針對高壓輸電線路技術(shù)無人機(jī)巡檢的運(yùn)用研究

張逸群，肖春偉，郭曉飛（國網(wǎng)平頂山供電公司，河南 平頂山 467001）

針對高壓輸電線路技術(shù)無人機(jī)巡檢的運(yùn)用研究

張逸群，肖春偉，郭曉飛
（國網(wǎng)平頂山供電公司，河南 平頂山 467001）

經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，使我國對電力能源的需求不斷的增加，因此在我國大范圍內(nèi)架設(shè)高壓輸電路網(wǎng)絡(luò)，才能夠滿足社會(huì)對電力能源的實(shí)際發(fā)展需求。但是高壓輸電線路檢查與維護(hù)工作比較復(fù)雜、難度較大，為解決該問題，引入無人機(jī)巡檢技術(shù)勢在必行。

高壓輸電線路；無人機(jī)；巡檢

0　引言

高壓輸電線路電網(wǎng)檢查與維護(hù)工作對其能夠安全、可靠的運(yùn)行產(chǎn)生了直接的影響作用。但是受到高壓輸電線路網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積不斷擴(kuò)大、涉及地域地形地貌復(fù)雜性不斷提高以及各種自然惡劣天氣的影響，傳統(tǒng)人力巡檢的方式已經(jīng)無法滿足巡檢要求且危險(xiǎn)系數(shù)較大。因此，本文將對高壓輸電線路中無人機(jī)巡檢技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行簡要分析。

1　高壓輸電線路巡查狀況

我國電網(wǎng)覆蓋面積逐年的增加，特別是高壓輸電線路的敷設(shè)長度、輻射面積正在不斷的增大，加上高壓輸電線路大多分布在地形復(fù)雜的山區(qū)、荒郊野外，所以在進(jìn)行巡查的過程中給巡查的人員造成的很大的阻礙與困難。并且，高壓輸電線路極易受到自然天氣變化中狂風(fēng)、冰雪等自然惡劣天氣的影響而受到破壞。因此，為了保證高壓輸電路技術(shù)得到順利的使用，就必須在第一時(shí)間準(zhǔn)確的找到故障點(diǎn)并及時(shí)的進(jìn)行處理，若不能夠及時(shí)處理，必然會(huì)影響高壓輸電線路的正常使用。所以，選擇能夠快速探索、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)的全方位安全的巡查方式就變得迫在眉睫，面對這種現(xiàn)狀的出現(xiàn)，積極的引進(jìn)無人機(jī)巡查技術(shù)，就成為了解決該問題的關(guān)鍵所在。

2　高壓輸電線路巡查中使用無人機(jī)技術(shù)的研究設(shè)計(jì)

2.1技術(shù)分析

遙控直升機(jī)使用了常規(guī)直升機(jī)氣動(dòng)布局，能夠攜帶視圖采集設(shè)備與實(shí)施傳輸設(shè)備，可以將飛行期間收集的信息在第一時(shí)間傳送到地面監(jiān)測站，提高高壓輸電線路設(shè)備的巡視與檢修效率。當(dāng)前使用的無人機(jī)主要以四旋翼無人機(jī)為主，該型飛機(jī)的四個(gè)旋翼互相對稱，從而優(yōu)化了起降的效果。然后在無人機(jī)中安裝減震云臺(tái)與無線電傳輸設(shè)備后還可以使用微型高分辨率視圖采集器搜集高清視圖信息等，提高巡查精度。

2.2無人機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一般使用的遙控式四旋翼無人機(jī)都以遙控直升機(jī)為主體，并含有減震懸掛裝置、地面圖像監(jiān)視與操控系統(tǒng)、視圖采集器等，然后通過與地面監(jiān)控站的組合，構(gòu)成一個(gè)監(jiān)控主體。

2.3功能分析

首先是無人機(jī)功能。無人機(jī)在進(jìn)行高壓輸電線路技術(shù)的巡查中需要由專人進(jìn)行操作，待到達(dá)指定地點(diǎn)后無人機(jī)懸?；蛟谏戏奖P旋飛行，對相關(guān)線路狀況的信息進(jìn)行視圖信息收集與傳輸。在使用無人機(jī)巡查時(shí)要遵從地面監(jiān)測站的指揮，基于高壓輸電線路實(shí)況完成信息收集與傳輸工作：第一步，四旋翼無人機(jī)自主懸停于特定空間位置，而后再進(jìn)行圖像信息采集；第二步，通過調(diào)節(jié)四旋翼的航向和減振云臺(tái)，對圖像采集設(shè)備、被檢測設(shè)備的光學(xué)角度和距離進(jìn)行合理調(diào)整，完成高壓輸電線路及設(shè)備的視圖信息收集與傳輸；第三步，基于人工操作指令，對整條高壓輸電線路進(jìn)行實(shí)時(shí)飛行監(jiān)察與信息搜集。其次是地面站功能。無人機(jī)的地面基站的主要功能是協(xié)調(diào)無人機(jī)的遙控、遙測通信以及對無人機(jī)采集視圖信息的位置進(jìn)行方位引導(dǎo)與確定，做好無人機(jī)傳輸回來的信息的及時(shí)、準(zhǔn)確接受工作，做好無人機(jī)飛行狀態(tài)的控制與監(jiān)測工作。

