無人機巡檢輸電線路技術的應用分析

國網福建省南平市供電公司 陳天添

無人機巡檢輸電線路技術的應用分析

國網福建省南平市供電公司 陳天添

隨著供電企業加強對輸電線路的檢修維護，提高輸電線路供電的穩定性和安全性十分重要。在輸電線路中采用無人機進行巡檢檢查，可以快速、準確的實現對故障的搶修維護，保證電力系統的正常穩定運行。本文從電力系統運行的角度，分析了無人機巡檢輸電線路技術的實際應用效果。

無人機；巡檢；輸電線路；應用

在當前形勢下，電力企業的體制改革已取得了一定的成效，它的供電服務范圍進一步延伸擴大，輸電線路的分布也越來越廣。由于地域間的自然環境差異性，對于輸電線路的日常巡檢，采用人工方式已遠遠達不到要求，采用無人機巡檢可以在第一時間發現故障的位置，而且也不會受到地形條件的影響，還可以實現多角度、全方位的檢查巡視，能夠從整體上掌握輸電線路的運行狀況，因此，它的應用對于電力企業的輸電線路巡檢工作具有重要意義。

1 無人機的研究設計分析

當前在輸電線路巡檢中，應用最為廣泛的是四旋翼無人機和遙控直升機。采用無人機來對輸電線路進行全方位的巡視，可以迅速準確的發現故障的發生點，可以大大提高巡視工作的效率。從其產生和自身結構來看，它是先進科學技術創新研究的產物，它的形成主要涉及到以下幾方面：

1.1 技術方面

首先，遙控直升機采用的是普通直升機的氣動布局，一般可以攜帶圖像采集和實時傳輸設備，在飛行過程中可以把所“看”到的各種信息通過這個傳輸設備及時的傳輸到監控中心，可以大大提高輸電設備巡視檢修的工作效率[1]。

其次，四旋翼無人機的氣動布局結構是4個旋翼相互對稱式分布，這種結構設置使其具有良好的起降能力。它安裝有減振云臺和無線傳輸設備，在對輸電線路進行巡檢時可以利用微型高分辨率的圖像采集設備，獲得高清信息并及時傳輸到監控中心。

1.2 自身系統構成方面

首先，遙控式無人機的結構構成主體是遙控直升機的本體，其余的包括有減振懸掛裝置、信息采集和傳輸設備、地面圖像的監視和操控系統等。

其次，四旋翼無人機主要由本體和地面監控站兩者構成。

1.3 功能方面

1.3.1 無人機的功能分析

首先，遙控式無人機的工作流程是由人工進行遙控飛行或者懸停在輸電線路的上空，而后再利用信息采集設備對線路的圖像進行實時的采集和傳輸。

其次，四旋翼無人機的工作流程是在地面站的引導下，根據輸電線路的布設狀況進行信息的采集和傳輸。其自主懸停于特定空間位置，確定后再進行圖像采集，可以通過對四旋翼的航向和減振云臺進行調節，對圖像采集設備和被檢測設備的光學角度和距離進行合理調整，實現對輸電線路設備圖像的實時采集和傳輸，根據人工操作的各項指令進行控制，而后沿輸電線路進行飛行式觀測和信息采集。

1.3.2 地面站的基本功能

四旋翼無人機地面站的基本功能涉及到諸多方面，包括：和四旋翼無人機協調進行遙控遙測通信、對四旋翼無人機的圖像信息采集位置確定起到引導作用、對無人機所獲得的輸電線路信息實現實時的接收和整理分析、對無人機的飛行狀態和云臺狀態進行實時的操作控制[2]。

1.4 關鍵技術要點以及創新點的分析

首先，四旋翼無人機具有自主懸停、自主導航飛行的特點，可以進行輸電線路跳閘后的故障點查找，并在此基礎上構建一個完整的輸電線路全過程立體式的巡檢系統。

其次，四旋翼無人機的另一個功能就是可以對輸電線路起到防碰撞保護作用，用于輸電線路的巡視和檢測，而且還可以對嚴重自然災害下的輸電線路起到保護作用，例如常見的大風、暴雨等。

第三，地面實時監控技術以及圖像防抖降噪技術在輸電線路巡檢中的應用，無人機所配備的可見光視頻可以在網絡信息技術的作用下及時傳輸到監控中心。

第四，對四旋翼無人機一體化設計和輸電線路的快速檢測系統進行一系列的優化完善，有效解決流線型機身的碳纖維制作工藝的問題，進而解決鋰電池的選型、旋翼的升力、電機的選型以及空氣動力等的問題。

第五，自主懸停和飛行控制系統所具備的自駕和手動模式兩種工作模式，在自主懸停的狀態下，可以通過地面站的高清健康錄像檢查線路，并保留手動模式，可以按照既定的路線進行自主導航的飛行和巡檢。

2 無人機的應用分析

2.1 實際應用效果

電力企業在輸電線路的巡檢中采用無人機可以實現多角度、全方位的高空信息采集，可以有效降低架空輸電線路巡檢的工作強度和安全隱患，促進巡檢工作效率和質量的提高，尤其是在惡劣天氣環境中，例如在鐵塔打滑時，它可以代替人工登桿和走線，進而為電網的安全穩定運行提供一個可靠的、安全的方法，在巡視成本方面，也可以大大降低巡檢工作的成本，為社會生產生活的用電提供保障，對當前電力企業的輸電線路巡檢工作具有重要意義。

2.2 無人機的發展前景

首先，高壓輸電線路中，可以快速準確的查找故障點，對存在的可疑故障點進行高效合理的巡檢，是高壓輸電線路穩定運行的保障。

其次，在輸電線路的具體某個路段或局部設備中，可以快速對故障進行巡檢，它的成本較低、體積較小，具有很好的安全性和技術性。

第三，可以智能化的定點懸停在輸電線路金具和絕緣子的上方進行局部的檢測，操作簡單快捷，從而減少人工線路巡檢方式的任務量和時間，尤其是在環境條件惡劣的輸電線路中，它的優勢表現更為明顯[3]。

第四，無人機所具有的陀螺穩定可見監視器以及紅外線成像儀設備，能夠對輸電線路起到錄像和檢測分析，實現自動的巡檢，并能夠有效解決地形巡視困難以及巡檢困難等問題，減小人工巡檢方式的潛在危險性，提高輸電線路的運行質量。

3 總結

電力企業在現代社會發展中發揮著重要作用，是國民經濟健康穩定運行的保障，對于其運行狀態巡檢工作具有重要意義。在科技的推動下，無人機應用于輸電線路中的巡檢，可以大大提高輸電線路的效率和質量，使其運行的可靠性和穩定性得到提高，對于電力企業來說，就要加大對無人機的應用和研究力度，提高其實際應用的高效性。

[1]張永,李德波,吳翔等.無人機巡檢輸電線路技術的應用與分析[J].宿州學院學報,2013,28(8)：87-88.

[2]諸葛葳.無人機巡檢輸電線路技術的應用探析[J].科技經濟市場,2015,(5)：16.

[3]周海峰.無人機巡檢輸電線路技術的應用與分析[J].建筑工程技術與設計,2015,(18)：1238.