无人机在电力线路巡视中的应用刘虎

无人机在电力线路巡视中的应用刘虎

刘虎

（国网大同供电公司037008）

摘要：近些年来，随着科技的进步发展，无人机技术在很多方面都有了新的突破，例如：续航时间、远程遥控及飞行品质，这也为电力企业的相关应用铺垫了扎实基础。本文通过对无人机在电力线路巡视中的选型原则探究，概括了无人机的应用特点及具体循检模式，希望可以通过对无人机循检模式应用特点及特征的多方面分析，为无人机提供不同情况下循检中继方式的选择指导。

关键词：无人机；电力线路；应用

一、引言

近些年来，国内外的各电力企业，都在进行电力系统线路在巡视线路上的可行性研究，其方式主要是以运用无人飞行器为主，因为无人飞行器是具有一定优势的，比如，无需进行意外坠毁及人员伤亡问题的顾虑，也同时具备对电网隐患准确发现的能力，这也是它备受好评的原因。所以本文将以无人机的电力线路应用选型原则为中心点，对其展开巡检模式及特点方面的诸多探讨。

二、无人机巡检平台选型原则

现用于无人机平台中的飞行器主要有两种机型，即固定翼无人机与直升机，其在电力电路巡检中的应用特点为：具有良好的抗风能力及续航时间，同时还具备一定的光学任务系统的吊舱能力。除此之外，无人机应该还应该保持在巡检效果上的良好性，所以其应该发展空中定点悬停这项功能。我们如果进行固定翼机与直升机的参数对比会发现，它们之间的最大功能差别，就是是否拥有原地起飞降落、悬停机有序奥载荷方面的功能。通过上述总结，我们可以得出一个结论，在电力线路巡检活动中，固定翼机的优势是不如无人直升机的。并且，无人直升机自备起降功能，直接机会在接触地面以后，自动对任务进行结束和完成，实现功能上的“一键降落”，这种关于内控自动飞行过程的自主起降，不需要人为上的干预，着实减小了不少的外控操纵负担，也将无人直升机的可操控性进行了充分提升，进一步加深了其在电力巡检中的具体应用。无人直升机的类型选择必须要依照不同的巡检要求及地形进行选择。无人直升机各类技术对比如表所示：

我们从表2中便可以看出：无人机机型的增大比例，是与多种因素成正比例的，比如抗风能力、巡检范围及续航时间的增强，而且任务机的巡检飞机也是需要一定条件范围的，需要在超视距之内，这些都给现有技术条件增设了不少的技术难度。纵观实情，现在的无人机平台使用最多的应该是微型或小型无人直升机，而且对于中型无人直升机来说，其目前还只是处于应用的探索阶段，正在输电线路中进行摸索使用。

三、无人机巡检模式的选择和应用

3.1、飞行方式

在飞行过程中，为使得无人机可以在极端恶劣天气不收到天机及一些其他因素的影响，从而造成因下坠坠落而造成的灾难性线路损坏，那么一定要保持无人机的飞行线路与边线之间保持一定距离。因为往往光学任务吊舱系统都是在飞机下方进行安装的原因，所以为了让巡视质量得到保障和满足，而且避开线路电磁场对无人机的影响，让其飞行空间具有一定的充裕性，所以无人机与上方飞行之间必须留有垂着距离。所以通过以上的分析总结，无人机在进行巡检活动时，应当以保持在线路斜上方位置的距离向前飞行。

3.2、通信链路系统中继模式

无人任务机如果距离地面测控车的距离较近，且无遮挡物，那么这时的通信链路系统模式则为直通，也就是说，任务机通过无线链路就可以与地面的车载设备实现通信。为了解决输电线路电磁干扰机通信山峰阻挡、多径效应等问题，无人机应当拓宽测距，从而实现超视距下完成巡线需求，这时可采用中继转发模式，这种模式又可划分为地面及空中两种中继模式。

地面中继模式的含义为，在线路杆塔上进行中继设备的安装，这种模式成本较低，然而复杂的是工作模式，它需要对不同地形上的继点实现规则优化，而且，维护起来，也相对具有困难性。

空中中继模式主要是指，在数据链路上进行中继飞机的增加，这种模式不但具有范围广及巡检灵活的特点，维护起来也比较方便，且其系统结构相对简单。然而中继飞机的引入则需要花费一定成本。

3.3、应用模式

如果把不同类型及中继模式的无人机进行设备组合，那么就会产生不同的工作模式，这些不同组合的工作模式可以在复杂的地形或区域内，完成平原及山区的巡线任务。在输电线路巡检作业中主要有以下五种无人机工作应用模式：

1、地面中继模式+中型任务机（无人机）。这种模式比较适合用在任务机与地面测控车无法进行直接数据通信的时候，也就是说，当任务机与地面测控车之间的范围已经不再直视范围之内，或者地面测控车与任务机之间具有一定的阻碍物。比如，任务机所收集到的遥测信号或图像，没有办法用无线链路向塔架中继端进行发送时，可以通过中继转发的方式，经过对地面测控车控制指令的多次中转，发送给任务机的终端，从而起到对其工作状态的控制作用。

2、空中中继（小型无人机）+中型无人机（任务机）。这种模式是建立在地面中继模式不足的基础上，增加1台中继机。将其安置于数据链路上。任务机所采集到的遥测信号与图像，第一步会通过链路向中继机进行发送，然后从中继机向地面测控车载终端进行转发，而这个时候地面测控车的控制指令也就随着中继机一起发送到了任务机终端，任务机的工作状态便得当了控制。

3、空中中继（固定翼无人机）+中型任务机（无人机）。这种模式下的中继机通过固定翼无人机的各种优势，来实现对中继灵活性的有效提高，例如其可以延长续航时间、成本低、不但在飞行和控制操作上比较简单，还具有强抗风力等。

4、小型、微型无人直升机的近（快速巡视、通视）距离模式。这个模式通常是在巡视任务线路距离测控车距离较近时使用，而且没有任何障碍物，任务机这个时候可以做到与地面车载设备的直接通信，用无线链路直接进行数据的传输。

5、固定翼无人机（快速巡视/远距离/大范围）。这种模式是将固定翼无人机运用于输电线路应急巡检及防灾减灾中，它可以实现较大距离及范围的快速巡视。

总结：本文针对无人机系统线路作出了相关探讨。使用无人机对电力线路进行巡查，可以将电网的故障率大大降低，还可以节省运营成本，将对故障的处理变为一种隐患控制，从而促进了电网工作效率的提高。所以，这项技术的意义十分重要，一定会成为维护、监控电网运行及地理图实时成像更新的有利工具，这次革新不仅在电网监控手段上取得了重大意义，也是电网运营单位在自主创新高科技项目上的一次重要体现。

参考文献：

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