配網線路集群無人機智能巡視技術研究與應用

賴浩平

摘 要：伴隨著社會的發展與工業產能的提高，現在的社會對電力資源的需求也越來越大，電力供應的可靠性要求逐漸變高。電力在我國經濟發展中發揮著尤為關鍵的作用。然而，在電力供應當中也表現出一些突出的問題，比如電源中傳輸線的安全性。傳輸線的總距離相對偏長，并且諸多配電線路位于惡劣的環境當中。這大大增加了傳輸線問題的可能性，尤其是人工巡線的難度成倍增加。針對這一點，論文在介紹無人機的基本含義，以及配電網線巡檢工作目前情況的基礎上，講述了微型無人機全自主巡檢技術的理論基礎，只除了使用無人機，電力巡檢技術的主要性。最后對多旋翼無人機全自動巡檢方案進行設計，并且對無人機的配電網線路巡檢中的使用進行討論。

關鍵詞：配網線路集群;無人機智能;巡視技術

前言：無人機是在飛控技術，搭載專用的任務荷載基礎上，開展自主飛行任務與其他相應工作的無人駕駛航空器。與載人飛機相對比，它主要的優勢是沒有培訓員隨機飛行，飛機上也沒有生命保障系統設備，成本低、風行小、操控也比較簡單，是配電線路巡檢檢測的非常有用的工具。現在經常看到的無人機飛行平臺有：多旋翼無人機、單旋翼無人直升機、固定翼無人機與組合翼無人機等新型分布的各種無人機。

1 配電線路巡檢工作現狀

因為配電線路的安全穩定運行對整體電路供應系統的安全性有著相當關鍵的作用，更是社會穩定、百姓日常生活的基礎。因此，配電線路運行需要不斷的進行維護，做好配電線路的巡檢工作，及時發現配電線路的線路本體以及附屬設施出現的故障或者安全隱患與線路保護區內各種檢測裝置、標志牌、航空警示器材、防霧防冰器材缺損、變化等狀況。為了預防配電線路發生故障，為配電線路的檢修和運維提供可參考依據，必須定期對其開展巡檢。大部分配電線路分布在地質條件較為復雜的環境中，線路與設施容易遭到雷雪風暴等自然因素的影響，或者違章施工、違章種植等人為原因的影響，引起故障或者隱患，需要配電線路維護工作人員需定期開展巡檢工作，需要開展全方位、多層次的巡視，實時精準的找出線路故障問題。繁重復雜、安全性不足、效率低下是人力巡檢工作難以杜絕的缺陷。近幾年來，隨著無人機技術的持續發展，已經廣泛運用至航空攝影檢測、太陽能電廠巡檢、考古勘探、地質勘測、高速公路巡視、電網線路巡檢、森林火情監測、高層建筑物消防等工作中。

2 無人機的全自動巡檢理論前提

無人機智能巡檢技術能夠給電氣系統帶來高效、合理的巡檢計劃，這一系統計劃囊括了高度集中的一體化無人機監控地面站系統、無人機飛行平臺、任務荷載與信息鏈電臺。各子系統之間相互合作、相互配合實現立體化智能電力巡檢工作。無人機全自動巡檢技術是以搭配高效飛控與高像素航拍相結的無人機作為中心，輔助可靠安全的信息鏈系統，與具備完善數據處理能力的地面站系統構成。在巡檢工作中，通常優先運用固定翼巡檢無人機或者大型油動單旋翼無人直升機對線路開展通道巡檢，完成后采用微型多旋翼巡檢無人機通過遙控圖像對輸電線路、地線、絕緣子的實際狀況落實細致化巡檢。在察覺異樣狀況下，可以采用巡檢工作人員配備的微型多旋翼無人機到具體出現異樣的區域落實完整的細致化巡檢工作，巡檢工作人員可以通過觀看地面站提供的圖片辨別此區域是否存在問題或者異樣[1]。

