架空輸電線路上無人機的有效運用

張玉芳 馬亞麗

摘要：架空輸電線路是滿足電力遠距離輸送的基礎(chǔ)，在電力運行系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，保障架空輸電線路安全穩(wěn)定，是提高系統(tǒng)供電安全可靠的前提。架空輸電線路具有分布廣、所處地形復(fù)雜、自然條件惡劣等特點，傳統(tǒng)的巡檢方式往往難以全面準確地發(fā)現(xiàn)隱患問題、查找故障，從而造成較大損失，難以滿足社會日益增長的電力需求。因此，探索無人機在架空輸電線路上的有效應(yīng)用，是滿足現(xiàn)代電網(wǎng)運行發(fā)展需求，提高架空輸電線路運維效率的重要途徑。

關(guān)鍵詞：無人機;架空輸電線路;有效運用

引言：電力系統(tǒng)運行中，架空輸電線路運行穩(wěn)定性直接影響電力系統(tǒng)運行安全性和供電可靠性。因此，電力系統(tǒng)調(diào)度員需要開展有效的線路巡檢，通過加強對架空輸電線路定期和不定期巡查檢視，及時發(fā)現(xiàn)并解決線路運行中存在的問題及隱患，為線路維護提供可靠依據(jù)，從而確保線路運行安全。

1無人機技術(shù)概述

無人機是指不需要由駕駛員在機艙內(nèi)操作完成駕駛的一種飛機，其主要借助遙控技術(shù)或自動駕駛技術(shù)來完成相關(guān)任務(wù)的飛行載具。與載人飛機相比，無人機的操作更為便捷、體積小、自重輕、應(yīng)用成本更低。早期無人機技術(shù)主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，但隨著其技術(shù)快速發(fā)展，無人機在民用領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。目前，無人機在電網(wǎng)企業(yè)中的應(yīng)用主要是固定翼、多旋翼、無人直升機三種類型。固定翼無人機飛行速度較快，具有較遠的續(xù)航里程，能夠搭載可見光傳感器，在輸電線路路徑巡視觀測工作中的應(yīng)用較多。多旋翼無人機的飛行模式較為靈活機動，能夠隨時懸停，從而完成短距離觀測、攝影，但外部環(huán)境對其影響較大，續(xù)航里程相對較短。

2無人機的控制巡檢技術(shù)

無人機的飛控系統(tǒng)是相當精密的，它所建立的無人機平臺擁有分系統(tǒng)，其中包含了大量的飛控計算機核心組件，其性能優(yōu)劣與整個飛控系統(tǒng)的性能關(guān)存在直接關(guān)聯(lián)關(guān)系。一般來說，無人機的飛控計算機性能表現(xiàn)都十分強勁，如此才能保障無人機安全穩(wěn)定飛行。在這里，飛控系統(tǒng)就承擔了兩大重要責任：信息采集以及無人機飛行參數(shù)傳輸，它們合理有序控制了無人機的飛行速率，可實現(xiàn)對飛行路線的有針對性解算與控制，基于路線相關(guān)模塊發(fā)送指令，完成飛行任務(wù)管理與調(diào)度工作內(nèi)容。在無人機進行架空輸電線路巡檢過程中，它主要運用到了多余度飛控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可滿足無人機飛行需求，建立多部件與系統(tǒng)協(xié)調(diào)體系，確保在統(tǒng)一協(xié)調(diào)機制背景下完成同一任務(wù)內(nèi)容。在建立余度結(jié)構(gòu)過程中，還需要對架空輸電線路中的二余度、三余度內(nèi)容進行分析，保證順利完成巡檢任務(wù)。而在架空輸電線路巡檢過程中，無人機主要利用飛控計算機建立雙余度結(jié)構(gòu)，如此可保證簡化結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，實施針對監(jiān)控輸電線路巡檢過程中的主從機控制，降低系統(tǒng)故障覆蓋率。

3架空輸電線路巡檢中無人機應(yīng)用分析

3.1構(gòu)建無人機綜合巡檢平臺

首先，確定架空輸電線路巡檢無人機的選型。隨著無人機技術(shù)的快速發(fā)展，輕型無人機在架空輸電線路中的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢，其體積較小、自重較輕、靈活性強，能夠滿足架空輸電線路所處的復(fù)雜環(huán)境或者狹小空域的巡檢工作。其次，無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計中，包括殼體、懸臂及云臺設(shè)計。無人機殼體設(shè)計應(yīng)對復(fù)雜地形及多變的天氣環(huán)境具有較強的適應(yīng)性，提高機身流線型，降低飛行摩擦阻力，減少動力消耗，延長續(xù)航時間。無人機懸臂設(shè)計中，可以通過快速折疊鎖緊機構(gòu)，解決懸臂高空震動的情況，避免折疊卡死的問題。無人機云臺是搭載攝影設(shè)備等任務(wù)荷載的支撐設(shè)備，通過云臺設(shè)計，優(yōu)化設(shè)備搭載，實現(xiàn)無人機輕型化、模塊化設(shè)計，提高無人機靈活性。

3.2無人機巡檢搭載設(shè)備

根據(jù)架空輸電線路巡檢工作實際任務(wù)，設(shè)備無人機搭載設(shè)備，以確保巡檢任務(wù)的順利完成。（1）高速成像模塊。無人機搭載設(shè)備中，高速成像模塊是實時記錄與傳統(tǒng)飛機高速移動中的高清視頻，在高速成像模塊中添加電子穩(wěn)像技術(shù)、場景鎖定及目標跟蹤技術(shù)等，從而實現(xiàn)在惡劣天氣下獲取高清圖像的成果。在高速成像模塊中，通過增加畫中畫與字符疊加功能，能夠有效增強系統(tǒng)探測能力，簡化視頻跟蹤與處理。（2）紅外、紫外成像傳感模塊。無人機搭載紅外熱像儀，可以通過紅外探測器與光學(xué)成像物鏡，獲取紅外熱像圖，檢查輸電線路熱斑情況，同時將熱圖像向一個或多個監(jiān)控器中傳輸，對架空輸電線路巡檢中發(fā)現(xiàn)的不正常發(fā)熱現(xiàn)象進行檢測，提高對故障隱患檢測的準確性。無人機紫外線成像儀要求具有較高的靈敏度，能夠完成復(fù)雜地形環(huán)境下的靈活運用，準確獲取光子技術(shù)信息。同時在紫外線傳感模塊選擇中，還需要兼顧成本與開發(fā)周期要求。（3）三維激光掃描模塊。在架空輸電線路巡檢中，三維激光掃描模塊能夠?qū)U塔進行全方位立體掃描，并確定其精準度的經(jīng)緯度及高度位置，最終輸出全方位立體圖片，為架空輸電線路巡檢排障工作提供可靠依據(jù)。

結(jié)語：維護架空輸電線路運行的穩(wěn)定性，是保證供電系統(tǒng)運行安全可靠的重要前提。隨著無人機技術(shù)的快速發(fā)展，在架空輸電線路巡檢中運用無人機，能夠有效提高巡檢效率，提升巡檢工作精準性，降低巡檢難度，同時解放勞動力，進一步提高巡檢工作的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，無人機在架空輸電線路上具有廣闊的應(yīng)用前景，不斷加強無人機技術(shù)應(yīng)用與探究，完善無人機架空輸電線路巡檢工作體系，對于促進電力運行系統(tǒng)發(fā)展具有重要意義。

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