探究輸電巡檢中無人機技術的應用

陳 適 金 泉

（國網咸寧供電公司 湖北咸寧 437000）

0 引言

國家電網近年來大力推廣無人機進行線路巡視。無人機具有作業強度低，測量精度高、巡視效率高，自動化程度高等優點，不僅體積小、質量輕，攜帶方便，而且綜合成本低，靈活性好，可以進行全方位、高效、非接觸式的檢查。

傳統的輸電線路在進行巡檢時主要采取的方式是人工巡檢的方式為主，隨著國民經濟的飛速發展，輸電線路的里程數也在快速增長。越來越長的里程數與相對固定的巡線工之間的矛盾越來越突出，人工巡檢不僅工作條件艱苦、勞動強度大，而且由于巡線工人的素質參差不齊，不僅造成巡視效率低下，而且遺漏忽視缺陷的情況時有發生。這時候，電力行業急需一種效率高、質量可靠、低成本的巡視方法代替傳統的人工巡視，無人機的出現解決了這個燃眉之急。

1 應用無人機進行巡檢的重要性

高壓輸電線路為了安全，大多數避開了城市建筑密集區域，多數處于山野之中。若采用傳統的人工巡檢方式，一名經驗豐富的巡線工一天只能檢查9～10基桿塔，如果遇到惡劣天氣或者特別復雜的地形，可巡視的桿塔數量還會降低，而無人機一般只需要20-25min便可完成一個熟練工人一天的巡視量，大大提升了巡視效率。而且在一般的輸電線路巡視中，為了生命安全考慮，獨自巡視的巡線工禁止攀登桿塔，這樣一來，巡線工只能對桿塔基礎、導線、塔材、桿號牌、基地裝置等進行檢查，而對于絕緣子、三角連板、防震錘、懸垂線夾等桿塔上的金具、以及樹障、外破距離導線的精確距離無法確認。如果利用無人機獨特的空中超近距的檢測優勢，從不同的角度拍攝圖像，就能及時將更加詳細的線路信息帶回來地面控制中心。以無人機傳輸回來的數據，可以建立狀態巡視計劃，提前發現安全隱患。

除此之外，采用無人機巡檢主要要求巡視人員向無人機操作手進行轉化，而日常巡檢對無人機操作手的人數要求很低，對于公司來說，相較于大量、高勞動強度的運維成本，投資培訓一批無人機操作員是非常劃算的。

2 無人機在輸電巡檢中的關鍵技術

在應用無人機進行輸電線路的巡檢的過程中，需要了解多項關鍵技術。我們查詢了有關的資料，選擇了其中幾種關鍵的技術類型進行分析，以下是具體的研究結果：

2.1 無人機的飛行控制系統

目前無人機飛行控制系統通過以下幾個方面控制機身的穩定：

（1）通過GPS信號傳輸，可以在任意方位傳來氣流沖擊時保持空間位置可飛行姿態的穩定。

（2）在鎖定飛行高度的情況下，自動調整，保持飛行高度。

（3）保持飛行航向的穩定。

（4）采集飛行信息，及時與地面信號控制器進行交流。并在緊急情況下，提醒操作手進行緊急迫降。

（5）地面控制器傳出指令時，無人機可以實時做出相應動作。

（6）飛行路徑中遇到障礙物時，具有自動壁障功能。

（7）具備其他應急處理的功能。

2.2 無人機常用的傳感設備

目前，無人機采用的無人機傳感器主要以可見光檢測設備和紅外檢測設備為主。

可見光檢測設備。以高清防抖數碼相機、高清攝像機為主。利用可見光波段的傳感器對桿塔本體、導地線、金具、絕緣子、釘銷等部件的外形、大小、完整程度、顏色，以及輸電線路通道內樹障、房障等外破、交叉跨越、“三跨”情況進行記錄，必要時可以全程錄像。

紅外檢測設備。以制冷型和非制冷型為主，搭配不同規格的紅外鏡頭。實質上是將紅外熱像儀搭載在無人機上，對輸電線路的導線、引流板連接處、耐張線夾壓接處及其他金具連接處進行溫度監控，通過熱輻射的分布特征，判定相關部位是否處在正常溫度范圍內，提前發現潛在隱患。

2.3 自動巡檢

傳統無人機采用了GPS定位系統，在飛行過程中接收到四顆衛星傳輸過來的偽隨機碼（C/A碼），通過航拍電文的不斷修正來規范飛行軌道。近兩年，技術人員通過記錄航道上的空間坐標信息，并讓無人機在制定的位置拍照，建立輸電通道空間模型，可以在1m的誤差內確定樹障及房障等外破距離，進一步降低了運維人員的勞動強度和巡檢效率。運用RTK（載波相位差分技術）的無人機在慢慢投入使用，該技術通過將基準站建在已知或未知點上，基準站接收到的衛星信號通過無線通信網實時發給用戶，用戶接收機將接收到的衛星信號和收到基準站信號實時聯合解算，可以將樹障及房障等外破的誤差降低在30～50cm。

3 輸電線路中無人機巡檢技術的應用

采用無人機技術對輸電線路進行巡檢可以提高巡檢的效率，無人機技術是一種新型的科學技術，這項技術的應用不僅提高了巡檢的效率，還進行了一定的創新，對人工智能技術以及新型檢測技術等進行了應用，在降低了工程成本的情況下提高了檢測的效率，因此，無人機巡檢技術的應用對我國輸電線路的完善有非常重要的作用，對我國電能企業的發展十分的有利。采用無人機技術對輸電線路進行巡檢時需要考慮實施方案的選擇，要做好前期的準備工作，例如：測繪工程的進行應該按照有關的條文規定進行，要根據具體的測繪信息對測繪工程進行制定，降低線路出現故障的可能性。對電力系統的維護需要多方面人員的共同努力，因此，采取合適的巡檢技術有利于電力系統的故障檢測，有關的工作人員應該保證輸電線路的穩定情況，對無人機拍攝的圖像資料進行充分的觀察，對出現故障的部位進行及時的維修，從而保證輸電線路的完善，為我國電能資源的穩定供應做出一定的貢獻。

4 結束語

通過對上述的資料進行分析，我們可以知道，現階段，我國在進行電力產業的發展的過程中還存在一些問題，如何解決這些問題對我國電能產業的發展非常的重要。輸電線路的質量對電能的穩定供應十分的關鍵，因此，對輸電線路進行巡檢可以有效地解決現階段電能企業在發展的過程中所面臨的各種問題。采用無人機技術進行巡檢可以降低工作人員的工作量，對巡檢效率的提高也有一定的好處，有關的研究資料表明：巡檢效率的提升可以從根本上提高電能供應的效率，降低故障等情況的發生，對我國電能企業的發展非常的重要，有利于人們生活質量的提升。