基于無人機紅外影像技術的配電網巡檢系統(tǒng)

蔣鈺

（國網長治供電公司，山西長治 046000）

基于無人機紅外影像技術的配電網巡檢系統(tǒng)

蔣鈺

（國網長治供電公司，山西長治 046000）

當前隨著人們物質生活水平的不斷提高，用電負荷也在不斷增長。利用紅外測溫技術檢測電力設備發(fā)熱隱患，當前已經在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用，一旦故障發(fā)生，就可以馬上恢復電網正常工作。無人機打在紅外影像設備巡檢電網的速度非常快，機動性也非常強，對智能電網下的巡檢要求可以充分滿足。基于此，本文主要從不同角度針對配電網無人機紅外影像巡檢系統(tǒng)展開了分析，供大家參考。

無人機 紅外影像技術 配電網巡檢系統(tǒng)

隨著近年來我國電網建設的快速發(fā)展，我國用電負荷也在迅速增長，然而和發(fā)達國家之間還存在一些差距。紅外測溫技術的應用可以及時發(fā)現設備外部過熱故障以及內部絕緣故障，同時還是檢查設備狀態(tài)的一種先進方法［1］，應用這項技術可以及時發(fā)現電力設備外部連接點的發(fā)熱隱患，目前已經在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用。而要想減少運行風險，解決人工作業(yè)中存在的不足，無人機系統(tǒng)紅外影像設備的巡檢方案必然要提上日程。

1 飛行動態(tài)狀態(tài)下紅外影像優(yōu)化

自然界中不斷產生紅外輻射，這主要是由于物體內部分子在發(fā)生熱運動，其表面的溫度明顯高于零度，利用紅外采集設備可以針對目標能量與溫度的關系展開能量分析，利用溫度值來表示捕捉到的能量，利用光機系統(tǒng)可以得到基于內量矢量的影像分布信息，最終形成基于目標的紅外圖像。

在當前電網經常應用的設備中，很多設備故障都會由運行中溫度異常情況來表現，從客觀上來說利用這種方法可以直接反映出設備的故障狀態(tài)，這些設備發(fā)生故障的過程中也會產生大量的熱量損耗。

在電力設備出現故障之前，其關鍵部位往往會出現溫度上的變化，因此應該對電力設備表面的故障信息進行及時檢測，在此基礎上對故障類型進行確認。同時還要結合紅外信息對故障進行分析，利用設備紅外特征的變化收集設備故障信息［2］。通常情況下不同設備的表面溫度是不同的，但是多數都會呈現出均勻的熱分布，而存在故障的設備則會出現集中升溫的現象，同時設備紅外輻射也會呈現出不均勻的現象，這種情況下利用紅外成像儀可以將其輻射變化轉變成有矢量像素的熱感圖像，然后對這種熱圖多描述的熱特征進行分析，就可以對設備缺陷類型進行合理判斷。

總之，無人機在飛行過程中，搭載紅外設備采集圖像會產生一些干擾因素，在這些干擾因素的影響下，應該采取積極措施才能準確采集到實用的紅外影響。充分利用圖像質心對動態(tài)目標展開跟蹤，可以得到多幅圖像的動態(tài)軌跡，經過計算可以得到趨于穩(wěn)定的目標圖像。

2 紅外無人機電力巡檢系統(tǒng)

傳統(tǒng)電力線路巡檢通常都利用人工到位的方式，這種模式需要人員的數量比較多，工作量也比較大，而無人機巡檢可以對較長線路、大范圍的信息進行搜尋，同時還能打在紅外熱成像設備及可見光拍攝設備，可以拍攝到電力線線路及相關設備的圖片信息，對線路上出現的故障隱患進行分析和研究，從一定程度上增強了巡檢線路的效率及可行性，成為當今科技含量最高的一種線路維護方式，實用性非常高。

2.1 無人機自身優(yōu)勢

利用無人機的方式展開電力維護，電力檢修的效率與速度得到了很大程度的提高，很多工作都能在設備運行過程中進行檢測，用電安全得到了有效提升，大量研究表明，與人工巡檢效率相比無人機巡檢在效率上高出40倍［3］；同時與人工巡檢線路相比，無人機系統(tǒng)的應用可以降低勞動強度，同時增加異常地形巡查的可能性，巡檢作業(yè)人員的安全性也得到了提高，工程成本得到了降低；無人機的飛行速度非常快，反應也非常迅速，具有針對性強的特點，可以在短時間內發(fā)現存在的缺陷，及時對故障信息進行補助，有效避免了發(fā)生故障以后停電問題的發(fā)生，挽回了大量的停電費用損失。

2.2 電力三維地理信息系統(tǒng)

無人機地面控制系統(tǒng)主要負責無人機終端的監(jiān)控和指令，對無人機的飛行線路進行控制，同時對相關信息進行收集和分項，一旦飛行姿態(tài)發(fā)生突發(fā)狀況，可以對其展開合理控制。在整個無人機系統(tǒng)中，地面站作用非常重要，優(yōu)秀的地面控制系統(tǒng)可以對任務進行高效的完成，為其工作提供有效保障，直接決定了輸電線路巡檢工作中任務的執(zhí)行情況。

三維GIS是針對平面地理信息的一種描述，在分析高程數據的過程中如果不能得到理想效果，利用三維空間模型就可以得到實現。一直以來三維GIS都在不斷發(fā)展，尤其是空間數據庫管理系統(tǒng)、地形顯示算法以及高效空間分析算法等相關技術出現以后，三維GIS的發(fā)展更加快速，當前三維GIS技術已經越來越成熟，并開始投入到應用階段。充分利用空間查詢及分析功能，可以從三維GIS中得到廣泛的輔助性決策信息。

從可視化角度來看，三維GIS可以顯示出地理數據可見信息，逐漸從三維可視化朝著三維GIS擴展。GIS需要管理的數據和信息非常多，這些數據需要從原來的商用數據庫逐漸擴展到其他非標準應用領域，利用數據庫管理系統(tǒng)可以對三維空間信息進行管理，此外，將三維可視化、三維空間對象管理結合到一起，就形成了一個集成系統(tǒng)，這是一個新的研究和發(fā)展方向。

3 結語

綜上所述，配電網是電網中非常重要的一個組成部分，其安全穩(wěn)定運行非常重要，線路巡檢方式及巡檢方案對于電網供電可靠性的提升非常重要，可以有效減少供電損耗，對于經濟效益及社會效益的提高具有非常重要的意義。近年來隨著電網巡檢方式的發(fā)展，電網檢修中新技術的應用也越來越多，這種情況下為了適應新的發(fā)展趨勢，有必要建立新的電力巡檢方式，本文主要配電網無人機紅外影像系統(tǒng)展開了研究，供大家參考。

［1］彭向陽，陳馳，饒章權，楊必勝，麥曉明，王柯.基于無人機多傳感器數據采集的電力線路安全巡檢及智能診斷［J］.高電壓技術，2015，（1）：159-166.

［2］彭向陽，劉正軍，麥曉明，羅智斌，王柯，謝小偉.無人機電力線路安全巡檢系統(tǒng)及關鍵技術［J］.遙感信息，2015，（1）：51-57.

［3］王振華，黃宵寧，梁焜，李少斌，楊忠.基于四旋翼無人機的輸電線路巡檢系統(tǒng)研究［J］.中國電力，2012，（10）：59-62.