淺析電力線路巡視中無人機技術的應用淺析電力線路巡視中無人機技術的應用

中圖分類號：TM72文章編號：1009-2374〔2022〕09-0047-02DOI：10.13535/jki.11-4406/n.2022.09.022

目前，隨著我國電力系統(tǒng)中電力線路的不斷增加，如何保證整個電力線路的平安和穩(wěn)定運行已經(jīng)成為很多人關注的問題。由于電力線路多數(shù)是在比擬惡劣的室外環(huán)境運行，所鋪設地區(qū)的自然環(huán)境都比擬差，地形也比擬復雜，因此，一旦在巡視中沒有及時發(fā)現(xiàn)電力線路出現(xiàn)的問題，這將嚴重影響電力系統(tǒng)的供電。在科學信息和技術還不夠興旺的時候，人們只能采取人工進行逐基桿塔巡視的辦法，這種巡視辦法的工作量非常大、工作時間長，其工作效率也不很高，特別是一些復雜的地理位置還會給巡視人員的生命平安帶來威脅，因此，為了提高電力線路巡視工作的效率，保證巡視人員的平安以及廣闊用戶的持續(xù)用電平安，人們越來越注重對新興巡視辦法的研究和探討。示例，一些直升機巡線、機器人巡線等巡視辦法都得到很好的研究和應用，特別是具有高技術含量的無人機巡視辦法受到眾多電力公司的高度關注，并且無人機技術目前已經(jīng)在北京、青海、江蘇、山東等多個地區(qū)的電力線路中得到成熟的應用。

1無人機技術概述

無人機技術是近年來國內(nèi)外各大電力公司都很重視的一種技術，下面從無人機巡視技術的優(yōu)勢、應該注意的幾點問題、無人機設備的維護與管理以及無人機電力線路巡視技術開展的趨勢等方面簡要介紹無人機技術。

1.1無人機技術具有的優(yōu)勢和應注意的問題

電力線路中采用無人飛行器巡檢時，主要具有下列兩項優(yōu)勢：一是不受地理環(huán)境和自然環(huán)境等外界因素的制約。由于很多電力線路都在室外，一旦遇上雨雪等自然天氣時，人工將無法完成一些巡視工作，而無人飛行機就可以防止這些不利的因素，減少因巡檢而造成的意外和傷害；二是無人飛行器系統(tǒng)中具有的光學吊艙任務可以及早發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行的線路網(wǎng)系統(tǒng)中存在的各種隱患，因此無人機技術非常受電力系統(tǒng)的歡迎。

使用無人機設備應當注意下列兩點事項：一是不能全面辨認各種線路問題。當前，由于受技術因素等多方面的限制，在使用無人機進行線路巡視時，無人機只能對線路中出現(xiàn)的一些普遍問題進行快速辨認，還無法做到對整個電力線路出現(xiàn)的平安隱患進行全面的辨認；二是使用無人機拍攝圖片時，需要花費很高的本錢和時間。目前，無人機設備能夠到達的效果是，必須與線路保持40米以內(nèi)的距離才能夠拍攝出比擬清晰的錄像，一旦距離很近的話，就需要配置比擬高的設備才能到達相應的效果，這無疑增加了電力線路巡視的本錢和時間。

1.2無人機設備的維護與管理

無人機設備雖然具有很多的巡檢優(yōu)勢，但是為了能充沛發(fā)揮無人機的功能，在平時一定要做好無人機設備的管理和維護工作。無人機設備的工作步驟：首先是由特殊的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對收集的數(shù)據(jù)進行分類整理，再將收集的信息傳送到監(jiān)控故障預測系統(tǒng)，然后檢測系統(tǒng)將收集到的各種信息和數(shù)據(jù)進行分類比擬，并對數(shù)據(jù)進行健康評估、數(shù)據(jù)維護和數(shù)據(jù)管理，從而及時發(fā)現(xiàn)線路中存在的各種隱患。因此，在使用無人機設備時，更要定時對設備管理系統(tǒng)的關鍵零部件進行升級和改造，做好定期保養(yǎng)和維護工作，才能保證無人機設備系統(tǒng)更好地完成巡檢工作。

1.3無人機電力線路巡視技術開展的趨勢

在今后的開展中，隨著各種新技術的不斷開展，無人機技術將會更好地發(fā)揮各種優(yōu)勢，在電力線路巡視中將會起到越來越重要的作用。在未來，無人機巡視技術主要有下列兩項開展趨勢：一是向智能化的方向開展。針對無人機的飛行模式方面，今后應該加大對無人機的電動固定翼、導航方式等方面進行更深入的研究和開發(fā)，針對無人機的航攝功能方面，需要進一步對無人機的全自控系統(tǒng)以及自主缺陷辨認等方面進行全智能的開發(fā)，從而提高無人機的技術和工作效率；二是發(fā)揮無人機的互補式應用。

2無人機巡視技術的系統(tǒng)分析

無人機技術系統(tǒng)主要由設備系統(tǒng)以及圖像傳輸技術等多種系統(tǒng)而組成，本文主要從無人機的設備系統(tǒng)和圖像傳輸技術系統(tǒng)進行分析。

2.1設備系統(tǒng)

