無人機技術在電力線路巡視的應用分析

王 賀，李 超

（國網吉林省電力有限公司培訓中心，吉林 長春 130000）

0 引 言

輸電網絡系統的安全是保證我國社會經濟正常運行的前提和基礎，因此我國越來越重視輸電網絡系統的安全檢查工作[1]。無人機作為新型的電力線路巡視技術，一經問世就受到了電力公司的青睞[2]。明確無人機技術在電力線路巡視中的優勢和具體應用方向，可以促進相關技術的進步和發展。

1 電力線路巡視的主要內容

電力線路巡視主要是檢查輸電網絡中各個節點和線路的具體情況。在檢查過程中排除電路正常運行情況下零部件的損耗和潛在的風險。目前，輸電網絡的安全性主要依靠相關工作人員的巡視和排查實現。

2 電力線路巡視中存在的主要問題

2.1 巡視成本高

由于我國輸電網絡分布空間大且輸電網絡結構復雜，因此負責巡視的工作人員需要長期在戶外進行巡視工作。但每個工作人員的巡視能力都是有限的，所以不得不招聘大量的巡視工作人員，并為其配備相關的巡視設備，這就導致大大提升了巡視工作的成本[3]。

2.2 巡視安全風險大

電力線路的巡視工作具有一定的危險性，工作人員需要檢查每一條線路的使用情況和損耗情況。如果不注意就會造成傷害，尤其是部分外部環境惡劣的地區。因此電力線路的巡視依靠人工是非常不科學的。

2.3 巡視效率低下

與上述存在的問題相同，電力線路的巡視工作任務量大且工作環境艱苦，僅僅依靠人工實現不僅會影響工作的速度，還會影響整個巡視工作的質量，而且巡視人員的小失誤就有可能會帶來巨大的損失[4]。因此，當下依靠人工實現電力線路工作并不現實，效率過于低下。

3 無人機巡視的優勢

3.1 大大提升巡視工作的安全性

雖然從整體的設備購買和人員培訓的角度來講，無人機巡視前期的投入比較大，但是從整體的應用和無人機的工作效率來講，其可以大大縮減工作人員的工作難度和巡視時間，降低在日常巡視工作中的困難。不論是在艱苦的環境還是在復雜的電力線路中，都可以依靠無人機實現電力線路的檢查與巡視[5]。隨著我國科學技術的進步，無人機技術突飛猛進，并且多個技術領域同時發展，無人機巡檢技術也由此誕生。目前，我國的多項研究已經有無人機巡檢技術的參與。通過搖桿進行無人機的操控，再輔助以計算機技術和圖像處理技術能夠更好地進行相關測量工作。此外，由于無人機不需要駕駛員和地質科研員在飛機上展開相應的工作，因此在進行危險測量工作時減少了人員損失。

3.2 靈活飛行，數據準確性強

相較于傳統的航拍飛機來說，無人機更加靈活小巧，并且升空的時間較短，不需要專門的跑場就能夠升到空中進行工作。同時隨著科學技術的不斷發展，快速進步的巡檢操作系統使得無人機搖感技術的運營成本降低了很多。操作簡單的系統和成本較低的運營，促進了無人機巡檢技術的進一步使用[6]。在進行無人機巡檢之前，通常需要先規劃線路，之后無人機根據規定好的線路進行自動飛行，體現了其穩定性。無人機性能的加強，不僅能進行高強度的航空拍攝，還能夠相應的提高穩定性和精準度。而且由于不需要駕駛員進行操作，能夠節省更多的空間進行燃料的添加和儲存，因此相比于普通飛機能夠飛得更遠，運行時間更長。此外，輕便靈活的無人機能夠在瞬間完成100多個點的測量工作，并且能夠不間斷地進行測量，并且無人機技術和計算機系統的結合能夠瞬間將采集的數據傳到地面[7]。工作人員及時對傳回的數據進行處理，從而提高了處理的效率。

3.3 巡視成本低

與傳統人工巡檢的工作模式相比，小型無人機對電力線路進行巡檢能夠提升工作效率，節省巡視成本。首先，無人機的操作系統較為簡單，所以造價要比普通的航拍飛機便宜許多。其次，無人機只需要駕駛員在地面通過巡檢系統進行操控，因此進一步縮短了駕駛員的上崗時間，相應的成本就會減少。再次，無人機制造所用的材料都是新型復合材料，較為輕便，費用較低，而且后期維修方便。最后，無人機巡檢技術搭載的處理設備對配置要求較低，相應的數據處理費用也比普通的航拍飛機要少很多[8]。

