高壓輸電線路的無人機電力巡檢技術

李利占

摘 要：隨著近年來我國工業化和城市化發展的不斷加快，對于電力的需求也在不斷的增加。電力需求增加的同時也推動了高壓輸電線路數量的不斷增加。在高壓輸電線路增加的情況下，需要及時的改變電力線路的檢測方式，如果仍然采用的是傳統的人工檢測方法，那么其效率相對來說就比較的低下，而且還可能會出現一些技術性的失誤。在這種背景下，無人機電力巡檢技術逐漸的被廣泛的運用到高壓輸電線路巡檢當中。

關鍵詞：高壓輸電線路;無人機;電力巡檢技術

引言

無人機屬于電力線路安全巡檢新型技術，這種新興的自動化航測設備靈敏度高、操作簡便，同時能夠克服巡檢作業區域較為復雜帶來的阻礙。通過敏感的遙感技術，利用無人機對相關巡檢設備進行搭載，可對電力線路的安全巡檢過程進行精確的數據獲取，保證將操作人員的安全危險系數降到最低。

1無人機電力巡檢技術概述

無人機電力巡檢作為一種新的方式，使用可見光紅外熱像儀、遙感設備及數據相機等設備，能對輸電線路進行巡視檢查。該方式在當前的電力線路巡檢中應用逐漸普及，在系統中包括以下部分，分別為能夠容納系統操作員的GCS，操作人員以及天線系統的接口，還有運載有效載荷的多旋翼以及飛機與GCS之間的通訊系統，能夠向飛行器發送控制輸入并將信息有效載荷以及其他的數據返回到GCS。系統設計采用的是能用于電力巡檢的UAS系統架構。無人機系統中的子系統包括了飛行控制系統、有效載荷，可發揮出檢測的作用。其中多旋翼無人機中有飛行控制系統、有效載荷，飛行控制系統能進行任務管理及信號融合，實現穩定的飛行;有效載荷中包括了視頻發射器及攝像機。

2高壓輸電線路的無人機電力巡檢技術

2.1無人機智能聯動技術

無人機智能聯動是指無人機與桿塔上圖像監測裝置結合，當圖像監測裝置檢測到有問題時，通過平臺間數據共享觸發智能聯動機制，控制無人機自動進行清障、喊話等操作，保障輸電線路運行安全。當無人機巡檢平臺接到可視化平臺推送的通道異物告警后，巡檢平臺將異物位置信息發送到無人機，同時給無人機發送清障指令，無人機接到指令后自動更換搭載設備，搭載激光清障器和高清攝像頭，利用5G通信高帶寬、低延時、高精度的特點，準確到達異物位置，并鎖定異物，高能激光束射到目標異物，通過光熱作用將架空線路上的漂浮型異物部位吸收激光導致局部溫度急劇升高后熔化或氣化，從而掉落。同理，當輸電線路下方出現未經批準的非法施工或經過超高車輛后，無人機接到指令后自動更換搭載設備，搭載喊話裝置和高清攝像頭，快速到達指定位置，對下方施工人員或車輛司機進行喊話，勒令其停止施工或駛離，并進行錄像保存證據，并將視頻實時回傳至無人機巡檢平臺，運維人員可以通過現場視頻進行備案和責任追尋。

