電力輸電線路巡檢中無人機的應(yīng)用

王賀

摘要：隨著社會的發(fā)展，人們對電力資源的需求在日益增多，電力輸電線路的建設(shè)規(guī)模也在不斷擴大，給電力線路的巡檢工作帶來了巨大挑戰(zhàn)。無人機技術(shù)的應(yīng)用大大解決了這一難題，在監(jiān)測線路故障，保障電力線路的正常運行方面發(fā)揮著重要作用。

關(guān)鍵詞：輸電線路;巡檢;無人機

引言

為了滿足人們的電力需求，電力輸電線路不斷增多，分布范圍越來越廣泛，許多輸電線路都位于地勢復(fù)雜、環(huán)境惡劣區(qū)域，這大大增加了電力輸電線路的故障發(fā)生幾率。為了確保電力的正常供應(yīng)，就必須要對這些輸電線路進行及時的修復(fù)或更換，因此，確保電力輸電線路的巡檢工作的高效性是非常重要的。無人機在電力輸電線路巡檢工作中有著巨大的應(yīng)用優(yōu)勢，其能夠有效代替人來進行電力輸電線路巡檢，使巡檢人員能夠通過無人機來檢查輸電輸線的故障情況，從而大大減少了登塔高空作業(yè)，有效減輕了巡檢人員的工作強度。

1無人機巡檢技術(shù)概述

電力巡檢工作主要負(fù)責(zé)及時、準(zhǔn)確的巡視監(jiān)測電力線路、附屬設(shè)備的運行狀態(tài)及電力線路周邊的環(huán)境，排查故障、排除安全隱患，確保輸電線路安全。電力巡檢的傳統(tǒng)方法為人工巡檢，巡檢的工作人員通過輔助設(shè)備巡視電力線路和相關(guān)設(shè)備。該方式不僅效率低，且在進行高危作業(yè)、面對各種惡劣環(huán)境時，工作人員的人身安全也受到了較大的威脅。以人工巡檢為主的巡檢方式工作量大、效率低、成本高，已不能適應(yīng)如今電力發(fā)展建設(shè)的需求。因此，需要更為高效、安全、低成本的方式實現(xiàn)電力巡檢作業(yè)。

無人機是由無線控制、操作的不載人飛行器，其成本較低、空域限制小，且能夠完成載人飛機不宜執(zhí)行的航拍任務(wù)。因此，無人機能夠為電力巡檢提供低成本、高性能、高穩(wěn)定性的專業(yè)航空攝影飛行平臺。傾斜攝影測量技術(shù)具有高精度、全方位、真實性等優(yōu)點，能夠根據(jù)多個視角的全方位觀察，更為真實地展現(xiàn)出實際地物的情況，得到更高精度的有用信息。此外，其還能通過定位、融合、建模等技術(shù)得到真實的三維模型。

固定翼無人機、無人直升機和多旋翼無人機為常用電力專用無人機，其各有優(yōu)缺點，應(yīng)用于不同的巡線場合。固定翼無人機飛行速度快，續(xù)航時間長，但不能懸停于空中，適用于進行輸電線路通道大范圍、長距離巡檢。無人直升機飛行靈活，能快速準(zhǔn)確的進行輸電線路作業(yè)，現(xiàn)已基本運用到對輸電線路通道環(huán)境監(jiān)測，交叉跨越復(fù)核檢查，重要隱患監(jiān)控等方面的巡視工作。多旋翼無人機最大的特點便是能垂直起降，飛行控制靈活，穩(wěn)定性高，可應(yīng)用在電氣線路設(shè)備的參數(shù)收集、故障查找等任務(wù)中。在故障段確定的情況下，多旋翼無人機能在接近線路處進行空中懸停，完成輸電線路桿塔設(shè)備、絕緣子等定點目標(biāo)的精益化巡檢工作?？偨Y(jié)以上各類無人機的優(yōu)缺點與當(dāng)前電力生產(chǎn)工作實際相結(jié)合，架空輸電線路的巡線建議使用固定翼無人機搭配小型旋翼機或無人直升機進行。而固定翼無人機和無人機直升機的價格相對較高，基于巡線頻率與性價比綜合考慮，價格便宜且操控靈活的小型旋翼機是現(xiàn)階段最值得推廣的機型.

