無人機輸電線路智能巡檢技術綜述

【摘?要】隨著國家的發展，離不開電源行業的支持，和輸電線路直接影響供電的安全與穩定，因此它具有重要意義，確保輸電線路的安全性和可靠性的操作過程。傳統的輸電線路普遍存在以下兩個缺點：一是檢測工作的效率相對較低;二是檢測工作的成本相對較高。為了有效解決傳統輸電線路的上述不足，開發了智能輸電線路無人機檢測系統，并將其應用于實際檢測工作中。相關實踐結果表明，智能輸電線路無人機巡檢系統不僅能有效提高巡檢工作效率，還能通過可視化巡檢方式不斷提高巡檢工作質量，具有非常重要的應用價值，值得進一步推廣應用。

【關鍵詞】無人機;輸電線路智能;巡檢技術

引言

線路巡檢是保證架空線路正常運行的重要手段，隨著我國輸電線路的快速發展，線路巡檢工作面臨著作業強度大、周期長，部分線路環境惡劣等問題，傳統的人工巡視方法面臨巨大挑戰。為此，近年來電網積極引進新技術，提高線路巡檢工作自動化程度，改進巡檢工作模式。

1實現了智能電力檢測系統的主要過程分析

智能功率檢測系統的研究和開發主要包括以下系統：（1）輸電線路走廊的三維建模系統;（2）自動塔斷層解釋和識別系統，輸電線路智能無人機，等檢查具有重要意義的操作狀態通過無人機輸電線路檢查，主要包括以下方面：首先，它可以有效地提高檢查的效率通過無人機的檢查工作，它還可以發揮重要作用的營救和救災工作;其次，在發生一些突發事件時，可以有效地保證巡邏工人的生命安全通過線停電檢查。此外，傳統的檢測方法往往受到輸電線路所處地形、當地交通、氣候等因素的影響，而無人機檢測方法能夠有效克服這些問題，實現對輸電線路高效、高質量的檢測。最后，智能無人機巡邏系統的實現和應用，可以實時向相關決策者提供事故現場的真實畫面，使決策者能夠做出更加科學合理的應急響應方案。

1.1輸電線路走廊的三維建模系統

對于輸電線路的走廊位置，應該以客戶的實際巡檢需要以及電力行業相關的走廊巡檢方式作為重要依據，給出下述新的研究思路。如果在輸電線路走廊建設工作中使用無人機傾斜測繪技術，那么就可以實現走廊可視化三維模型的建立，進而能夠實時觀察和分析輸電線路周邊環境變化對線路運行的影響，主要包括以下三方面：首先是通過對輸電線路周圍樹木的觀察及時發現并測定線路與周邊樹木的實際距離，便于作出相應的處理;其次，能夠實時的檢查周圍環境對于輸電線路的影響，例如輸電線路周圍是否存在會對輸電線路運行產生不良影響的工程施工等;最后，實時觀察輸電線路周圍是否出現一些會對線路正常運行產生不良影響的新建建筑。在輸電線路中應用走廊三維建模系統主要具有下述優點：與傳統的以照片進行判讀的工作方式相比較而言，通過便攜式單鏡頭測繪無人機的使用獲得三維線路的相關走廊數據能夠更加直觀并且高效的判讀通道的實際狀態，不僅需要的成本比較低，而且還能夠有效提高工作的效率，為客戶提供更加直觀且準確的可視化線路走廊圖。

1.2塔架故障的自動判讀以及識別系統

對于輸電線路中的塔架部分，則摒棄原有的人工處理方法，通過塔架故障自動判讀以及識別系統的開發應用實現了真正意義上的塔架精細化以及自主化的巡檢方式：首先是前端塔架數據的采集工作主要通過工業旋翼機實現;其次對于獲得的前端采集數據，主要通過數據識別系統的應用實現自主刪選以及判斷，并獲得相關的缺陷報告，報告內容主要涉及線路以及缺陷的名稱以及巡檢的日期等等。該系統的應用能夠通過現代化人工智能技術的應用改變原有的人工判讀照片工作方式，在很大程度上緩解了工作人員的工作強度，提高了工作效率。

