淺析無人機在高壓輸電線路巡視中的應用研究

邵志猛

摘要：高壓輸電線路運行中面臨諸多風險因素，線路運行維護等工作壓力較大，采用無人機巡視能夠降低傳統線路巡視的不足，擴寬巡視范圍與智能化管理。下面文章就對無人機在高壓輸電線路巡視中的應用進行探討。

關鍵詞：無人機;高壓線路;輸電線路;線路巡視

基于當前無人機在民用領域的應用日益廣泛，相應軟、硬件技術日趨完善，利用無人機輔助人力進行線路巡檢運維，可以到達人力很難到達的地方，具有極其廣闊的應用前景。且當前人們生活水平不斷提高，對供電質量有嚴格要求。將無人機應用在輸配電線路巡檢中，有助于快速找到線路存在的缺陷和隱患，在各類復雜地形和災害條件下，獲取高質量的現場資料信息，降低工作人員的工作強度和危險性，使線路巡檢效率有明顯提高，使得線路的維護更加高效。

一、無人機輸電線路巡視相關概述

（一）無人機技術簡介

無人機是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操控的無人駕駛航空器的簡稱（UAV），無人機、控制站、通信系統和設備保障系統共同構成了無人機系統。第一，無人機。為滿足工業控制的要求，無人機需要具備以下特點：首先，為保證無人機在空中飛行穩定，可以適應不同的工況，其外形設計需要合理;其次，具備足夠的載荷能力，以保證能夠搭載信息采集系統和不同的任務設備;第三，可以完成特定的工作任務，如電力線路巡檢、清障作業、架線作業、自主巡檢等;最后，具備遠程無線圖傳和定位功能等。第二，控制站（GCS）。控制站是無人機系統的重要組成部分，為無人機操控人員提供人機接口和工作環境等。主要負責無人機的航線規劃、起飛與降落、任務執行與管理、信息采集、控制計算和緊急情況處理等。第三，通信系統。通信系統起到連接無人機和控制站的橋梁作用，實現兩者之間控制信息、任務載荷信息、無人機狀態信息、圖像視頻等數據信息的傳輸。第四，設備保障系統。主要為無人機正常作業提供必要的技術支持和安全保障，滿足無人機野外作業時需要的電力、油類等需求，實現轉場作業的要求。

（二）無人機在高壓輸電線路巡視中的應用優勢

在科學技術不斷更新與發展的今天，無人機在高壓輸電線路巡視中的應用受到了更多的關注。對于無人機來說，其主要由動力系統、導航系統、數據系統等構成，能夠將圖像識別、地理信息以及電力電子等進行融合。通過在高壓輸電線路巡視中應用無人機，能夠降低相關人員的工作量，提升工作效率。同時，由于無人機成本相對較低、簡單小巧、容易控制等優勢，能夠在保證高壓輸電線路巡視效率與質量的條件下，降低實際工作難度，避免人員深入地形惡劣區域展開實地巡視，保障了相關工作人員的安全。通過在無人機中加設視頻與圖像傳輸系統，能夠為相關人員提供高壓輸電線路實時的狀態信息，提升了故障的相應效率。可以說，無人機在高壓輸電線路巡視中有著較高的應用優勢。

二、無人機在高壓輸電線路巡視中的應用

（一）飛控系統的應用

在基于無人機的高壓輸電線路巡視中，通過應用飛控系統，能夠完成對無人機飛行的高度、速度、航線等參數的控制與前期設定，能夠讓無人機實現自動的起飛、盤旋、降落。同時，在無人機的實際飛行階段，在飛控系統的支持下，還能夠實現對飛行任務的實時調整，并使得無人機自主完成巡檢區域視頻、圖像等級記錄。對于飛控系統來說，其主要由通信模塊、電源模塊、衛星導航模塊、地面站軟件系統、飛行控制模塊、速度控制模塊等構成，為無人機的自動駕駛提供了支持。

（二）信息采集

將可見光信息采集系統和紅外熱成像系統有機結合，實現對電力線路高效、準確、全面的信息采集。無人機搭載禪思定焦攝像機和禪思Z30變焦相機，實現對電力線路全局、局部和細節（地基、鐵塔、導地線、絕緣子、防震錘、懸垂線等）進行拍照、錄像，及時發現故障隱患;搭載紅外熱成像相機，完成對電力設備和線路表面溫度二維分布情況和變化狀態的信息采集，在夜間發現輸電線路隱蔽、危險的異常發熱點，為電力線路的故障監測提供可靠依據。

（三）在精細巡檢中的應用

在高壓輸電線路的精細巡檢中，通過應用無人機，能夠實現對桿塔、接地裝置、導線、金具及其附屬設施、絕緣子等結構的檢查。相比于實地巡視檢測的方式，應用無人機能夠在保障檢查質量的同時，提升巡視的實際效率。在基于無人機的高壓輸電線路精細巡檢中，為了最大程度的避免受到無人機定位誤差以及電網安全的影響，相關人員可以使用“自動控制+人工控制”相結合的方式完成。此時，可以當無人機進入距目標桿塔還有15米的范圍內時，可以切換至人工控制的模式，完成對云臺角度的調整，完成相關影像的獲取，這樣的方式有著更高的巡檢效率。

（四）作業系統

目前所使用的無人機一般都是全碳纖維的結構，采用四旋翼的機型。一般導航設備采用的都是GPS導航或者是北斗導航，但是GPS導航使用的更加廣泛。圖傳接收器采用的是R760-FPV接收機，當無人機獲取到相應的圖像時，能夠實時的傳輸到液晶屏幕上，地面上的工作人員就能夠第一時間看到巡檢的情況。采用無人機進行巡檢的過程中需要準備一個作業車和至少兩名工作人員。在具體的操作過程中主要采用無頭飛行模式，該種操作模式十分簡單且易上手。如果遇到山區較為惡劣的環境，視野情況非常不好，那么將無法進行正常的巡檢。在巡檢過程中如果相對某個區域進行高清拍攝，需要采用懸停拍攝的模式，無人機需要在平穩的狀態下飛行。與傳統的巡檢模式相比，采用無人機的方式，更夠更快更準確的獲取信息。同時在使用的過程中能夠降低人工成本，降低在巡檢過程中發生事故的幾率。對于不同的線路需要不同的巡檢模塊，雖然要更換模塊，但是運行維護的成本非常低，維護起來也非常方便，而且無人機的體積較小，在使用的過程中非常方便，同時還不容易發生火災。

三、結語

綜上所述，無人機在高壓輸電線路巡視中有著較高的應用優勢，需要相關人員重點關注與應用。在飛控系統、圖像采集與處理的支持下，將無人機應用于精細巡檢、通道巡視以及故障與特殊巡視中，降低了相關人員的工作量，提升了高壓輸電線路巡視的工作效率。

參考文獻：

[1]黎凱旻.四旋翼無人機在輸電線路巡檢中的應用[J].科技經濟導刊，2018.

[2]商超，鄭建華，蘇文楠.無人機在電力架空線路巡檢中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2019.

[3]鄧志遠.無人機在高壓輸電線路巡檢中的應用研究[J].華北電力大學（北京），2015.