無人機巡檢輸電線路技術的應用分析

陳天添

摘 要：隨著電力企業(yè)體制改革的不斷深入，供電企業(yè)加強對輸電線路的檢修和維護，提高輸電線路供電的穩(wěn)定性和安全性具有十分重要的意義。在輸電線路中采用無人機巡檢，可以快速、準確地實現對故障的搶修和維護，保證電力系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行。從電力系統(tǒng)運行的角度分析了無人機巡檢輸電線路技術的實際應用效果。

關鍵詞：無人機；巡檢；輸電線路；遙控直升機

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.154

在當前形勢下，電力企業(yè)的體制改革已取得了一定的成效，供電服務范圍進一步擴大，輸電線路的分布也越來越廣。由于各地區(qū)的自然環(huán)境具有一定的差異性，因此，采用人工方式對輸電線路進行日常巡檢已遠遠達不到要求。而采用無人機巡檢可以在第一時間查明故障位置，且不會受到地形條件的影響，同時，還可以實現多角度、全方位的巡檢，進而從整體上掌握輸電線路的運行狀況?？梢?，無人機的應用對于電力企業(yè)的輸電線路巡檢工作具有重要意義。

1 無人機的研究設計分析

當前，在輸電線路巡檢中，應用最為廣泛的是遙控直升機和四旋翼無人機。應用無人機對輸電線路進行全方位的巡視，可以迅速、準確地判斷故障的發(fā)生點，大大提高巡視工作的效率。從產生和自身結構來看，無人機是先進科學技術創(chuàng)新研究的產物，它的形成主要涉及以下幾方面。

1.1 技術方面

遙控直升機采用的是普通直升機的氣動布局，一般可以攜帶圖像采集和實時傳輸設備，在飛行過程中，可以將所“看”到的各種信息通過傳輸設備及時傳輸到監(jiān)控中心，從而大大提高輸電設備巡視、檢修工作的效率。四旋翼無人機的氣動布局結構是4個旋翼相互對稱分布。這種結構設置使其具有較高的起降能力。此外，四旋翼無人機還安裝有減振云臺和無線傳輸設備，在對輸電線路進行巡檢時，可以利用微型高分辨率的圖像采集設備獲得高清信息，并將所獲信息及時傳輸到監(jiān)控中心。

1.2 自身系統(tǒng)構成方面

遙控式無人機的構成主體是遙控直升機的本體。此外，遙控直升機還包括減振懸掛裝置、信息采集和傳輸設備、地面圖像的監(jiān)視和操控系統(tǒng)等。四旋翼無人機主要由本體和地面監(jiān)控站構成。

1.3 功能方面

1.3.1 無人機的功能分析

應用遙控直升機巡檢的工作流程是由人工進行遙控飛行或者懸停在輸電線路的上空，而后再利用信息采集設備對線路的圖像信息進行實時采集和傳輸；應用四旋翼無人機巡檢的工作流程是在地面站的引導下，根據輸電線路的布設狀況進行信息的采集和傳輸。具體來說，分為以下幾個步驟：①四旋翼無人機自主懸停于特定空間位置，而后再進行圖像信息采集；②通過調節(jié)四旋翼的航向和減振云臺，對圖像采集設備、被檢測設備的光學角度和距離進行合理調整，實現對輸電線路設備圖像的實時采集和傳輸；③根據人工操作的各項指令進行控制，而后沿輸電線路進行飛行式觀測和信息采集。

1.3.2 地面站的功能分析

四旋翼無人機地面站的基本功能包括與四旋翼無人機協(xié)調進行遙控、遙測通信，對四旋翼無人機的圖像信息采集位置的確定起引導作用，實時接收和整理分析無人機所獲得的輸電線路信息，實時操作、控制無人機的飛行狀態(tài)和云臺狀態(tài)。

1.4 關鍵技術要點和創(chuàng)新點的分析

無人機巡檢輸電線路的關鍵技術要點和創(chuàng)新點主要包括以下幾個：①四旋翼無人機具有自主懸停、自主導航飛行的特點，可以進行輸電線路跳閘后的故障點查找，并在此基礎上，構建一個完整的輸電線路全過程立體式的巡檢系統(tǒng)。②四旋翼無人機的另一個功能就是可以對輸電線路起到防碰撞保護作用，用于輸電線路的巡視和檢測，同時，還可以對嚴重自然災害下的輸電線路起到保護作用，比如常見的大風、暴雨等。③地面實時監(jiān)控技術和圖像防抖降噪技術在輸電線路巡檢中的應用。無人機所配備的可見光視頻可以在網絡信息技術的作用下及時傳輸到監(jiān)控中心。④對四旋翼無人機一體化設計和輸電線路的快速檢測系統(tǒng)進行優(yōu)化，有效解決流線型機身的碳纖維制作工藝問題，進而解決鋰電池的選型、旋翼的升力、電機的選型和空氣動力等相關問題。⑤自主懸停和飛行控制系統(tǒng)具有自駕和手動兩種工作模式。在自主懸停的狀態(tài)下，無人機不僅可以通過地面站的高清錄像檢查線路，并保留手動模式，還可以按照既定的路線進行自主導航的飛行和巡檢。

2 無人機的應用分析

2.1 實際應用效果

在輸電線路的巡檢中，應用無人機可以實現多角度、全方位的高空信息采集，有效降低架空輸電線路巡檢工作的強度，減少安全隱患，促進巡檢效率和質量的提高，尤其是在惡劣的環(huán)境中，比如在鐵塔打滑時，無人機可以代替人工蹬桿和走線，進而保障了電網的安全、穩(wěn)定運行。另外，應用無人機可以大大降低巡檢工作的成本，為生產生活用電提供保障?？梢姡瑹o人機的應用對當前電力企業(yè)的輸電線路巡檢工作具有重要意義。

2.2 無人機的發(fā)展前景

無人機的發(fā)展前景可以概括為以下幾點：①在高壓輸電線路中，可快速、準確地查找故障點，并對存在的可疑故障點進行高效、合理的巡檢，是高壓輸電線路穩(wěn)定運行的保障。②在輸電線路具體的某個路段或局部設備中，可以快速對故障進行巡檢，成本低、效率高，具有較好的安全性和技術性。③可以智能化定點懸停在輸電線路金具和絕緣子的上方進行局部檢測，操作簡單，從而減少人工巡檢的任務量和時間，尤其是在環(huán)境條件惡劣的輸電線路中，無人機的優(yōu)勢更為明顯。④無人機所具有的陀螺穩(wěn)定可見監(jiān)視器和紅外線成像儀設備不僅能夠對輸電線路起到錄像和檢測的作用，實現自動巡檢，還能夠有效解決地形巡視困難等問題，進一步降低人工巡檢的潛在危險性，提高輸電線路的運行質量。

3 總結

電力在現代社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，是國民經濟健康、穩(wěn)定發(fā)展的保障。在科技的推動下，將無人機應用于輸電線路巡檢中，可以大大提高輸電線路的運行效率和質量，并進一步提升其運行的可靠性和穩(wěn)定性。因此，電力企業(yè)要加大對無人機的應用和研究力度，提升其實際應用效果。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