配电网架空线中无人机巡视应用分析

周辰峰

摘 要 在现代化进程逐步推进的趋势下，对于电力资源的需求量也在明显提升，这给电力企业带来了新的挑战。架空线作为配电网的主要组成部分，保障其良好的运行效果，是提升供电服务质量与水平的关键。为此，应该不断对其进行巡视，以发现其中存在的主要问题，并及时通知检修人员进行解决，增强电力系统运行的安全性与稳定性。无人机在架空线巡视中的运用，能够有效提升巡视工作效率，促进各项工作有条不紊地实施。本文将对配电网架空线中无人机巡视的原则进行分析，探索配电网架空线中无人机巡视应用策略。

关键词 配电网;架空线;无人机;巡视;应用

由于配电网架空线的运行环境较为复杂，在运行中也会受到多种因素的影响，导致电力事故的发生，严重威胁人员安全和企业经济效益。为此，应该制定合理的巡视计划，及时发现其中存在的异常问题，以增强其运行可靠性。导线、避雷设备和绝缘子等在工作中会受到自然环境的影响，比如雷电、大风和雨雪等，使其出现锈蚀、断股等问题，配电网的运行风险升高。在传统巡视模式下，多采用人工巡视的方式，不仅工作效率较低，而且在巡视中存在诸多局限性，难以保障巡视的全面性。很多架空线中存在的问题未能被及时发现，导致重大电力事故的发生。而无人机在巡视工作中的应用，则在一定程度上减轻了人员的工作压力，能够保障巡视的可靠性与全面性。

1配电网架空线中无人机巡视的原则

首先，应该遵循日常巡视原则。在人巡的诸多盲区位置，应该采用无人机开展巡视工作，包括了接地装置、基础、杆塔倾斜和导线等。在很多杆塔位置采用人工巡视具有较大的难度，包括了河网、山坡等，运用无人机能够有效降低巡视难度。而在市区和人口较为密集的区域，为了保障巡视的安全性，应该将无人机巡视作为辅助手段[1]。其次，应该遵循特殊巡视原则。特殊巡视包含的情况较多，比如漂浮物、山体滑坡、施工作业、防风防汛、鸟害和违章建筑等。在查找配网杆塔瓷瓶雷击点时，也应该采用无人机巡视的方式。再次，应该遵循单线路故障巡视原则。在此类情况下采用无人机巡视的方式，能够有效提升巡视工作效率，保障路径定位的高效性与准确性。最后，还应该遵循自然灾害巡视原则。自然灾害是影响配电网架空线的主要因素，也会导致重大电力事故的发生。当巡视区域存在较大的自然灾害时，运用无人机巡视能够保障信息数据获取的及时性，保障抢修工作的顺利实施。抢修人员应该根据无人机提供的数据信息制定抢修工作计划，降低自然灾害的影响。

2配电网架空线中无人机巡视应用策略

2.1 无人机巡视关键技术

多种关键技术在无人机中的应用，是增强其巡视实际效果的基础与前提，尤其是在长时间的巡视工作中，更应该以强大的功能作为支撑。首先，无人机采用了飞行控制技术。配电网架空线的距离一般较长，通常会在20km以上，高压配电线与公路之间也应保持适当的距离，通常会在10～30m之间，对于无人机的遥控距离提出了更高的要求。在应用无人机的过程中，应该对其线路杆塔自动跟踪功能进行优化，逐步完善GPS自主导航系统，保障巡视工作的自动化，促进架空线巡视工作效率的提升[2]。其次，无人机采用了稳定飞行技术。为了能够保障良好的拍摄画面，为故障的分析与检修提供可靠保障，应该防止在飞行中出现严重的抖动现象，无人机稳定飞行技术的应用则完美地解决了此类问题。摄像机、红外热成像摄影设备等安装于无人机当中，其较强的稳定性能够有效获得较高分辨率的影像，同时保障拍摄工作的持续性，为故障检修奠定了基础。最后，无人机还采用了快速对焦成像技术与线路杆塔自动跟踪识别技术。快速曝光功能是摄像设备的主要特点，在巡视过程中与相应的测绘技术进行融合，能够保障红外线影像和各类图像具有很高的分辨率，帮助电力工作人员对线路周围环境和杆塔、线路实际情况进行分析，及时发现配电网架空线在运行中存在的主要问题与安全隐患。为了能够促进巡视工作效率的提升，还可以融合在线故障自动检测技术，保障巡视工作的自动化与智能化。

2.2 无人机飞行模式

在无人机巡视工作当中，通常会受到自然环境和架空线路的影响，为了增强实际巡视效果，应该使其保持相应的距离。架空线的斜上方，是无人机飞行的主要线路方向，能够保障其良好的飞行质量。在应用无人机时，应该对其光学吊舱的扫描条件进行优化，使其在完成一次巡视后就能够获得高质量的影像资料，促进巡视工作效率的提升。在实际工作当中，也会遇到较高的配电网架空线，此时飞行的视角和距离等都会阻碍吊舱的有效应用，在一次巡视过后无法满足故障检测与分析的要求[3]。应该在配电网架空线的两侧分别进行一次巡视，保障数据资料获取的全面性与真实性。