1.3輸電線路的智能無人機系統

以輸電線路所處的地理情況以及相關的巡檢工作要求作為主要依據，智能無人機系統主要有以下三種類型的無人機機型：第一種是固定翼無人機，該種無人機主要是通過便攜的操作方式、比較長久的航時性能以及高清的數碼相機等來實現對走廊三維高清圖片的收集工作;第二種是復合式無人機，該種無人機主要是通過垂直起降的工作方式、飛行快速、長時間的航時以及三軸增穩可見光吊艙實現低走廊快速巡檢視頻的采集工作;第三種則是多旋翼無人機，該種無人機主要是通過空中懸停的方式以及三軸增穩雙光吊艙，實現對塔架巡檢和缺陷照片數據的獲取工作。通過對上述三種無人機機型的引進，能夠更好地適用各種不同的需求以及工作環境，有效提高巡檢工作的工作效率以及準確度，實時采集輸電線路的實際情況，通過相關數據的獲取結合人工的方式查詢和判斷輸電線路中出現異常狀況的主要原因，及時采取合理有效的處理措施，在最大限度上保障輸電線路運行的安全性以及穩定性。

2無人機在輸電線路巡檢中的應用

（1）桿塔本體精細化巡視。無人機精細化巡視是通過多旋翼無人機對桿塔精細部位進行高清拍照，通過圖片巡檢發現開口銷、金具、絕緣子等部位缺陷，拍攝的內容主要包括導地線桿塔側掛點、導地線側掛點及絕緣子。實踐證明，無人機可發現桿塔部位90%以上開口銷缺陷，尤其是金具上方的開口銷缺陷可達100%，同時可精細發現復合絕緣子芯棒和瓷瓶的破損情況。（2）通道巡視。使用多旋翼無人機在輸電線路桿塔上方10m外或使用固定翼無人機在桿塔上方100m外邊飛行邊錄像，記錄輸電線路全線廊道狀況，一方面留存通道歷史檔案數據，供運維人員反復查看廊道情況，同時為停電檢修前現場勘查提供參考數據;另一方面供排查違建、交叉跨越、大棚等漂浮物、易燃物、樹竹隱患用，通過無人機排查隱患具有準確、快速、無遺漏的特點。（3）防外力巡視。使用多旋翼無人機通過高空快速飛行排查通道內的外力施工情況，可發現隱藏于廠區、林區內部和遮擋物后面的隱蔽施工詳情。（4）故障巡視。輸電線路發生故障跳閘后，旋翼無人機可進行高空巡檢及全方位、多角度的檢查，能在輸電線路的巡檢過程中較快發現故障點，減少巡檢人員的高空作業。（5）三維建模。使用無人機搭載激光雷達裝置，在輸電線路通道上方飛行，快速建立線路和廊道的三維點云數據模型，實現導線和樹木、建筑物距離的自動測量及通道隱患的自動預警分析。（6）災后巡視。發生災情后，人員可能第一時間無法到達現場，此時可通過無人機快速到達現場了解災情，為巡檢人員提供一個更全面、直觀的視角，為風險級別判斷及事件原因分析提供準確依據。（7）設備測溫。無人機搭載紅外成像儀可近距離對桿塔金具、絕緣子進行溫度檢測。對于復合絕緣子因芯棒受損引起的過熱缺陷，人工地面檢測時因檢測方向與絕緣子方向平行而難以發現過熱缺陷，無人機巡檢方向與絕緣子方向垂直因而能檢測出來。

結語

輸電線路無人機巡檢技術正逐步向智能化方向發展，目前具有深入研究價值的內容有：建立智能立體巡檢體系，即綜合直升機、旋翼機、固定翼等機型開展輸電線路雷達掃描、測溫、夜巡、防外力等多種巡檢作業，建立線路數字化通道，實現數據的自動分析;建立無人機自動駕駛系統，通過提前規劃航線或使用無人機航線記憶功能，實現無人機自動巡視，使巡檢更簡單、安全、高效;開展無人機巡檢中缺陷自動識別技術，通過圖像識別技術，實現無人機云臺前端缺陷自動判別和圖片的自動分類命名;無人機巡檢視頻影像的后處理技術，結合桿塔坐標，完成影像中桿塔快速定位，開發影像與二維坐標地圖融合技術。

參考文獻：

[1]董衛.無人機在輸電線路巡檢應用中的操作措施[J].通訊世界，2019（7）.

[2]鄭賢龍，汪旭旭，葉鵬濤.輸電線路無人機巡檢技術應用現狀及相關問題分析[J].電氣開關，2018（3）

作者簡介：

韓曙光，出生年月：1983.10.06，性別：男，民族：漢，籍貫：河北省衡水市安平縣，學歷：本科，職稱：工程師，研究方向：輸電線路方向。

（作者單位：保定吉達電力建設集團有限責任公司線路分公司）