2.2精準掃描技術

在整個高壓輸電線路的運行系統當中，不僅存在一些容易觀察到的設備，同時也存在著許多微小不易觀察到的設備。因此，對于無人機的巡檢當中要用精準的掃描儀確保這些微小的設備都能夠得到觀測和分析。因此，如果想要使無人機巡檢在高壓線路當中得到更精確的結果，不僅需要使大范圍的設備都能夠得到檢測，同時也要保證一些微小的設備得到掃描分析。在進行大范圍的設備檢測時可以使用無人機的弧垂檢測技術，弧垂測量技術是一種基于無人機技術進行線路的弧垂高度測量的檢測系統方式，整個檢測系統主要由，數碼相機，微波發射器，微波接收器，地面控制中心，計算機操作系統等等組成。在進行無人機巡檢的時候，將數碼相機和發射器安裝到無人機的旋翼當中，并且將這些相機發射器等等與無人機的控制面板相聯系，與地面的計算機操作控制系統總部相結合。在地面的控制中心又與無人機上的微波器相聯系，這種測量方式在無人機的巡檢當中具有很高效的運行效率，而且在節約時間的同時也保證了測量結果的正確性。在進行微小的設備掃描當中，可以采取智能模式與人工模式相結合的方法，將目標設備的相關信息提前錄入到無人機的電子信息系統當中。這樣就可以在很大程度上減少人工操作中所產生的一些事故，更加精確的獲得設備的信息和圖片掃描結果。這種模式不僅保證了高壓輸電線路巡檢的準確性，也使得工作人員的壓力得到了減緩。

2.3無線通訊技術

無人機遙控測量功能、信息傳遞功能以及跟蹤定位服務功能，三種功能的全面發揮離不開無線通信技術的輔助。為了讓無線通訊技術的作用全面發揮，在對無人機的遙控測量工作進行組織落實時，應對幾方面進行重視：首先，測量無人機的飛行狀態，保證無人機在飛行過程中路線精確、過程穩定;其次，精確測量無人機設備的相關參數，對無人機系統獲得數據背后的價值被更深入的開發。還可借助無線電通信技術以及巡檢技術對正在運行采集信息的無人機飛行狀態進行獲取，并通過地面設備對其進行控制，無人機上裝載的任務荷載傳感器在信息傳輸過程中發揮著不可替代的作用，能夠讓地面系統對無人機進行跟蹤定位，同時新建技術人員還可及時了解到無人機當前的位置以及任務的完成效果。如發現不穩定的情況可及時操作系統進行糾正，無人機的巡檢技術由多個系統或技術終端組合而成。同時也橫跨了圖像識別、電子通信以及影像采集等多個技術領域，構建出一個完善科學的無人機巡檢系統，能夠讓巡檢工作的勞動強度得到有效降低，同時大幅縮減巡檢資金與時間成本保證有效提升巡檢工作的落實效率。需注意的是，無人機電力線路安全巡檢系統以及關鍵技術的科學應用與革新，還直接促進了航測技術與電力技術的快速發展。

2.4無人機續航技術

無人機續航能力不足是輸電線路無人機智能巡檢技術中存在的另一關鍵問題，已嚴重制約了輸電線路巡檢的效率。目前，無人機續航時間通常為30min左右。為解決無人機的續航問題，部分地區已開始采用了設置無人機機巢的方法。無人機機巢主要有巡檢車改裝而成的移動式機巢和固定于桿塔頂部的固定式機巢。其中，移動式機巢可在一定程度上提高無人機巡檢的續航時間，但并不適應無人機自主巡航的發展趨勢，并且人工、維護等成本較高;而固定式機巢僅需少量的人工干預，更加契合無人機自主巡檢的要求，因而具有較好的應用前景。然而，如何將固定式機巢完備地融合于輸電線路無人機智能巡檢技術中，還有諸多技術難點需要攻克。此外，對無人機進行動態充能是一種更加理想的解決方案。通常這種方式，可直接提高無人機的續航能力，但也存在著一些需要解決的關鍵技術問題。例如，供能端如何獲取能量問題、供能的穩定性如何保證問題、供能存在的其他風險如何避免問題等。利用輸電線路電磁場為無人機動態充能也是一種潛在方案，但目前還處于探索階段。

結語

綜上所述，這對于高壓輸電線路的巡檢當中無人機的存在是一個非常有優勢的存在，它含有許多現代的高科技因素，更加的具有科技化、智能化。因此，我們可以積極的普及無人機巡檢技術在高壓輸電線路中的應用，但就目前的發展情況而言，但還存在著一些問題需要我們進行一些探索和解決。

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