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摘要：随着无人机技术的不断成熟和广泛应用，电力系统在线路运维方面已经逐渐开展无人机航拍方面的应用探索，而电力系统基建方面却较少、甚至还没有开始应用这一先进技术。本文结合当前电力建设、运维方面的部分现状，有针对性的提出在工程可行性研究、初步设计、工程验收方面广泛应用无人机技术，优化运维过程中的无人机航拍应用，以解决在电力系统建设、运维中的部分问题，提升工程建设可行性、提高设计工作效率、提高工程验收效率、以增进企业、社会效益。
关键词：无人机航拍;;电力;线路;建设;运维
一、应用无人机航拍技术，提升可研、初设阶段电力线路设计水平
对于新建输变电工程而言，电力线路无疑是很重要的组成部分。而电力线路选线工作则是电力工程建设前期规划时可行性研究工作的重要环节。线路路径选的合理、可以有效避开工矿厂区、蔬菜大棚、苗圃林场等建设不利地段，优化线路走径，避免后续线路出现颠覆性改线，提前降低工程造价风险、方便日后施工阶段合理设置放线区间，减少后续施工外部协调难度。而这有赖于设计人员全面掌握线路路径情况。
当前的可研、初设阶段的线路走径选择，一般由设计人员现场巡线、踩点，然后结合地理信息系统，在地图上标注关键塔位信息，最终在地图上确定线路走径。然而这种工作方法因为应用的地图实时性不强，以及工作人员现场勘查一般仅仅以地面视角进行，所以拍照留存现场影响资料仅能以各个地面角度形成的孤立点的视角呈现、而难以反映线路全面、全域更广的范围的整体情况。而输电线路的特点就是点多面广，线路长度往往较长、地面附着物、跨越物较多，甚至经过山区、丘陵等特殊地形，而以地面视角的现场勘测，对全线路整体性情况的反映，比如：全线跨越障碍、林木数量、大棚数量情况等难以做到精准全面掌握，给后续设计的现场实物统计、工程量清单计列工作造成困难。而上述附着物在工程量清单统计精准度高低水平，直接会影响工程可研、初设的实际造价，应当列足的没有列足，会造成工程造价不满足实际需求，给后续施工造成困难[1]。
应用无人机航拍技术就可以在更高、更广阔的视角范围，全程或者重点记录拟选线路全貌，清晰地呈现线路下方所经过的地形、地貌，及时修正拟建设路径，避免颠覆性路由出现，及时避开建设难度较大的施工区域，便于设计者统计线路经过的跨越物、林木数量，在可行性研究阶段即全面地列出现场实际的附着物清单，便于设计技经人员列足现场施工费用，也为后续施工赔偿留存第一手影像资料，为后续施工打下坚实的基础[2]。
二、运用无人机航拍技术，提升线路建设过程环节质量验收效果
当前电力线路的验收一般有铁塔组立前的基础验收，导地线架设前的铁塔验收、工程投运前阶段等关键验收环节程序。除了基础验收阶段不涉及高空的铁塔塔材、导地线附件等设备材料验收之外，另外两个阶段的验收时，因为铁塔、导地线、附件均已经安装完成，所以均涉及到使用望远镜或登高、走线验收作业。对于110千伏线路、220千伏线路因为导线为单根、两根子导线，难以采取走线形式验收，只有在500千伏及以上线路时，才有可能采取走线验收。无论使用望远镜，或走线验收，因为验收人员视角原因、光线原因、人员力量等原因，均无法短时间内对验收区域全面覆盖，所以验收效率不高。为了提高验收效率、效果，验收人员往往分成多个验收小组，同时分区域开展此项作业。
随着《中华人民共和国国家安全生产法》、《刑法修正案》、《输变电工程建设施工安全风险管理规程》等国家、行业安全法律、法规的颁布实施，电力建设行业面临的安全生产压力随之逐渐增大。电力铁塔高度根据现场实际情况，电压等级从35千伏到1000千伏不等，铁塔高度从几十米到上百米不一，高度越高，攀爬时间越长，作业人员暴露的时间越长。一般的铁塔、线路验收，在地面使用望远镜不能有效确定是否识别铁塔、附件、导线存在缺陷的情况下，就需要人工登塔从高空识别[3]。而这无疑增加了工作量和工作难度。对于较长、过长的线路，这种人工查找问题缺陷的验收方式，显得费时、费力，无形中也加大了安全风险。
使用无人机航拍技术，可以较好地解决人工检查现场缺陷过程中费时、费力、安全风险较大这一问题。应用无人机航拍，对于线路长度为50米，十几公里的线路而言，四五天即可完成全线路逐基拍照检查，而且拍照角度全面、照片清晰度高，可以清楚地分辨螺丝数量、垫片数量、开口销角度等细节信息。通过地面人为控制逐基航拍，从高空近距离对铁塔进行多角度、不同方位拍照，照片清晰度很高，通过导出的线路照片即可从电脑上查看、判定施工质量是否存在问题，关键是发现确认缺陷过程中不需登塔核查，且大大降低了安全作业风险，也便于现场缺陷后续有针对性地处理[4]。
