安全距离，并绕着电网飞了一圈，拍下了视频，并通过视频传输设备发送到了后台。地面控制系统会对M4R无人机发出命令，让其与电力系统保持一定的安全距离，从而确保M4R在某一区域内自由飞行，从而确保各个角度的清晰度，并且要调节图像和被检测设备，只要将M4R的平台和方向调节即可。M4R地面站不仅能把M4R无人机引导到指定的地点，还能和M4R无人机进行远程通信，还能控制无人机的飞行状况，接收无人机的侦察影像，以及控制无人机的姿态。

1.3无人机在电力系统中输电线路的巡视的重要性

在电力系统中，无人机对输电线路的监控是非常重要的。首先，它可以减少电力部门的日常维护费用，而且，在巡检的过程中，除了使用起重设备之外，还要对各种零部件进行检查，而且，由于人工巡线的工作范围太大，对高空电线的长度和要求也会越来越高。因此，人工巡逻队的费用也会越来越高。最终，项目公司的利润会比消耗少，其次，巡逻队的工作效率很高，一次航行可以达到一个小时，一小时三十公里。四次飞行，就等于派出30个巡线人员一天的工作，而且没有地理条件的制约。与人工巡检相比，也可以节约很多工作时间。此外，无人机巡逻的结果已经得到了证实，这是一种客观的优势，如果有什么问题，政府会根据这一点进行排查，提高对输电线路的重视，同时，也可以对线路通道内的树木、违章建筑进行重点排查，确保输电通道的安全。无人机巡逻可以提高巡逻的效率，提高输电线路的品质，同时也可以防止因为恶劣的环境而导致的故障，而不是人工进行全方位的监控。随着电力系统的日益重要，我们需要进一步的研究，寻找出一种更好的检测方式，无人机可以更好地检测出线路的故障，比如用无人机来检测故障，是一件很困难的事情，但是无人机却可以在高空中迅速地定位，找到雷击的放电点，降低安全风险。在长时间的巡检过程中，难免会受到人们的生理、心理等方面的影响，使巡检工作的质量达不到要求，运用无人机进行巡检，不但可以提高巡检的工作效率，而且可以大大地改善巡检工作的质量，降低检验人员的劳动强度。

2.无人机选用原则

2.1无人机选型原则

在日常的生活中，人们往往将无人驾驶的飞行器当作是一种玩具。但无人机一旦进入电网，它的维护工作就会变得非常复杂，它的性能和性能都会发生翻天覆地的变化。目前，无人机在输电线路上的续航能力很强，抗风能力也很强，还能安装光学系统。通过与固定翼飞机的性能比较，可以看出，无人直升机可以实现更高效的升降，并且可以实现内部控制，无需手动控制，降低了事故发生的危险。在电力系统的维修中，采用无人机具有更大的优越性。并且可以根据不同的地形、气候条件，根据不同的巡逻需求，选用最适合的型号。

2.2无人机模式应用

通过使用无人机对输电线路进行维修，可以减少对无人机的损害。在使用无人机进行巡逻时，可以在一定范围内保持一定的安全距离，并能有效地消除电磁干扰，从而提高无人机的飞行性能。使用光学吊舱，可以进行更好的探测，而且可以在一个方向上进行巡逻。通信链路系统能够完成电力线路的巡视工作，采用无人驾驶的直通方式，利用信号进行通讯。在这片山脉中，道路上的障碍物很多，会影响到无人机的信号，在这种情况下，无人机可以通过中继器和中继器进行通讯。地面转播的费用很低，但是工作模式比较复杂，需要事先规划好地形，以免在安装的时候，被自然环境所干扰。无人机配合地面转播，是最好的选择，拍摄到的画面，可以通过转播终端发送到无人机的手中。

3.无人机在输电线路运维检修工作中的应用现状

随着我国科技力量的持续发展，我国在高科技领域如无人机等方面也有了长足的进步。随着我国科技人员对无人机技术的不断深入和发展，无人机技术在野外勘测、监控领域的应用越来越广泛，在电力线路维护工作中，工作人员常常面临做远距离高难度的检查与维修工作，而人工工作不仅耗时较长且会对专业技术人员的人身安全造成严重危险，因此无人机信息技术在电力线路维护工作中发挥的意义不言而喻。在电力维护工作中，科技工作者们一直在努力攻克各种难题，并在电力维护工作中解决了许多技术难点，并将其应用于该领域。但是，目前在实践中仍存在一些问题，首先，在专业技术方面，目前我国电力工业使用的无人机的耐久性与在恶劣环境下的工作精度仍有很大的差距。在我国西北，由于气候条件较差，出现了大规模的沙尘暴，给无人机的使用带来了很大的负面影响，在极端环境下，无论是硬件还是软件，都面临着严峻的考验。其次，在实际工作中，由于电力部门对无人机的维护和维护工作没有严格的规定，导致了无人机在运行中的自然损失和运行不当的损失，以及对工作数据的合理收集，都会导致作业质量的下降。最后，由于现有的无人机技术和人员的职业素质不能适应目前的需求，电力公司对无人机的操作规程和相关法规的设置存在着空白。以上问题已成为阻碍无人机技术在现代输电线路运行维护中有效运用的障碍，因此，如何有效地解决以上问题，对今后无人机在电力系统中的应用具有重大的指导意义。