3.4 巡視更加精準

如今的無人機巡檢技術所用的無人機搭載的都是高科技設備。通過應用新型的高精度設備，能夠從多個方向和多個角度拍攝測量點。在拍攝過程中，垂直角度、傾斜角度以及水平角度都能夠輕易的完成。并且無人機體型較小能夠穿越狹小的通道，從多個角度和尺度進行拍攝解決了一部分遮擋物的問題，從而使得測量結果的精度更高。這些是傳統拍攝技術無法做到的。因此，從長期使用和巡視工作效率的角度來講，利用無人機進行巡視和傳輸數據相較于傳統的人力巡視更具有優勢。此外，無人機巡檢技術是高度集成的，可以與其他系統很好地集成在一起，從而提高其應用效果。

3.5 監測更有深度

對于巡檢技術而言，保證監測效率是十分重要的一點。如果不能夠在第一時間處理發生的緊急事件或者狀況，就容易造成不好的社會影響和惡劣的結果。對比其他手段，無人機巡檢技術具有監測效率高的優勢。利用無人機巡檢技術能夠第一時間有效處理發生的緊急事件和狀況，提高處理事件的效率和監測效率，同時還能改善處理的結果。

僅監視大范圍的對象是不夠的，這樣并不能達到理想的監視效果。通過無人機巡檢技術可以實現小范圍的目標監視。同時，在應用于電力線路巡檢工程的測量過程中，測量范圍靈活，可以增強控制能力。另外，通過充分利用該技術，可以將目標區域的實際情況反映在相應的儀器中，擴大監視深度，大大提高地圖的直觀程度。

4 無人機在電力線路巡視中的應用

4.1 傳輸巡視圖像

無人機技術有著強大的信息采集和信息處理系統，因此可以在電力線路巡視的工作過程中及時辨別和拍攝圖像，將其傳輸到后臺并對數據進行應用和分析，這樣就實現了圖像的采集和數據的應用與分析。目前，我國無人機圖像采集和數據傳輸系統的能力已經較為成熟。但在實際的工作中依然存在部分問題需要解決，如數據和圖像采集的清晰度和準確度以及后臺誤差等問題。因此，在以后的工作中需要通過更加完善的管理措施和技術更新來實現數據的高效運用。

4.2 降低數據采集難度

利用無人機技術可以大大降低數據信息采集的難度。無人機主要是由飛行系統和數據采集及處理系統組成，其中飛行系統主要是為了完成無人機的飛行問題。由于無人機在電力線路工作中主要用于人類無法到達和條件比較艱苦地方，因此當其利用飛行技能時，避免了大量的人工作業，縮短了數據采集的時間，最大程度上降低了數據采集的難度，為后期相關數據的處理工作提供良好的基礎。

4.3 提高巡視工作安全性

因為無人機雷達反饋系統先進，因此在運行的過程中可以及時檢測到前方的障礙物，并設計完善的躲避路線，可以盡最大程度降低障礙對無人機技術的應用問題。正是因為無人機躲避障礙技術的日益完善，使得電力線路的設計與整理工作有了更多無人機技術的參與。無人機躲避障礙技術雖日益完善，但仍存在很多不足，如無人機技術沒有形成系統的障礙反應系統，導致當下躲避障礙依然需要人工設計線路，并不能真正稱之為自控系統，這也是在以后的設計工作中需要改進的地方。

利用無人機技術可以實現電力線路的巡視工作。從電力線路的敷設與規劃工作環境來看，其整體環境是較為復雜的。部分地區氣候條件差，且不適合工作人員的進入，因此利用無人機實現線路的檢測與設計是非常有必要的。應用無人機技術進行線路的巡視時，主要是利用了無人機獲取信息和分析數據的功能。將整條電力系統進行整體規劃，形成一套完善的電力線路系統，并以此為前提根據各個線路節點的情況分析線路的敷設情況。這樣，不僅在很大程度上解決了工作人員難以到達環境惡劣的電力線路地區進行巡視的難題，也使得定期按時巡視成為了可能，降低了線路敷設與管理的難度。

4.4 縮短巡視時間

電力線路敷設工作選擇飛行無人機的主要原因是無人機利用飛行技術可以打破空間的限制，從不同的位置和角度分析和檢測管理線路敷設情況，收集到的信息更加精準和豐富，可以輔助相關設計工作的高質量完成。無人機飛行技術可以提高電力線路敷設工作的效率。從電力線路的相關工作來看，影響其效率的主要原因在于實現相關線路的規劃與設計時需要耗費大量的時間和成本。人工檢測的速度是有限的，且只能通過親自測量和分析的方法實現相關工作，導致工作周期長且數據準確性差。而利用無人機高效的飛行能力，可以實現在短時間內的數據采集與信息處理，直接避免了人工成本的浪費。由此可見，無人機高效的飛行技術可以在很大程度上提高相關工作的運行效率，還可以避免不必要的資源浪費。

5 結 論

與傳統的人工巡視模式相比，利用無人機進行電力線路巡視可以大大提高工作效率，同時降低人工巡視潛在的誤差風險。但是從無人機技術的長遠發展來看，其依然處于起步階段，在未來的設計中可以針對電力線路巡視工作進行更加現代化的設計，以達到高效完成相關巡視工作的目的。