2.3 无人机通信系统中继模式

直通方式在无人机的通信连接中较为常见，此类方式适用于地面测控车和无人机之间不存在障碍物的情况当中，应该确保两者的距离合理。在数据传输的过程中，主要是依靠无线连接的方式。无人机应用于配电网架空线的巡视当中，多种因素会对其飞行产生影响，包括了变频、山峰、电磁和多径等。为了能够有效降低外界因素的干扰，应该对其辐射距离进行确定，为超视距巡检工作奠定保障。无人机中继转发的形式因此得到广泛应用，其主要包括了空中转发和地面转发两种不同形式[4]。在应用空中转发时，应该将中继飞机应用于数据传输链当中，能够增强无人机巡视的灵活性，其相对简单的结构也给后续维护工作提供了便利。当巡视地区的环境较为复杂时，通常采用空中转发模式，但是随着无人机的增加，也会带来较高的巡视成本。在高架杆塔当中安装设备的模式属于地面转发模式，能够在一定程度上降低巡视成本，但是工作流程较为繁杂。当杆塔数量较多时无疑会给工作人员带来较大的工作压力，在巡视过程中还应该明确自然环境的实际状况，在运行维护方面也不够方便。

2.4 无人机巡检应用模式

在对配电网架空线进行巡视时，由于会遇到不同的地形地貌等，因此应该保障中继模式与无人机类型的多样性，应对各种情况的巡视要求。无人机巡检应用模式的类型较多，在实际工作当中应该根据实际情况进行有效选择。当地面测控车和无人机的连接存在困难时，通常会采用中型无人机与地面中继模式，能够有效应对无人机超出测控车监控范围和两者之间存在障碍物等情况，增强巡视工作的实效性。中继设备应用于高架杆塔当中，能够向地面测控车传输相关巡视数据和图像等，保障两者之间的有效连接[5]。此外，无人机也能够更加快速、高效地接收到地面测控车发出的指令，增强无人机飞行的可控性，保障线路巡视的良好效果。在很多巡视地区，由于中继设备难以安装在高架杆塔当中，会对巡视数据的获取产生较大影响。为了解决此类问题，应该采用中型无人机与空中中继模式，能够为信号中转提供保障。中继飞机的应用，能够有效获取无人机的红外声像图和拍摄图像，并与地面测控车进行有效连接，保障两者的有效连接。中继飞机的应用，也能够有效获取地面测控车的指令，为无人机的巡视飞行奠定基础。此外，也可以应用固定翼无人机替代中继飞机，构建中型无人机加固定翼机中继模式。较强的抗风性能和续航性能，是固定翼无人机的主要优势，在实际应用中相较于中继飞机而言也能够降低成本投入，其操作流程也不复杂，因此能够促进巡视工作效率的提升。当地面测控车与线路的距离较短时，通常会采用小型无人机加微型无人机模式，在应用此模式时应该确保两者之间没有障碍物的影响。在数据传输过程中，由于测控车可以与无人机直接连接，因此能够提升传输效率，保障测控车能够及时获取红外遥测数据和视频数据等。在此类模式当中，能够有效增强巡视工作的灵活性。地面测控车的指令也能够更加高效地传输至无人机当中，增强对无人机飞行的控制[6]。固定翼无人机模式也是在巡视工作长一种常用的模式，尤其是当自然灾害对巡视工作产生影响时，该模式能够发挥较大的作用，为泥石流和水灾等灾害区的线路巡视提供保障。较快的飞行速度是固定翼无人机的主要优势，在巡视当中可以大大拓展巡视范围。

3结束语

在配电网架空线的巡视当中，应该应用无人机逐渐替代人工巡视的方式，在促进工作效率提升的同时，保障巡视数据获取的全面性与真实性，防止巡视死角的存在。在实际工作当中，运用无人机巡视的模式较多，应该对配电网架空线、周围环境和巡视计划等进行分析，确定切实可行的巡视模式，实现资源的高效利用。这能够为线路的检修与维护提供可靠保障，防止配电网中发生重大电力事故。

参考文献

[1] 吴玺，曹瑞超，哈峥，等.无人机在输变电线路巡视和应急抢险中的应用研究[J].河北农机，2019，（10）：76.

[2] 董素河.输電线路智能无人机巡检的研究及应用[J].石化技术，2019，26（8）：350-351.

[3] 高挺超.配电网架空线中无人机巡视应用分析[J].科技资讯，2019，17（18）：46-47.

[4] 何桂麟.关于配电网架空线中无人机巡视应用探讨[J].科技创新与应用，2018，（14）：153-154.

[5] 马浩.无人机在大姚山区10kV配网运行维护中的应用[J].通讯世界，2018，（4）：234-235.

[6] 曾友林.配电网架空线中无人机巡视应用探究[J].科技风，2017， （12）：10.