4.无人机在输电线路运维检修应用

4.1 加强无人机作业安全分级管控，夯实作业安全基础

输电线路维护单位要对无人机配置、规程、空域申请等进行统一管理，严格按照“安全第一，预防为主”的原则，严格控制无人机，保证无人机的安全。作业层负责无人机作业的安全措施的落实，从作业人员、作业现场控制等方面进行管控，并在人员、证件、实物、作业等方面提出规范化的管理要求。对无人机的飞行进行控制，严格按照有关规定执行，杜绝在电力巡视中使用黑飞、乱飞等现象。通过安全等级控制，实现无死角的安全监控，在无人机作业过程中，实现人员和设备的安全。

4.2立足巡视开展实效，合理安排人、机资源

要使一项工作顺利进行，必须要有一个与之相适应的管理体系。无人机巡视工作要遵循统筹规划、因时制宜的原则，公司层面的规章制度将由公司统一制定，而人员和无人机的配备由各部门负责。一般作业班组必须配备多个人员，并具备输电线路巡视和无人值守的资质。在没有无人机巡逻的情况下，无人机会对输电线路进行例行的巡视，在此期间，操作人员可以利用自己的主观能动性，发现无人机存在的缺陷和隐患，并随时待命，为公司下达的任务做好准备。

4.3图像处理技术

在实际的电力巡检中，由于存在着多种因素的影响，给线路的维修带来许多困难。在光学系统中，由于远轴区的像素偏移，会对成像质量造成很大的影响，造成设备和零件维修时的细节维修精度降低。在遥感影像中，由于传感器的反射，会产生辐射畸变，从而影响影像的判断与分析。无人机的运动状态、运动变化和机械振动对其性能有很大的影响，其中运动模糊对电力监控的干扰尤其突出。由于输电线路周围的自然环境和反射镜的频繁变化，使得传输线及其元件的图像背景更加复杂，从而增加了内容识别的难度。图像处理技术在电力巡检中的应用，首先是对图像进行预处理，然后通过一系列的相关处理来调节图像的亮度。将色彩空间调整，线性调整，曲线调整，放大或缩小图片中的阴影部分。在雾霾、阴雨、能见度较差的情况下，可以消除气象因子对环境的影响，使其还原出真正的背景。由于飞机在空中承载能力有限，而飞机上的摄像机的分辨率又非常有限，因此造成了大面积的摄影画面分辨率降低。目前的技术还不能提高大场景的分辨率，因此需要将图片进行拼接。在复杂、变化的摄影场景下，为适应巡检的要求，必须采用轮廓特征、模型匹配和频域匹配三种匹配技术来进行图像匹配。该方法不需要直接利用图像的像素值，而是从图像的特殊属性中提取像素，提取有效特征作为参照，将图象重叠区的特征区进行匹配。

4.4优化无人机巡检部位

在以往的巡检中，无人机会检查导线与导线、铁塔之间的连接处、金属器具等，但目前还没有一套完整的检查方式，而且这些检查路线和位置都会受到无人机驾驶员的操作和操作习惯的限制，很可能会忽略重要的检测部位，从而造成安全隐患。根据塔形结构，根据塔形、塔型、塔身、导地线、绝缘层等不同的塔型，可以根据塔形的不同，选择并固化“N”个点，分别是杆塔与导地线、杆塔与绝缘线、导地线与绝缘线之间的连接处，也是杆塔发生故障的主要原因。

4.5不断完善配电线路安全管理体系

应加大对安全用电的宣传，加深民众对用电的认识和防范，以保证我国居民用电的安全品质，同时也能减少电力系统发生故障的概率和维修次数；强化抢修人员的安全作业意识，规范检修作业程序，纠正不正确的维修行为，确保检修作业的安全、有序、强化检修人员的安全防护措施，强化监督管理，督促抢修工作规范化操作。

4.6无人机巡检发展

无人机巡检中的缺陷自动识别与判别技术，将为无人机的巡检提供新的发展方向，无人机的续航能力、有限的飞行距离、对无人机巡视输电线产生的大量视频数据的整理、图像信息的处理、缺陷的分析等实际问题，在输电线路的巡视、检修中有着广阔的应用前景。首先，中继无人机与任务无人机协同巡逻，为跨越山区架空电力线路的巡检工作提供了便利，并可在复杂地形下进行长距离、长航、超视距输电线路的巡视。其次，则是开发了一种以视觉为基础的无人驾驶自动检测系统。运用J2EE技术、无人驾驶、遥感、多传感器的综合应用，全面提升了线路监控的质量和安全性。智能监控系统——输电线路超视距智能监控系统，集成了多种智能作业方式，能够自动规划航线，一键起飞，自主作业，自动返航、断点续飞、智能避障等特点，实现输电线路的超视距智能监控。电力系统智能化运检控制平台，提高了电力系统的精细监控管理。

结束语

总之，在电力系统维护和维护的过程中，必须加强对线路监控和维修的监控，从而提高设备维护的质量。通过对线路的科学规划，判断线路的可行性，排除一系列的影响因素，及时发现故障、显示故障、排除潜在的故障，以促进电网的发展。目前，无人值守是一种重要的巡检方式，它取代了传统的手工巡视方式，减轻了员工的工作压力，节省了工作时间，保证了电力系统的安全、稳定运行，大大提升了供电效率。同时也让电力供应系统更加稳定，供电公司也可以通过这种方式来提高经济效益，避免因突发事件造成的经济损失，从而达到社会对电力的需要。

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