探究無人機(jī)在10kV配電線路巡視中的使用途徑

高銀平 陳軍強(qiáng)

摘要：在正常的供電過程中，配電架空線路發(fā)揮著重要的作用，所以為使線路正常運(yùn)行，應(yīng)對(duì)線路的巡視工作引起重視，以便線路和設(shè)備存在的故障和安全隱患被及時(shí)發(fā)現(xiàn)及排除，傳統(tǒng)的人工巡檢越來越無法適應(yīng)當(dāng)今發(fā)展需求，并且對(duì)故障也無法做到準(zhǔn)確、全面檢測(cè)，因此為促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，需不斷更新巡檢方式。本文以多旋翼無人機(jī)為例，淺述了其在10kV配電線路巡視中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路;無人機(jī);巡視;途徑

1.簡(jiǎn)述無人機(jī)

無人機(jī)是無人駕駛飛機(jī)的簡(jiǎn)稱（UAV），便攜小巧，成本較低，具有良好的操控性，且地形對(duì)其的影響較小，因此對(duì)于配電線路巡視工作更加適用。配電線路巡視應(yīng)用無人機(jī)后大大提升了日常工作和查找故障的效率。而且無人機(jī)還能攜帶相關(guān)設(shè)備（如光和高倍數(shù)攝像頭、噴火機(jī)、激光雷達(dá)、紅外熱成像儀等），操作人員通過操作更好的完成工作。具體生產(chǎn)中主要會(huì)用到固定翼和多旋翼兩種類型的無人機(jī)，多旋翼型無人機(jī)以其操作靈活、成本低及較強(qiáng)的適用性等優(yōu)勢(shì)廣泛的應(yīng)用于配電線路運(yùn)檢過程中。

2.多旋翼無人機(jī)在10kV配電線路日常巡視中的應(yīng)用

2.1多旋翼無人機(jī)巡視方式

在配電線路日常巡視中應(yīng)用多旋翼無人機(jī)主要有以下三種巡視方式：可見光、紅外和激光雷達(dá)巡視?？梢姽庋惨曋傅氖钦掌捎每梢姽鈹z像頭拍攝;紅外巡視是對(duì)轄區(qū)所有配電線路及設(shè)備進(jìn)行紅外測(cè)溫巡視，護(hù)航電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行;激光雷達(dá)巡視數(shù)據(jù)可以完整提取電力線點(diǎn)，對(duì)電力線路走廊實(shí)現(xiàn)三維重建。多旋翼無人機(jī)應(yīng)用可見光攝像頭拍照主要是根據(jù)飛行前進(jìn)的方向，按照先整體后局部、從上到下、從右往左、從前往后、從低電壓端到高電壓端、連續(xù)全覆蓋進(jìn)行拍攝，且要和帶電導(dǎo)線保持一定距離。多旋翼無人機(jī)主要對(duì)線路本體、附屬設(shè)施，電力保護(hù)區(qū)及通道等范圍進(jìn)行巡視，促使配電線路巡視需求得到滿足。

2.2多旋翼無人機(jī)的巡視類型

在配電線路的日常巡視中應(yīng)用多旋翼無人機(jī)主要分為以下巡視類型：日常巡視、精細(xì)化巡視、通道巡視等。

日常巡視指的是對(duì)桿塔連接的關(guān)鍵部位用可見光攝像頭進(jìn)行巡視。巡視項(xiàng)目相對(duì)簡(jiǎn)單，在日?？焖傺惨曋惺褂幂^多，也提升巡視效率，主要對(duì)桿塔基礎(chǔ)和主體、線路走廊、導(dǎo)線掛點(diǎn)、絕緣子及其他附屬設(shè)備等內(nèi)容進(jìn)行巡視;精細(xì)化巡視指的是攜帶紅外熱成像儀、可見光攝像頭的多旋翼無人機(jī)對(duì)導(dǎo)線、金具、桿塔本體等設(shè)備同時(shí)展開精細(xì)化巡視，要求清晰的拍攝線路設(shè)備照片，配電線路還要接受紅外測(cè)溫。精細(xì)化巡視有較高要求，對(duì)可見光攝像頭拍攝順序和內(nèi)容及注意事項(xiàng)（照片覆蓋度、清晰度等）方面要求較高;通道巡視指的是對(duì)線路通道等對(duì)線路運(yùn)行的周邊環(huán)境用激光雷達(dá)或可見光進(jìn)行巡視，主要是巡視線路線行和兩側(cè)通道，采集施工點(diǎn)和違建筑物、樹障等數(shù)據(jù)，當(dāng)前使用可見光攝像頭拍攝的情況較多，但只靠照片沒有數(shù)據(jù)，無法完全說明實(shí)際情況，如對(duì)于樹障問題，拍攝角度不同，樹距離導(dǎo)線的遠(yuǎn)近會(huì)顯示出不同的效果，從理論上來講，飛機(jī)可以在最佳位置拍攝樹和導(dǎo)線的距離，但因?yàn)轱w行中景物變化會(huì)對(duì)實(shí)際操作產(chǎn)生影響，因此也無法準(zhǔn)確判斷所處的拍攝位置是否最佳，所以也只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大致判斷樹離導(dǎo)線的距離。因此可用到激光雷達(dá)3D掃描技術(shù)，可以進(jìn)行更清晰的拍攝，通過精確的掃描并計(jì)算3D環(huán)境下述與導(dǎo)線的距離，可保證判斷更加準(zhǔn)確，但是在此過程中需處理大量的數(shù)據(jù)，當(dāng)前并沒有得到廣泛應(yīng)用。