3 微型多旋翼無人機自動化巡檢計劃的規劃

在過去的無人機巡檢工作中，需要無人機操控人員操控無人機在短距離拍攝高精密度的桿塔與線條圖像。因為地面操控人員的角度差異，對無人機的把控精確度存在較大的誤差，不單單減少了工作效率，并且由于定位不精確，還有可能威脅到航拍照片的診斷質量，急需落實無人機的自動化巡檢工作。無人機的自動化巡檢工作，優先要科學設計飛行線路、飛行線路是以一系列航拍點與飛行軌跡構成，無人機巡檢工作航線設計的實際情況就是航拍點的規劃與航線的安排。在巡檢無人機工作過程中，飛行文件以一個穩定的頻率記載GPS定位系統、動力系統、任務荷載以及真實的飛機參數數據。無人機結束巡檢工作后，不但能夠依據POS信息編制出巡檢的精確路線，同時也能夠將高精度空攝影的時間信息與飛控POS信息充分融合，在航拍工作中，明晰各個航拍區域的坐標參數以及攝影機的云臺角度焦距等等數據。采用專門的工業級多旋翼無人機，在專門的無人機地面站中將飛行航行沿線的拍攝點與轉彎點設計為航點，同時在航點數據中編制航點的坐標參數以及云臺角度等數據。優先以飛行經驗豐富的無人機操作人員落實手動飛行拍攝，找出最合理的航拍區域與云臺角度。緊接著從飛控的日志文件中剖析無人機航拍的軌跡、航拍點的坐標 參數、云臺角度、航拍攝影機的焦距等等數據。之后，通過這些信息設計好無人機全自動飛行的航路與航拍點的云臺角度、航拍相機的焦距。往后的巡檢作業，只需要將規劃好的無人機航線傳輸無人機飛控，就能夠做到電網線路的無人機全自動巡檢[2]。

4 無人機在配網線路巡檢中的運用

4.1無人機技術中的運用

無人機航拍技術在配電線路巡檢作業中的運用獲得了非常突出的效果，通過微型多旋翼無人機落實航拍巡檢能夠落實全角度、多方位的檢查。在配電線路巡檢工作中能夠快速找出故障區域，能夠極大程度上降低電力巡線工作人員高空工作量以及帶電作業量。這不但緩解了電力巡檢工作人員的工作強度，也極大程度上減少了電力巡檢工作中的危險程度。在惡劣的自然環境下（大風、下雪、暴雨等氣候），攀爬配電線路桿塔極大程度上容易出現跌落等以往狀況。并且，假如巡檢工作人員坐在桿塔中開展檢測，也極有可能會出現電擊等安全問題。通過無人機替代人工巡檢配電線路，不但能夠極大程度上減少巡檢工作的危險性，并且能夠充分提升了巡檢工作效果，同時在確保巡檢工作人員安全性的基礎上，直接提升了電力系統運轉的安全可靠程度。

4.2無人機技術的運用前景

微型無人機配電線路自動化巡檢技術具備廣闊的運用前景，其中微型無人機在架空線路的細致化巡檢工作中，采用差康航拍照片能夠有效快速的找出配電線路中的漏洞與改變狀況，可以充分減低巡檢工作人員攀爬桿塔的工作危險性。并且，巡檢工作人員能夠在地面站中操控無人機借此開展高空檢測，通過從航拍的高精密度的圖像中，線路巡檢工作人員能夠將精確掌握配電線路的運轉狀況。微型無人機配電線路自動化巡檢技術不單單具備消耗低，安全性突出的優勢，同時在其他行業中也具備廣闊的運用發展前景。當配電線路處于地質條件復雜的狀況下，人工難以實現檢測并手動診斷故障，采用微型多旋翼無人機替代人工檢驗能夠高效順利的實現配電線路的巡檢工作[3]。

結語：隨著微型無人機飛控與定位技術的發展，微型多旋翼無人機在配電線路巡檢工作中有著無可比擬的優點，其不但能夠極大程度上減少工作人員的工作負擔，確保電力巡檢工作人員的安全性，并且還能夠以較低的消耗快速高效的落實巡檢工作。所以，在配電線路巡檢工作中，值得廣泛運用并推廣無人機全自動巡檢技術。

參考文獻：

[1]羅煒， 張海濤， 張笑玲，等. 配網線路集群無人機智能巡視技術研究與應用[J].科技創新與應用， 2020， 000（007）：146-147.

[2]謝信霖、陳善機、鐘尉、張雄標、龔德煌、劉旺. 配網線路集群無人機智能巡檢技術與應用[J]. 環境技術， 2020（S1）：40-43.

[3]何水通. 配電網架空線中無人機巡視應用分析[J]. 精品， 2019， 000（012）：P.217-217.

（廣東電網有限責任公司河源供電局，廣東 河源 517000）