三、优化无人机航拍巡检，提升无人机线路巡检效率
在以往的巡视过程中，无人机巡检是对绝缘串与导地线和杆塔的连接部位以及各类金具等进行检测，但并没有形成一套规整有法的巡视方法，巡视路径及巡视部位受无人机操作员的个人技能和巡视习惯影响，这样很容易遗漏掉关键检测部位，留下安全隐患。可结合日常巡视经验和无人机巡视特点，针对不同塔型杆塔本体巡视，遵循不留死角、飞必到位的原则，依据不同塔型科学选取、固化多个拍摄点。一般情况下，拍摄点均为杆塔与导地线、杆塔与绝缘串以及导地线与绝缘串连接部位，这些地方也是杆塔最容易出现故障的部位[5]。
目前无人机巡视主要采用高性能锂电池作为动力来源，由于锂电池容量有限且受限于无人机载荷，导致多旋翼无人机续航时间较短，必须合理规划巡检路线，避免无效飞行。为提高无人机巡检的效率和安全性，可以制定出科学合理的拍摄飞行路径和拍摄方法，在满足安全飞行的条件下可以巡视所有巡检点且飞行路程最短的路径。
针对目前日益增加的线路走廊内施工、树害等问题，结合无人机自身巡视特点，对输电线路杆塔中杆塔大小号侧通道以及纵向左右侧两个方向进行巡视。在杆塔大、小号侧通道处各拍摄通道1张，要求看到前杆塔电气部分、后杆塔全部及通道情况，飞行高度在最下层导线挂点与弧垂最低点之间。同时拍摄杆塔左、右侧通道内的运行情况，做到全方位、无死角的对杆塔通道运行情况进行掌控。
四、结语
无人机航拍技术应用到输电线路可行性研究、初步设计、工程建设、运维管理中，是社会行业精益化发展的必然需求。通过上述应用，可以为电力线路立项的可行性研究提供更精准、更全面的数据呈现，将线路问题质量控制关口前移到线路建设过程中，并提供更高效、更安全的手段，为线路日常運维巡检保质、保量完成，降低工作强度、缓解了线路运维安全生产压力方面，提供了强有力的支撑。
参考文献
[1]高杉.面向电力线路走廊监测的复合式无人机一体化控制研究[D]. 北方工业大学.2020.
[2]冯钦华，胡金磊.浅谈输电线路监测方法[J].通信电源技术. 2017（06）.
[3]王博.基于深度视觉的无人机自主巡检系统研究[D]. 大连理工大学.2020.
[4]苏宗峰，葛留兵，陆大治. 无人机测量在山区输电线路设计中的应用[J].通讯世界. 2017（19）.
[5]陈适，金泉.探究输电巡检中无人机技术的应用[J].建材与装饰. 2020（03）.
关键词：无人机航拍;;电力;线路;建设;运维
一、应用无人机航拍技术，提升可研、初设阶段电力线路设计水平
对于新建输变电工程而言，电力线路无疑是很重要的组成部分。而电力线路选线工作则是电力工程建设前期规划时可行性研究工作的重要环节。线路路径选的合理、可以有效避开工矿厂区、蔬菜大棚、苗圃林场等建设不利地段，优化线路走径，避免后续线路出现颠覆性改线，提前降低工程造价风险、方便日后施工阶段合理设置放线区间，减少后续施工外部协调难度。而这有赖于设计人员全面掌握线路路径情况。
当前的可研、初设阶段的线路走径选择，一般由设计人员现场巡线、踩点，然后结合地理信息系统，在地图上标注关键塔位信息，最终在地图上确定线路走径。然而这种工作方法因为应用的地图实时性不强，以及工作人员现场勘查一般仅仅以地面视角进行，所以拍照留存现场影响资料仅能以各个地面角度形成的孤立点的视角呈现、而难以反映线路全面、全域更广的范围的整体情况。而输电线路的特点就是点多面广，线路长度往往较长、地面附着物、跨越物较多，甚至经过山区、丘陵等特殊地形，而以地面视角的现场勘测，对全线路整体性情况的反映，比如：全线跨越障碍、林木数量、大棚数量情况等难以做到精准全面掌握，给后续设计的现场实物统计、工程量清单计列工作造成困难。而上述附着物在工程量清单统计精准度高低水平，直接会影响工程可研、初设的实际造价，应当列足的没有列足，会造成工程造价不满足实际需求，给后续施工造成困难[1]。
应用无人机航拍技术就可以在更高、更广阔的视角范围，全程或者重点记录拟选线路全貌，清晰地呈现线路下方所经过的地形、地貌，及时修正拟建设路径，避免颠覆性路由出现，及时避开建设难度较大的施工区域，便于设计者统计线路经过的跨越物、林木数量，在可行性研究阶段即全面地列出现场实际的附着物清单，便于设计技经人员列足现场施工费用，也为后续施工赔偿留存第一手影像资料，为后续施工打下坚实的基础[2]。