2.3配電線路應(yīng)用多旋翼無人機(jī)巡視的特點(diǎn)

用多旋翼無人機(jī)對(duì)配電線路進(jìn)行巡視，和巡視輸電線路相比，配電線路具有絕緣子和金屬較小、導(dǎo)線線徑較細(xì)、與居民更接近等特點(diǎn)，盡管桿塔位置較低，但是卻比輸電線路飛行難度高。在利用可見光攝像頭進(jìn)行照片拍攝時(shí)，因?yàn)槠鋵?dǎo)線和金具特點(diǎn)制約，無人機(jī)需更加接近實(shí)物才能保證獲得的照片的清晰度，因此就對(duì)操作手提出了更高的要求。

可利用推拉桿操作方法進(jìn)行拍攝，即無人機(jī)飛到和拍攝物體距離1m位置保持懸停，輕推桿后回中，此時(shí)向前飛一段距離后無人機(jī)會(huì)自動(dòng)停下，照片即在無人機(jī)停下的一瞬間抓拍成功，然后再快速拉桿后撤，一次拍攝動(dòng)作便完成。進(jìn)行該操作的重點(diǎn)是推桿的桿量與無人機(jī)停下抓拍照片時(shí)的時(shí)機(jī)，都要求操作手具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和嫻熟的操作技術(shù)，水平較高的操作手通?？梢宰ヅ牡骄嚯x0.5m甚至0.3m的拍攝物。

通常情況下，導(dǎo)線距離或跨越居民區(qū)10m范圍內(nèi)都屬于禁飛區(qū)，在飛行過程中操作手要注意這些情況下是不行進(jìn)行飛行作業(yè)的，防止居民區(qū)各種復(fù)雜的信號(hào)對(duì)其造成較大干擾，而出現(xiàn)意外情況。另外要注意，在機(jī)場(chǎng)和軍事禁區(qū)這些國(guó)家明文規(guī)定的禁飛區(qū)也是不允許飛行作業(yè)的。

3.在故障查找中對(duì)多旋翼無人機(jī)的應(yīng)用

因?yàn)榕潆娋€路在野外長(zhǎng)時(shí)間暴露，難免會(huì)出現(xiàn)各種故障，這種情況下可以利用無人機(jī)發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的靠人工對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行查找，工作人員的工作量較大，而且由于要登桿塔詳細(xì)查找，受視角等因素的制約，也大大增加了查找故障的難度。使用多旋翼無人機(jī)查找故障可減輕工作人員的壓力，而且無需考慮視角的問題，并且可以實(shí)現(xiàn)多角度拍攝。如在道路阻塞，人員不能通過的特殊情況下便可以利用無人機(jī)到故障點(diǎn)先對(duì)受損情況進(jìn)行查看和評(píng)估，再按照實(shí)際情況合理安排工作計(jì)劃，能最大限度降低故障損失。

結(jié)語(yǔ)

總之，在10kV配電線路巡視中使用多旋翼無人機(jī)使巡視工作效率大大提升，工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也明顯降低，而且通過對(duì)無人機(jī)精細(xì)化巡視技術(shù)的運(yùn)用，可以利用可見光攝像頭提高拍攝到的照片的清晰度和質(zhì)量，并能及時(shí)根據(jù)線路隱含的缺陷采取有效措施解決，而且日常利用無人機(jī)進(jìn)行巡視，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)違章建筑和樹障等，使線路問題得到妥善解決，促使線路穩(wěn)定運(yùn)行，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行提供良好保障。

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