電力輸電線路巡檢中無人機(jī)的應(yīng)用

李帆 錢濤

國(guó)網(wǎng)常州供電公司 江蘇常州 213000

1 無人機(jī)在輸電線路巡檢中的優(yōu)勢(shì)

無人機(jī)是近年來新興的一項(xiàng)技術(shù)，在諸多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，對(duì)于輸電線路巡視檢查而言，無人機(jī)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1.1 可有效降低巡檢成本

我國(guó)有很多輸電線路架設(shè)在人跡罕至的地區(qū)，傳統(tǒng)的人工巡檢方式想要涉及這些區(qū)域有一定的難度，為滿足工作需要，常常會(huì)使用較長(zhǎng)的高空架線，由此使得巡檢成本隨之增大。而無人機(jī)并不會(huì)受到地形的限制，在有效的飛行距離內(nèi)，作業(yè)人員只要操控?zé)o人機(jī)便可從不同的角度對(duì)輸電線路上的設(shè)備進(jìn)行巡視檢查，減輕了人員的工作量，相關(guān)費(fèi)用也隨之降低。此外，由于巡檢人員無需親臨現(xiàn)場(chǎng)，從而使得作業(yè)安全性得到可靠保障，避免了安全事故的發(fā)生。

1.2 可縮短巡檢時(shí)間

無人機(jī)基本不會(huì)受自然環(huán)境和氣候條件等因素的影響，在可能發(fā)生自然災(zāi)害的地區(qū)利用無人機(jī)對(duì)輸電線路進(jìn)行巡檢，可以在較短的時(shí)間內(nèi)順利完成任務(wù)。無人機(jī)具備快速巡檢的能力，通過在指定位置進(jìn)行懸停，可檢查線路上的設(shè)備，確定缺陷，并對(duì)巡檢結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)回傳，整個(gè)過程耗時(shí)較少。此外，無人機(jī)巡檢前基本不需要進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)備，大部分無人機(jī)在90s以內(nèi)便可起飛，當(dāng)一個(gè)區(qū)域內(nèi)的線路巡檢完成后，可以快速轉(zhuǎn)移至下個(gè)區(qū)域，有效縮短了輸電線路的巡視檢查時(shí)間。

1.3 巡檢更全面

隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其功能日漸強(qiáng)大，通過搭載不同的平臺(tái)和系統(tǒng)，可以使無人機(jī)具有更多的功能，如設(shè)備缺陷快速查找、故障定位、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等等。由此使得無人機(jī)的巡檢更加全面，線路的跳閘次數(shù)和停電時(shí)長(zhǎng)隨之減少，確保了整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性，給供電可靠性提供了有效保障。

2 輸電線路巡檢工作內(nèi)容

輸電線路巡檢工作主要是對(duì)線路本體、附屬設(shè)施等進(jìn)行有效檢查和巡視，明確輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路運(yùn)行中出現(xiàn)的問題。輸電線路巡檢工作分為正常巡視、故障巡視和特殊巡視三種模式。不同類型的巡檢工作有不同的工作要求，需要合理安排無人機(jī)巡檢路徑。為更好地滿足輸電線路巡檢工作要求，要了解線路的運(yùn)行情況，綜合性分析各方面影響因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有資源的科學(xué)運(yùn)用，以此保證輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

