多旋翼無(wú)人機(jī)在電力巡線中的應(yīng)用

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國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司合肥供電公司， 安徽合肥 ?230000

摘要：架空電力線路覆蓋區(qū)域廣、環(huán)境復(fù)雜。目前主流的巡線方法是用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行人工巡線，效率低，耗時(shí)長(zhǎng)，受地形限制大。而多旋翼無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為電力巡線提供了新的研究方向。目前國(guó)內(nèi)外電力領(lǐng)域?qū)τ跓o(wú)人機(jī)應(yīng)用于電力巡線的研究，主要有采用固定翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行線路設(shè)計(jì)前的勘查工作以及進(jìn)行線路通道狀態(tài)的巡視工作。各網(wǎng)省公司近年來(lái)針對(duì)電力巡線也推出了一些無(wú)人機(jī)項(xiàng)目，大多是與無(wú)人機(jī)廠商達(dá)成合作，租用或者選購(gòu)其無(wú)人機(jī)成品進(jìn)行線路巡視，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：多旋翼無(wú)人機(jī);電力巡線;應(yīng)用

一、無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介

無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱無(wú)人機(jī)，英文簡(jiǎn)寫為“UAV”。無(wú)人機(jī)具有小巧便攜，造價(jià)不高，操控性好和受地形影響小等優(yōu)點(diǎn)，使其能適用于線路的巡視工作，由于無(wú)人機(jī)的應(yīng)用，在日常工作中大大地提高了線路巡視工作的效率和故障查找的效率。無(wú)人機(jī)還可以攜帶普通可見光攝像頭、高倍數(shù)攝像頭、紅外熱成像儀、激光雷達(dá)或噴火機(jī)等設(shè)備，由操作人員進(jìn)行相應(yīng)的操作，完成相應(yīng)工作。

二、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

第一，同人工巡線方式相比，其不會(huì)受到地形方面的限制，能夠以近距離、多角度的方式對(duì)金具、絕緣子以及導(dǎo)地線等設(shè)備進(jìn)行觀察，以此實(shí)現(xiàn)巡線效率的有效提升。同時(shí)，也能夠有效的實(shí)現(xiàn)巡檢信息的異地分析，在對(duì)人工勞動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行減少的基礎(chǔ)上有效降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn);第二，在實(shí)際巡檢當(dāng)中，不容易氣候條件以及地理環(huán)境因素的限制。對(duì)于部分人員難以抵達(dá)的區(qū)段、或者可能受到自然災(zāi)害影響的區(qū)段，通過無(wú)人機(jī)的應(yīng)用則能夠有效的進(jìn)行故障以及日常巡檢工作，具有較高的機(jī)動(dòng)性以及安全性。

三、小型多旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用到輸電線路巡檢中的模塊配置

（一）高速成像模塊

高速成像模塊主要是無(wú)人機(jī)在飛行的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸電線路圖像的采集，通過具有較高分辨率的可見光相機(jī)能夠拍攝一些可見光圖像。這樣就能夠觀測(cè)到架空輸電線路中存在的一些絕緣子雷擊、斷股以及導(dǎo)線毛刺等情況。為了提高無(wú)人機(jī)巡檢的質(zhì)量，對(duì)可見光傳感器也提出了更多的技術(shù)要求，包括：能夠有自動(dòng)對(duì)焦功能、拍攝的速度要高于25幀/s，并且具有4倍的光學(xué)變焦功能，其能夠連續(xù)的可調(diào)，有效的像素?cái)?shù)要高于1000萬(wàn)。

（二）紅外、紫外傳感器模塊

對(duì)于輸電線路出現(xiàn)的導(dǎo)線接頭、線夾等部位的發(fā)熱故障，可以通過紅外成像傳感模塊進(jìn)行檢測(cè)。因此，使用無(wú)人機(jī)對(duì)架空輸電線路進(jìn)行巡檢的時(shí)候，可以搭載紅外成像傳感模塊。同時(shí)還需要遵循一定的要求，包括：具有自動(dòng)對(duì)焦功能;有效像素?cái)?shù)要高于30萬(wàn);能夠得出熱圖數(shù)據(jù)并且能夠?qū)С?，能夠?qū)τ绊懼袦囟茸罡唿c(diǎn)的數(shù)值以及位置進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

對(duì)于輸電線路以及電氣設(shè)備出現(xiàn)的電暈放電情況，可以通過紫外成像傳感模塊進(jìn)行監(jiān)測(cè)。將紫外成像傳感模塊搭載到小型多旋翼無(wú)人機(jī)上，需要遵循一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括：體積較小;質(zhì)量要低于1.5KG;具有較高的探測(cè)靈敏度;能夠獲取到光子技術(shù)信息;能夠兼顧可見光模塊的功能，巡檢一些比較常見的故障。

（三）激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)模塊

機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量作業(yè)生產(chǎn)環(huán)境主要包括航攝設(shè)計(jì)、航攝數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、激光數(shù)據(jù)分類、安全距離分析、數(shù)字高程模型、三維模型制作等。

