無人機電力巡檢技術

無人機電力巡檢技術

概述

輸電線路分布的特點就是點多面廣，很多的工作點和覆蓋面組成了龐大的供電網絡。還有一個很顯著的特點就是所處的環境多樣，為了保障足夠的電力供應，很多的復雜地形和惡劣的自然環境下也都分布著供電網絡。電力輸電線路和電線桿塔在這樣惡劣的環境下，機械性能肯定會逐漸的降低，所以輸電線路的巡檢就變得非常的重要。因為及時的巡檢可以及時的發現輸電線路存在的問題，這樣就可以避免大的問題發生。我們可以得出結論，輸電線路的巡檢是必須的，但是輸電線路的具體巡檢工作卻沒有那么的容易。我們最傳統的巡檢辦法是人工巡檢，這樣的巡檢就是讓工作人員去按照輸電線路的走向去實際的走一遍，這樣的缺點是工作人員必須面對惡劣的自然環境，很多的高山和大河都也都需要去實際的跨越，這樣就大大增加了工作人員工作的難度，所花的成本也就大大的增加了。

以中國各地供電局送電工區目前人員構成及所轄電線路情況進行分析。每個地級送電工區運行人員100多人，一般會負責該地區運行線路100多條幾千公里，其中平原區線路、丘陵區線路和山區線路基本各占三分之一，人工巡線人員少，任務重，目前的情況是人員嚴重不足，加之所轄山區等走徑差的線路較多，日常檢修、消缺、防外破等其他工作影響，線路巡視完成率始終無法得到保證。

電力無人機是一種新型的電力巡檢設備，電力無人機是一個經過開發的系統，自身具備無線遙控和固定程度導航等多個功能。電力無人機作為一種新興的技術，具有很多的優勢。他的遠距離操作功能可以讓工作人員的工作環境大大的改善，工作人員可以不必去一些環境惡劣的地方巡檢，而且更重要的一個方面是，電力無人機的巡檢更加的仔細，很多的微小環節，可以操作電力無人機去近距離的觀察，這樣就可以避免人為光學觀察的時候差生的視覺誤差或者光學設備的影響造成的巡檢失誤等弊端。

全譜段的實時遙測遙感系統

可見光成像原理設備

可見光攝像機的主要工作是在白天工作的，把模式設置為搜索狀態，把攝像機的工作狀態調節為短焦距狀態，這是光學攝像機的一個基本的工作狀態，再這樣的工作狀態下，可見光攝像機會具有很大的大的觀測視場，這樣的工作狀態下視角會非常的寬闊。但是損失就是視頻畫面的分辨率是非常低的。當發現有異常情況的時候，需要詳細分析可疑目標時，馬上對電力無人機上的攝像機進行工作狀態的變換，視角會大大的縮小，局部的畫面會變得非常的清晰，這樣就可以對發現的異常情況有一個準確的觀察和判斷了。其主要性能指標如下所示：

有效像素：1628（H）×1236（V）

幀率：30fps；

視場：小視場：0.8°×0.6°；大視場：2.86°×2.15°；

靶面尺寸：7.16mm×5.44mm

像素尺寸：4.40μm×4.40μm

接口：Camera Link 規格（PlCL）

紅外熱成像儀

紅外巡檢的方法和步驟：首先把輸電線路全程的溫度數據采集出來，并用表格的形式表現出來。這樣做以后很容易就發現局部發熱的問題了，一般發熱的地方都是出現問題的地方。實施其他判斷方法，對異常作最終確認肯定，對異常部位進行分解檢測。其性能參數如表1所示。

表1　紅外熱成像儀性能參數

高分辨率航空數碼相機

高分辨率航空數碼相機是獲得高清晰輸電網線影像的主要遙感設備，按不同的需求，可以獲得彩色/全色、立體（三維）/二維的地面影像。

紫外成像儀器

電網有的時候是存在放電的現象的，但是不同的地方因為環境的不同，放電的強度也存在很大的差別，根據放電強度的不同，我們分為電暈，電弧和閃絡這幾種情況。我們應該有這樣的一個物理常識，在放電的過程中會有紫外線產生，紫外線成像技術也就是根據這個原理才探測故障的，以為正常的線路室不會產生紫外線的，一旦無人機捕捉到了紫外線，我們就可以很快地找到放電的具體位置，這樣也就大大的降低了電力巡檢的難度。

紫外線成像儀可以不受白天太陽光的干擾，這點也具有非常重要的作用的，有了紫外線成像設備以后，我們就有了更加便捷和快速發現故障的設備了。

紫外成像儀的特點：

不受白天太陽光的干擾，可以在比較亮的環境下操作無人機進行電力巡檢，這樣可以降低無人機操作的難度。

重量很小，這樣的好處是可以有很好的續航能力，野外作業的時候攜帶也是非常的方便。

外形設計足夠的小巧，單手操作更加的方便。

有兩種途徑進行視頻的輸出，一個是PC卡儲存圖像，另一個是備有視頻輸出接口 ，這樣的好處是既可以實時傳輸，也可以就地保存，方便以后的觀看和學習研究。

陀螺穩定吊倉

陀螺穩定吊艙是電力無人機必不可少的一個組成部分，它可實現的功能如下：

通過穩瞄轉塔實現慣性穩定，保持無人機在機動飛行、機體振動和其它干擾情況下穩定巡查、跟蹤等功能；

光電吊艙光機系統為方位、俯仰兩軸結構，紅外熱像儀和可見光相機采用模塊化，針對不同應用時，可自由更換；

光電吊艙機載操控系統接收計算機發出的操作指令后，可以執行包括手動搜索、自動跟蹤，紅外熱像儀與可見光CCD攝像機的操作控制指令，伺服系統的關停，以及無線傳輸等在內的控制指令；

伺服控制系統接收地面站無線傳輸的開機命令后，自動完成系統的加油、自檢和開機（或關機），根據控制命令實時地對目標進行手動搜索和自動跟蹤，把目標圖像信息實時地傳送給地面站監視器；

具有運行安全保障系統和報警裝置，包括斷油位置鎖定和故障診斷。

陀螺穩定吊艙的主要技術指標如下：

1.回轉精度 ± 0.05 °；

2.穩定性能：50 μrad；

3.重量：≤20Kg；

4.尺寸：300×500mm；

5.轉動角度：n×360°；

6.最大轉動速度：60°/sec；

7.最大轉動加速度： 60°/sec2；

8.工作溫度：-15 ℃ ～ +55 ℃ ；

9.濕度：0 ～ 95%；

10.功率：60W

11.輸入油壓：18 ～ 36V DC

12.方位精度：≤ 0.1mrad；

13.俯仰精度：≤ 0.1mrad。

總結

本文首先進行了電力巡檢工作的概述，電力巡線工作確實存在很大的難度，需要作出相應的技術改進。然后，我們又詳細的介紹了無人機系統中全譜段的實時遙測遙感系統。無人機巡線系統依靠其強大的功能，必將發揮越來越重要的作用。希望筆者的一些數據可以為讀者提供幫助。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.18.005