1导言

输电线路运行范围广，需要经过丘陵、高山、平原、山地、沙漠等各种复杂地形，输电线路在运行过程中还会受到风雪、雷电、大风、鸟害等自然因素以及人为因素的影响，输电线路运行过程中，可能出现杆塔倾斜、导线下垂、绝缘子破损等问题，导致输电线路短路，严重可能引起线路起火，影响到正常的供电。因此，为了确保输电线路安全有序运行，需要定期或者不定期对线路进行巡视，防止线路出现故障问题。传统的人工巡视方式成本高、无法实现大范围的巡视。将无人机应用在电力线路巡检过程中，可以打破传统人工巡视受到地形环境影响的限制，提高线路巡检工作的效率和质量，降低巡检人员的工作强度。

2输电线路无人机自主巡检技术

尽管线路所在的地形地貌、风速风向等现场环境和作业时的起始地点、天气有所不同，无人机巡检路径规划都需要遵循面向大号侧先左后右、从下至上（对侧从上至下）、先小号侧后大号侧的基本原则。依据这个基本原则，不同飞手因对业务的熟练程度不同所拍摄的巡检图像大相径庭，经常出现虚焦、部件主体不突出等问题，图片拍摄效果不好将直接影响后续根据图像识别诊断部件缺陷的准确率。同时，面对输电线路巡检复杂的应用环境，无人机受其自身软硬件条件的限制，如自身的续航能力、重量和尺寸，无法形成持续有力的作业能力。无人机巡检采集的大量影像，需由人工逐一筛选、识别线路设备缺陷，并分类归档存储，工作量大，效率低。针对上述问题，提出了一种输电线路无人机自主巡检的实现方案，分析了无人机自主巡检作业全流程体系架构，研制了输电线路无人机全自主巡检系统，通过固化作业点，建立标准化航线库，用户可在无人机运维管控系统一键触发巡检任务，无人机将自主执行巡检任务并实时回传巡检视频，自动下载巡检图像，运维管控系统自动分类、分析巡检图像、生成巡检报告，并将自主巡检技术应用于电力输电线路巡检。巡检结果验证了无人机自主巡检技术的有效性，无人机自主巡检规模化应用将大大降低运维人员的工作难度，降低其对操控无人机技能的掌握，摆脱繁琐的数据整理，集中精力到输电专业核心技术的学习研究和电力通道隐患的治理检查。

3输电线路无人机巡视检查常用实时通信技术

通信技术是实现无人机输电线路巡检的关键，无人机控制系统根据巡检任务，发布飞行命令、调整飞行线路以及控制飞行高度，并利用无人机吊舱的传感设备、数码照相机采集拍摄的图像视频信息发送到数据中心，数据中心对图像视频信息进行分析，找到输电线路系统存在的问题，并采取有效的措施，防止输电线路故障范围进一步扩大。由此可以得出，实时通信技术关系到无人机各个系统之间信息的通信与传输，影响到无人机的巡检任务的完成。目前无人机巡检实时通讯技术主要有光纤通信技术、无线通信技术、电力电缆通信技术。

3.1光纤通信

光纤通信主要指利用光波作为传输载波（传输媒介为光纤），将信息从一处传输至另外一处的数据信息传输技术。光纤通信技术涉及了光收信机、光发信机、光缆（/光纤）、中继器、耦合剂、光缆连接器等模块。通过光纤通信技术可以在光发信机中，将需要传送的话音等信息转变为电信号，并通过放大器、判决器放大调制到光纤束上（激光器发出），在保证激光束光强度随电信号幅度/频率的波动而变化后，将电信号传输至光收信机，并在其中解调为原光信号，达到信号传递目的。光纤通信技术组网方式极其灵活，可以根据不同形式的组网要求，组成网状、树状、链状、单纤网、星形等多环向型拓扑网络结构，具有抗干扰性能强、信息实时传输频带宽、信号传输质量优异等特点。

3.2电力线通信

电力线通信技术简称为PLC，主要是利用10kV中压电力线、35kV及以上高压电力线、380/220 V低压配电线作为传输介质，进行输电线路无人机巡视检查数据信息传输的方式。首先，通过电力线加载载有信息的高频电流。其次，利用电缆线路，传输接收信息适配器，并将高频信息从电流中分离出来。最后，将分离的高频信息传输到计算机、电话中。电力线通信具有保密性能强、传输稳定性能好、通信容量大、不易受外界环境干扰等优良特点，但是因电力线通信技术成本较高，如果应用于输电线路无人机巡视检查中，需要铺设大量电缆，经济性能不佳。

3.3无线通信

无线通信主要是利用特定空间内电磁波信号自由传播的特性，将无线网络中的信息传输通道划分为若干个小规模传输信道，实现数据高频率快速转换、小规模管理控制的目的。无线通信技术包括卫星通信、微波通信2种类型，前者主要是将通信卫星作为中继站，实现地面2个或者多个移动体间的微波通信，具有传输质量好、覆盖范围广、网络无缝衔接、不受地理条件及其他因素（磁暴、核爆）约束、组网灵活、容量大的特点。但因在卫星通信网络中无线电波传输时，需要经过地球站→同步卫星→地球的流程，极易出现通信延迟及回声效应。后者为传输距离为几十千米的无线电波，因为频带宽、通信容量大，所以需要在信息交换关口设置中继站，通过中继站将数据信息加载至微波载体上，实现电波空间内的数据传输。以5G无人机对输电线路进行巡检为例，无人机除搭载外置摄像头（热成像摄像头、4/8K摄像头）外，还可连接、采集多种传感器的数据，全面感知周边环境，进行最优巡检路径规划，实现自主导航。同时利用5G网络高速率、大带宽（100Mbps级）、大规模连接、低时延的优势，将巡检高清影像实时传输至数据处理中心，地面站工作人员可以在后台远距离实时监控高清摄像头的状态，实现输电线路故障巡检的远距离专家决策。虽然无线通信技术具有不需要设置有线传输电缆、建设周期短、建设成本低、适应能力强的特点，但是其在输电线路无人机巡视检查中应用时，极易受到周边环境的影响。特别是在周边通信点存在障碍物时，极易导致通信质量受损或通信中断。

4结论

综上所述，实时通信技术是实现输电线路无人机巡视检查的关键模块，也是飞行命令发布、飞行高度控制、飞行线路调整及采集摄录信息发送的依据，直接影响了无人机内部各系统间的通信效果及巡视检查任务的完成度。因此，技术人员可以根据输电线路无人机巡视检查的需要，选择无线通信或光线通信、电力线通信技术，在无人机与地面站间搭建信息交互桥梁，保证输电线路无人机巡视检查工作的效率。

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