淺析電力線路巡視中無人機技術(shù)的應(yīng)用

淺析電力線路巡視中無人機技術(shù)的應(yīng)用淺析電力線路巡視中無人機技術(shù)的應(yīng)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(guān)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(shè)地區(qū)的自然環(huán)境都比擬差，地形也比擬復(fù)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(yán)重影響電力系統(tǒng)的供電。在科學(xué)信息和技術(shù)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(fù)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(yīng)用，特別是具有高技術(shù)含量的無人機巡視辦法受到眾多電力公司的高度關(guān)注，并且無人機技術(shù)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(yīng)用。

1無人機技術(shù)概述

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

1.1無人機技術(shù)具有的優(yōu)勢和應(yīng)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(xué)吊艙任務(wù)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(shù)非常受電力系統(tǒng)的歡迎。

使用無人機設(shè)備應(yīng)當(dāng)注意下列兩點事項：一是不能全面辨認(rèn)各種線路問題。當(dāng)前，由于受技術(shù)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(rèn)，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(rèn)；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(shè)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(shè)備才能到達相應(yīng)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(shè)備的維護與管理

無人機設(shè)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(shè)備的管理和維護工作。無人機設(shè)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(yù)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(shè)備時，更要定時對設(shè)備管理系統(tǒng)的關(guān)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(shè)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(shù)開展的趨勢

在今后的開展中，隨著各種新技術(shù)的不斷開展，無人機技術(shù)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(shù)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(yīng)該加大對無人機的電動固定翼、導(dǎo)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(rèn)等方面進行全智能的開發(fā)，從而提高無人機的技術(shù)和工作效率；二是發(fā)揮無人機的互補式應(yīng)用。

2無人機巡視技術(shù)的系統(tǒng)分析

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

2.1設(shè)備系統(tǒng)

電力系統(tǒng)中的無人機巡視設(shè)備結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)備相互連接而構(gòu)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(shù)

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(shè)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(shù)。目前，我國對無人機圖像傳輸技術(shù)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(fù)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(yīng)用分析

由于很多電力線路分布在地形比擬復(fù)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(dǎo)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(shè)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(yīng)的解決對策，這無疑給電力線路的運行造成嚴(yán)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(shù)的研究和開發(fā)。下面本文主要從無人機設(shè)備的飛行模式以及應(yīng)用情況等方面這種新型的技術(shù)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(yīng)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(fù)雜的電線巡檢工作。

3.2無人機在電力線路中的應(yīng)用情況

當(dāng)前，我國的無人機技術(shù)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(shù)的應(yīng)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(yīng)用。在日常工作中，無人機的應(yīng)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(biāo)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(zāi)情普查等情況的巡檢工作，這些無人機應(yīng)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(yīng)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(yīng)高海拔地區(qū)的特殊地形，在今后電力公司還應(yīng)該從增大無人機的動力電源、改良無人機的槳葉、機體結(jié)構(gòu)等方面不斷優(yōu)化，才能更好地完成巡視工作任務(wù)。

3.3無人機在電力線路巡視應(yīng)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(guān)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(shù)提出了很大的挑戰(zhàn)。因此，特別是在一些線路走廊等復(fù)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(zhǔn)確