2電力輸電線路人工巡檢中無人機的應(yīng)用研究

2.1電力輸電線路全方位巡檢中的應(yīng)用

無人機巡航系統(tǒng)則指利用無人機搭載可見光、紅外等檢測設(shè)備，完成架空輸電線路巡檢任務(wù)的作業(yè)系統(tǒng)，包括無人機分系統(tǒng)（通過遙控指令完成飛行任務(wù)的無人機系統(tǒng)）、任務(wù)載荷系統(tǒng)（完成檢測、采集和記錄架空輸電線路信息等特定任務(wù)功能的系統(tǒng)）、綜合保障系統(tǒng)（保障無人機巡檢系統(tǒng)正常工作的設(shè)備和工具的集合）。

無人機線路巡檢過程中，一方面需接收來自地面控制中心的控制信號，以實現(xiàn)導(dǎo)航、巡線、避障等工作;另一方面需把巡檢過程中拍攝的照片、巡檢的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降孛嫘畔⑻幚碇行?。無人機線路巡檢過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)很龐大，僅依靠存儲設(shè)備不能滿足其要求，往往需要將這些數(shù)據(jù)傳到地面信息處理中心，所以能否及時、有效、正確地將巡檢的數(shù)據(jù)傳回，直接影響到無人機線路巡檢的質(zhì)量。輸電線路常布設(shè)在人跡罕至的區(qū)域，其地理位置復(fù)雜，地形變化多樣，高山、樹林、建筑、高壓輸電線路的電磁干擾物對無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸具有很大的影響，因此建立一個安全、可靠、通信能力強的無線傳輸通道非常重要。

2.2電力輸電線路異物清除中的應(yīng)用

在電力輸電線路巡檢工作中，經(jīng)常會遇到輸電線路中存在異物的情況，如果不將這些異物進行及時的清除，便可能會引起輸電線路故障，甚至還會因此而發(fā)生觸電事故。巡檢人員經(jīng)常需要通過人工的方式來清除異物，這大大增加了巡檢人員的安全風(fēng)險，無人機的出現(xiàn)，使其在電力輸電線路的異物清除中發(fā)揮著重要的作用，在應(yīng)用無人機清除輸電線路中的異物時，傳統(tǒng)的方法是在無人機的機載部分搭載激光二級管模組，通過光線的聚焦作用來燒斷異物，考慮到激光二極管模組所發(fā)射的激光是平行的，因此需要利用凸透鏡來聚焦光線，并且光線的聚焦點需要準(zhǔn)確的落在異物之中，在燒斷異物過程中，巡檢人員需要確保無人機和周邊的帶電設(shè)備能夠保持一定的距離，而且異物在受到風(fēng)力的作用下會晃動，這也使巡檢人員在操控?zé)o人機來清除異物時存在較大的難度，異物清除的效率較低。通過對傳統(tǒng)的無人機清除異物方法進行改進，將電涯、激光模組以及控制模塊在多旋翼無人機中進行搭載，并由巡檢人員通過云臺攝像頭來觀察異物所在位置，通過對無人機的位置進行調(diào)整，能夠使激光模組的焦點正好處于異物位置，此時巡檢人員便可利用GPRS遠(yuǎn)程控制繼電器來開啟激光模組，從而使模組發(fā)射的激光能夠很快燒斷異物，進而實現(xiàn)對電力輸電線路中異物的快速清除。

3無人機在電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)用前景展望

全面推廣無人機作業(yè)核心技術(shù)。實現(xiàn)無人機巡檢100%覆蓋所有輸電線路，輸電線路無人機巡檢管控系統(tǒng)100%覆蓋所有運維單位。持續(xù)完善輸電線路無人機作業(yè)管理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，完善總部運檢管控系統(tǒng)中無人機子模塊;拓展數(shù)據(jù)應(yīng)用中心容量及功能，結(jié)合新技術(shù)發(fā)展趨勢滾動更新巡視及檢修作業(yè)模式，實現(xiàn)全自動、智能化線路運行管控。加快復(fù)合型運檢人員培育。推動無人機培訓(xùn)體系不斷完善，一方面根據(jù)國家法律法規(guī)和相關(guān)政策，推進無人機基礎(chǔ)技能培訓(xùn)工作，為合法合規(guī)開展無人機巡檢作業(yè)奠定基礎(chǔ);另一方面立足電網(wǎng)巡檢需要，深化無人機崗位技能培訓(xùn)工作，切實提高巡檢人員綜合技能水平，促進傳統(tǒng)運檢隊伍向復(fù)合型運檢隊伍的轉(zhuǎn)變。推動人工智能技術(shù)在無人機系統(tǒng)領(lǐng)域的融合應(yīng)用。使無人機具備智能控制、整合空域和適應(yīng)環(huán)境的能力，實現(xiàn)人工智能與無人機的共同發(fā)展。

結(jié)語

總而言之，在電力輸電線路巡檢工作中，無人機有著巨大的應(yīng)用優(yōu)勢，有效代替了人來進行高效準(zhǔn)確的巡檢工作，大大減輕了巡檢人員的工作強度，并且可對輸電線路的故障點進行準(zhǔn)確快速的排查，降低了人力物力的投入，有效保障了電力輸電線路巡檢工作的安全，大大促進了電力領(lǐng)域的技術(shù)革新。

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