基于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的激光雷達(dá)輸電通道巡檢技術(shù)實(shí)現(xiàn)了線路本體和廊道地形地物高精度激光點(diǎn)云、光學(xué)影響數(shù)據(jù)的同步采集、半自動(dòng)處理、故障診斷和預(yù)警，可實(shí)現(xiàn)通道環(huán)境安全監(jiān)測(cè)。通過將激光雷達(dá)電力巡檢和電力線路設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)輸電通道高精度還原和三維仿真分析，有效提高輸電線路信息化管理水平。

四、多旋翼無(wú)人機(jī)在電力巡線中的典型應(yīng)用

（一）準(zhǔn)備階段

多旋翼無(wú)人機(jī)受環(huán)境因素影響，所以多旋翼無(wú)人機(jī)在工作之前，對(duì)所需要巡檢的輸電線路所在地區(qū)的地理環(huán)境進(jìn)行充分了解，主要包括風(fēng)速，空氣質(zhì)量以及天氣狀況，在對(duì)這些因素進(jìn)行充分了解之后，獲取巡檢輸電線路桿塔坐標(biāo)和高度，對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)的巡航范圍以及巡航路線進(jìn)行明確規(guī)定，保證多旋翼無(wú)人機(jī)的安全飛行，還有就是安全管控方案和應(yīng)急方案的制定，這一點(diǎn)是非常重要的，在現(xiàn)在多旋翼無(wú)人機(jī)輸電線路巡檢中有很大一部分事故的出現(xiàn)就是由于準(zhǔn)備不充分，沒有一個(gè)較為完全的安全管控方案和應(yīng)急方案造成的，所以在以后多旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)輸電線路的巡檢過程中一定要主義對(duì)應(yīng)變方案和安全管控方案的制定，保證能夠及時(shí)的解決多旋翼無(wú)人機(jī)在輸電線路的巡檢過程中出現(xiàn)的問題，保證巡檢過程的順利進(jìn)行。

（二）實(shí)施階段

在多旋翼無(wú)人機(jī)的巡檢準(zhǔn)備工作完成之后，緊接著進(jìn)入實(shí)施階段，這一階段是非常重要的，在多旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)輸電線路的巡檢過程中，包括操控手，程控手以及任務(wù)手，在實(shí)施過程中所有參與多旋翼無(wú)人機(jī)巡線的工作人員都應(yīng)該進(jìn)行提前的技術(shù)培訓(xùn)，而且在實(shí)際操作過程中應(yīng)該嚴(yán)格按照作業(yè)流程展開工作，還有就是各個(gè)職位的工作人員之間的相互配合，這一點(diǎn)也是非常重要的，在巡線過程中，工作人員之間一定要進(jìn)行交流溝通，加強(qiáng)之間的相互配合度，提高多旋翼無(wú)人機(jī)的飛行穩(wěn)定性和安全性。

（三）巡線數(shù)據(jù)的處理

在多旋翼無(wú)人機(jī)巡線完成之后就是對(duì)所采集數(shù)據(jù)的處理，在現(xiàn)在的巡線處理工作中一般采用的方式還是人工處理，工作人員對(duì)巡線全程進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)收集的輸電線路圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過分析找出輸電線路中存在的問題，由于多旋翼無(wú)人機(jī)的飛行巡線工作受天氣環(huán)境因素很大，一旦遇上大霧，大風(fēng)天氣對(duì)收集的結(jié)果會(huì)造成很大的影響，為了解決這個(gè)問題，我們對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)安裝雷達(dá)系統(tǒng)，提高多旋翼無(wú)人機(jī)的工作效果，保證所收集數(shù)據(jù)的完整性，使多旋翼無(wú)人機(jī)在大風(fēng)大霧天氣下也能夠正常進(jìn)行巡線作業(yè)。像我國(guó)的浙江電力公司已經(jīng)將帶有雷達(dá)的多旋翼無(wú)人機(jī)投入使用，還有南京某電力公司采用三周陀螺技術(shù)穩(wěn)定云臺(tái)，保證多旋翼無(wú)人機(jī)巡航穩(wěn)定性，這些技術(shù)的應(yīng)用都取得了實(shí)質(zhì)性的效果。

五、結(jié)論

無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為電力巡檢工作的開展帶來(lái)了更多新的可能。在實(shí)際電力巡檢工作當(dāng)中，需要能夠?qū)Χ嘈頍o(wú)人機(jī)的特點(diǎn)以及應(yīng)用要點(diǎn)做好把握，通過巡檢流程以及方法的科學(xué)制定與實(shí)施不斷提升電力巡檢工作效果。

參考文獻(xiàn)

[1]陳誠(chéng).淺析多旋翼無(wú)人機(jī)在配電線路日常巡視中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2018，37（05）：67-69.

[2]李翔.多旋翼無(wú)人機(jī)在輸配電線路巡檢中的任務(wù)管理[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017，12（32）：28-29.