二、运用无人机航拍技术，提升线路建设过程环节质量验收效果
当前电力线路的验收一般有铁塔组立前的基础验收，导地线架设前的铁塔验收、工程投运前阶段等关键验收环节程序。除了基础验收阶段不涉及高空的铁塔塔材、导地线附件等设备材料验收之外，另外两个阶段的验收时，因为铁塔、导地线、附件均已经安装完成，所以均涉及到使用望远镜或登高、走线验收作业。对于110千伏线路、220千伏线路因为导线为单根、两根子导线，难以采取走线形式验收，只有在500千伏及以上线路时，才有可能采取走线验收。无论使用望远镜，或走线验收，因为验收人员视角原因、光线原因、人员力量等原因，均无法短时间内对验收区域全面覆盖，所以验收效率不高。为了提高验收效率、效果，验收人员往往分成多个验收小组，同时分区域开展此项作业。
随着《中华人民共和国国家安全生产法》、《刑法修正案》、《输变电工程建设施工安全风险管理规程》等国家、行业安全法律、法规的颁布实施，电力建设行业面临的安全生产压力随之逐渐增大。电力铁塔高度根据现场实际情况，电压等级从35千伏到1000千伏不等，铁塔高度从几十米到上百米不一，高度越高，攀爬时间越长，作业人员暴露的时间越长。一般的铁塔、线路验收，在地面使用望远镜不能有效确定是否识别铁塔、附件、导线存在缺陷的情况下，就需要人工登塔从高空识别[3]。而这无疑增加了工作量和工作难度。对于较长、过长的线路，这种人工查找问题缺陷的验收方式，显得费时、费力，无形中也加大了安全风险。
使用无人机航拍技术，可以较好地解决人工检查现场缺陷过程中费时、费力、安全风险较大这一问题。应用无人机航拍，对于线路长度为50米，十几公里的线路而言，四五天即可完成全线路逐基拍照检查，而且拍照角度全面、照片清晰度高，可以清楚地分辨螺丝数量、垫片数量、开口销角度等细节信息。通过地面人为控制逐基航拍，从高空近距离对铁塔进行多角度、不同方位拍照，照片清晰度很高，通过导出的线路照片即可从电脑上查看、判定施工质量是否存在问题，关键是发现确认缺陷过程中不需登塔核查，且大大降低了安全作业风险，也便于现场缺陷后续有针对性地处理[4]。
三、优化无人机航拍巡检，提升无人机线路巡检效率
在以往的巡视过程中，无人机巡检是对绝缘串与导地线和杆塔的连接部位以及各类金具等进行检测，但并没有形成一套规整有法的巡视方法，巡视路径及巡视部位受无人机操作员的个人技能和巡视习惯影响，这样很容易遗漏掉关键检测部位，留下安全隐患。可结合日常巡视经验和无人机巡视特点，针对不同塔型杆塔本体巡视，遵循不留死角、飞必到位的原则，依据不同塔型科学选取、固化多个拍摄点。一般情况下，拍摄点均为杆塔与导地线、杆塔与绝缘串以及导地线与绝缘串连接部位，这些地方也是杆塔最容易出现故障的部位[5]。
目前无人机巡视主要采用高性能锂电池作为动力来源，由于锂电池容量有限且受限于无人机载荷，导致多旋翼无人机续航时间较短，必须合理规划巡检路线，避免无效飞行。为提高无人机巡检的效率和安全性，可以制定出科学合理的拍摄飞行路径和拍摄方法，在满足安全飞行的条件下可以巡视所有巡检点且飞行路程最短的路径。
针对目前日益增加的线路走廊内施工、树害等问题，结合无人机自身巡视特点，对输电线路杆塔中杆塔大小号侧通道以及纵向左右侧两个方向进行巡视。在杆塔大、小号侧通道处各拍摄通道1张，要求看到前杆塔电气部分、后杆塔全部及通道情况，飞行高度在最下层导线挂点与弧垂最低点之间。同时拍摄杆塔左、右侧通道内的运行情况，做到全方位、无死角的对杆塔通道运行情况进行掌控。
四、结语
无人机航拍技术应用到输电线路可行性研究、初步设计、工程建设、运维管理中，是社会行业精益化发展的必然需求。通过上述应用，可以为电力线路立项的可行性研究提供更精准、更全面的数据呈现，将线路问题质量控制关口前移到线路建设过程中，并提供更高效、更安全的手段，为线路日常運维巡检保质、保量完成，降低工作强度、缓解了线路运维安全生产压力方面，提供了强有力的支撑。
参考文献
[1]高杉.面向电力线路走廊监测的复合式无人机一体化控制研究[D]. 北方工业大学.2020.
[2]冯钦华，胡金磊.浅谈输电线路监测方法[J].通信电源技术. 2017（06）.
[3]王博.基于深度视觉的无人机自主巡检系统研究[D]. 大连理工大学.2020.
[4]苏宗峰，葛留兵，陆大治. 无人机测量在山区输电线路设计中的应用[J].通讯世界. 2017（19）.
[5]陈适，金泉.探究输电巡检中无人机技术的应用[J].建材与装饰. 2020（03）.