電力系統(tǒng)中的無人機巡視設備結構主要由數(shù)據(jù)采集控制以及飛行控制兩個局部來組成：一是飛行控制設備。該局部主要由舵機控制器、專色測量儀、PCM遙控接收機、氣壓高度計、數(shù)字羅盤以及加速度計等局部組成，依靠數(shù)據(jù)傳輸進行電臺與地面站控制計算機之間的數(shù)據(jù)互換；二是數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。該局部主要有增穩(wěn)云臺、可見光相機、紅外熱成像儀以及存儲器等設備相互連接而構成，該系統(tǒng)是通過無線通訊模塊來完成與地面站控制計算機的數(shù)據(jù)互換工作。

2.2無人機的圖像傳輸技術

由于無人機的機身具有比擬小的特點，因此，無人機在進行圖像傳輸時，會不同于傳統(tǒng)的無線設備和手機，而無人機需要具備一套適合于不同狀態(tài)、抗強干擾、高質(zhì)量的圖像傳輸技術。目前，我國對無人機圖像傳輸技術的研究仍然集中在減少帶寬使用、提高數(shù)字信號傳輸?shù)膱D像壓縮編碼算法以及降低圖像數(shù)據(jù)量等方面，而一旦遇上具有強大電磁干擾、高壓和特高壓線路飛行以及復雜的天氣時，就需要提高航拍圖形的質(zhì)量，這也成為目前有待解決的一大難題。

3無人機巡檢應用分析

由于很多電力線路分布在地形比擬復雜、自然環(huán)境比擬惡劣的不同地區(qū)，傳統(tǒng)的人工巡視線路不僅需要翻山越嶺、穿越農(nóng)田，從而導致工作效率低下的現(xiàn)象。特別是一些電線分布的地區(qū)比擬隱蔽，有的監(jiān)控設備難以全面地檢測到，從而造成電線出現(xiàn)故障后卻不能及時發(fā)現(xiàn)，也就不能提出相應的解決對策，這無疑給電力線路的運行造成嚴重的平安隱患。因此，為了更好地完成電線檢測和巡視工作，近年來，國內(nèi)外各大電力公司都很重視對無人機技術的研究和開發(fā)。下面本文主要從無人機設備的飛行模式以及應用情況等方面這種新型的技術伎倆和方式。3.1無人機飛行模式

無人機在電力線路系統(tǒng)巡視工作中的應用模式可以分為下列五種組合方式：一是固定翼無人機模式〔即指一些可以在比擬遠距離的、快速巡視和大范圍的巡視模式〕；二是中型無人機和地面中繼模式；三是中型無人機和空中小型無人機模式；四是中型無人機和空中中繼模式；五是小型無人機模式。將這五種無人機的飛行模式進行不同的組合和分類，就可以形成不同的工作模式，這些無人機模式就能代替人工完成很多復雜的電線巡檢工作。

3.2無人機在電力線路中的應用情況

當前，我國的無人機技術雖然仍處于研究和探索階段，但是也取得了一定的成績，并且在一些地區(qū)得到了很好的推廣和使用。無人機技術的應用不僅能及時發(fā)現(xiàn)電力線路中存在的平安隱患，還能幫忙人們更好地完成線路的巡視工作，這對促進我國經(jīng)濟的開展和保證人們的平安用電都有重要的意義。

3.2.1無人機在電力線路中的日常應用。在日常工作中，無人機的應用情況如下：一是固定翼無人機。這局部無人機受其性能指標的限制，主要完成對電力線路的檢修現(xiàn)場地形勘察、走廊監(jiān)控、外部隱患高頻次監(jiān)控以及災情普查等情況的巡檢工作，這些無人機應用在輸電線路中，在飛行中能快速地發(fā)現(xiàn)線路系統(tǒng)中存在的各種隱患，并且該巡檢可以與特殊巡檢一起行動，在巡檢中，針對已知的重點外部隱患和可能發(fā)生的各種危險隱患展開全面的航巡工作。

3.2.2無人機在高壓及海拔地區(qū)的應用。無人機與人工巡視最大的優(yōu)勢就是能夠在高壓和高海拔地區(qū)連續(xù)工作。示例，在--的拉薩以及高原地區(qū)的電線巡視中，可以采用電動固定翼和多旋翼無人機進行巡視，在該地區(qū)工作，可以不用考慮高原氧氣缺乏的問題，并且通過實驗證明，為了更好地發(fā)揮無人機的作用和適應高海拔地區(qū)的特殊地形，在今后電力公司還應該從增大無人機的動力電源、改良無人機的槳葉、機體結構等方面不斷優(yōu)化，才能更好地完成巡視工作任務。

3.3無人機在電力線路巡視應用中防止障礙物的措施

目前，采用無人機對電力線路進行巡檢越來越受到人們的關注和電力公司的喜愛，但是如果想要得到更加精確的航拍圖形，就必須近距離飛行，這無疑對無人機技術提出了很大的挑戰(zhàn)。因此，特別是在一些線路走廊等復雜地帶，為了更好地避讓周圍的障礙物，無人機必須擁有一套包括規(guī)避障礙物控制系統(tǒng)、探測系統(tǒng)等組成的完整避障系統(tǒng)，這樣才能有利于無人機準確