2.4重要技術(shù)分析

首先，無人機(jī)在進(jìn)行高壓輸電線路的巡查中采用了自主懸停與導(dǎo)航飛行技術(shù)，可以精確查找高壓輸電線路跳閘后的故障點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了建立全工況體力巡查高壓輸電線路系統(tǒng)的目的。其次，四旋翼無人機(jī)的防碰撞輸電線路保護(hù)技術(shù)，有效的提高了四旋翼無人機(jī)在高壓輸電線路巡查中適應(yīng)高溫、大風(fēng)、暴雪等惡劣自然災(zāi)害天氣的巡查適應(yīng)分析能力。然后無人機(jī)巡查系統(tǒng)中通過使用實(shí)時(shí)監(jiān)控與影響防抖降噪技術(shù)，有效的提高了高壓輸電線路視圖清晰度，再通過安裝可見光視頻連接4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞?，則可以提升數(shù)據(jù)傳輸速度，增強(qiáng)實(shí)效性。最后，自主懸停和飛行控制系統(tǒng)具備自駕和手動(dòng)模式兩種工作模式，自主懸停狀態(tài)下可通過地面站的高清監(jiān)控錄像檢查線路；保留手動(dòng)模式，并能夠按照預(yù)定路線自主導(dǎo)航飛行、巡檢線路。

3　高壓輸電線路無人機(jī)巡檢技術(shù)的運(yùn)用

3.1在高壓輸電線路技術(shù)巡查中的實(shí)際運(yùn)用效果

在進(jìn)行高壓輸電線路的巡查過程中，推廣使用無人機(jī)設(shè)備，能夠達(dá)到全方位、無死角、多角度的從高空廣闊視野采集高壓輸電線路信息的目的，從而減輕高壓輸電線路工作人員巡查的強(qiáng)度、盡可能減少安全事故的發(fā)生，并進(jìn)一步的提高巡邏檢查的效率與質(zhì)量，強(qiáng)化在極端惡劣的狂風(fēng)、暴雨天氣中的實(shí)時(shí)檢查能力，減少巡檢人員涉足危險(xiǎn)環(huán)境的同時(shí)，也能夠盡可能的保障高壓輸電電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。除此之外，通過推廣無人機(jī)在高壓輸電線路巡邏中進(jìn)行廣泛使用，將進(jìn)一步降低人力資源的消耗與人力巡邏成本的支出，保證高壓輸電電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，確保故障發(fā)生的第一時(shí)間可以得到快速的解決。因此，在高壓輸電線路巡檢中引入無人機(jī)巡查技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)的巡查方式，對電力工程的發(fā)展影響深遠(yuǎn)。

3.2在高壓輸電線路中無人機(jī)巡檢技術(shù)的發(fā)展前景

首先在高壓輸電線路中引進(jìn)無人機(jī)巡檢技術(shù)，將能夠在故障發(fā)生的第一時(shí)間高效、快速、真確的找到故障位置，能夠?qū)赡芤l(fā)故障的地點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)的巡檢，提高了高壓輸電線路的穩(wěn)定性。其次，若高壓輸電電網(wǎng)的某個(gè)路段或者局域設(shè)備發(fā)生故障，無人機(jī)能夠快速對故障進(jìn)行定點(diǎn)，并且該過程成本低、速度快、效率高，操作安全、可靠。然后，無人機(jī)可以在高壓輸電線路的絕緣子或某個(gè)特定位置進(jìn)行準(zhǔn)確的對應(yīng)懸停檢查，該方法操作便捷，可以降低檢查人員的工作負(fù)擔(dān)，在一些惡劣的極端氣候環(huán)境中無人機(jī)更不會(huì)受到天氣影響，因此更具有巡檢優(yōu)勢。最后，在無人機(jī)內(nèi)部安裝的陀螺穩(wěn)定可見監(jiān)視器與紅外線成像儀設(shè)備可以承擔(dān)對高壓輸電線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測、檢測、錄像、巡檢等工作，還可以克服復(fù)雜地形地貌進(jìn)行巡邏檢查，從而避免人工檢查時(shí)發(fā)生危險(xiǎn)，也可以進(jìn)一步的提高高壓輸電線路檢查效果，確保高壓電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性不受影響。

4　結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行高壓輸電線路中引進(jìn)無人機(jī)巡檢技術(shù)，將有效的提高故障的查詢效率與處理能力，保證高壓輸電電網(wǎng)能夠穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

［1］黃俊璞，林韓，宋福根等.輸電線路上方無人機(jī)巡檢避障策略.電氣應(yīng)用，2015（23）.

［2］趙晉魯.輸電線路無人機(jī)巡檢路徑規(guī)劃研究及應(yīng)用分析.經(jīng)營管理者，2015（34）.

［3］鄭武略，張富春，焦炯等.多旋翼無人機(jī)在輸電線路巡檢中的應(yīng)用.中國電業(yè)（技術(shù)版），2016（04）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.220