3 電力輸電線路巡檢中無人機(jī)的應(yīng)用

3.1 電力輸電線路全方位巡檢中的應(yīng)用

在電力輸電線路巡檢工作中，無人機(jī)有著具大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)于性能很高的無人機(jī)來說，其硬件包括地面站與機(jī)載兩個(gè)組成部分，在無人機(jī)的機(jī)載部分中，能夠搭載可見光相機(jī)，可見光相機(jī)能夠?qū)旊娋€路進(jìn)行全方位的拍攝，并將拍攝的圖像進(jìn)行視頻轉(zhuǎn)換，通過模擬信號(hào)傳輸以及系統(tǒng)中的無線通訊模塊將拍攝到的圖像信息發(fā)送至計(jì)算機(jī)中，巡檢人員可通過專業(yè)軟件實(shí)時(shí)查看無人機(jī)所拍攝到的影像，并根據(jù)無人機(jī)的拍攝影像來判斷輸電線路的運(yùn)行狀況。除此之外，在面對(duì)特殊的線路巡檢要求時(shí)，巡檢人員還可利用遙控器對(duì)無人機(jī)進(jìn)行控制，從而使無人機(jī)能夠避過障礙物更加快速的找到故障位置。并且，無人機(jī)中可見光相機(jī)的焦距也可進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)，巡檢人員可通過遙控器來調(diào)整無人機(jī)的焦距，從而使目標(biāo)位置更加清晰，在巡檢完畢后還可將無人機(jī)拍攝到的巡檢影像存儲(chǔ)至計(jì)算機(jī)中。無人機(jī)借助于多用轉(zhuǎn)換頭來進(jìn)行輸電線路巡檢工作，這也使其能夠代替人來高效的完成巡檢工作，大大減輕了巡檢人員的工作強(qiáng)度，有效避免了安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

3.2 電力輸電線路姿態(tài)控制技術(shù)的運(yùn)用

廣泛運(yùn)用無人機(jī)進(jìn)行輸電線路的檢查和巡視，精確控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)，使線路運(yùn)行路徑穩(wěn)定，有效減少了外界信息的干擾，保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。例如，輸電線路巡檢中，相應(yīng)人員將無人機(jī)姿態(tài)控制技術(shù)歸納為：（1）利用加速計(jì)、磁羅盤、陀螺儀等姿態(tài)傳感器，采集相應(yīng)的工作信息，充分發(fā)揮無人機(jī)跟蹤精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)分析姿態(tài)控制技術(shù)要點(diǎn)；（2）借助地面站、遙控器等來設(shè)置姿態(tài)控制模式；（3）根據(jù)地面站、遙控器等指令信息，有效控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)。

3.3 電力輸電線路故障檢測(cè)中的應(yīng)用

在電力輸電線路巡檢工作中，無人機(jī)在輸電線路故障檢測(cè)中也發(fā)揮著重要作用，無人機(jī)具有三種主要的巡檢方式，一種是通過雷達(dá)進(jìn)行故障檢測(cè)，另一種是通過拍攝視頻來進(jìn)行故障檢測(cè)，還有一種是通過紅外線來進(jìn)行檢測(cè)。在雷達(dá)檢測(cè)中，其能夠使輸電線路的定量測(cè)量精度更高，并且可通過雷達(dá)測(cè)距裝置對(duì)輸電線路和周圍障礙物之間的距離進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，從而為輸電線路的維護(hù)與架設(shè)工作提供參考。在視頻可視化檢測(cè)中，巡檢人員可通過無人機(jī)中搭載的可視攝像頭來對(duì)輸電線路進(jìn)行航拍，并通過通訊模塊將航攝圖片或視頻傳輸至地面站的計(jì)算機(jī)中，巡檢人員可利用專業(yè)軟件來觀察航攝圖片或視頻，從而幫助巡檢人員分析輸電線路的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。在紅外檢測(cè)中，該技術(shù)是通過紅外線來幫助巡檢人員進(jìn)行成像分析，這種檢測(cè)方法適用于肉眼無法辨別的線路故障檢查，尤其是在線路金屬探傷中有著極高的應(yīng)用價(jià)值，能夠幫助巡檢人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路中存在的某個(gè)點(diǎn)或局部區(qū)域所出現(xiàn)的異常過熱問題。

總之，明確輸電線路巡檢工作內(nèi)容，及時(shí)了解無人機(jī)巡檢系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，掌握輸電線路巡檢工作對(duì)無人機(jī)的技術(shù)要求，以加強(qiáng)對(duì)無人機(jī)技術(shù)的運(yùn)用。具體地，可將目標(biāo)跟蹤技術(shù)、姿態(tài)控制技術(shù)、抗干擾技術(shù)、圖像處理技術(shù)等廣泛運(yùn)用，如運(yùn)用目標(biāo)跟蹤技術(shù)快速定位巡檢位置，明確電力巡檢路線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航，同時(shí)在高頻率作業(yè)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位，便于掌握輸電線路巡檢工作進(jìn)度，提前做好故障排查，促進(jìn)輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。