無人機在電力架空線路巡視中的應用探討

石佳

摘要：縱觀我國這些年的快速發展，定離不開電力的技術支持，電網與輸電線路的大量建設，使得我國經濟實力得以穩步前進，但是大家所不知的是，我國輸電線路的建設仍以人工為主，由工作人員進行查線、巡線、驗收、最后完成建設。多年來，采用以人為主的方法已經克服了許多困難，但在巡線現場架空線路（35 kv和110 kv，有幾十公里）長時遇到的問題有：海風大，鹽霧腐蝕嚴重，造成拉線斷開，避雷線斷開，導致線路跳閘;架空線路下樹木枝葉過高，導致線路對地放電：線路上有鳥巢，導致蛇類爬樓，導致線路短路。應用無人機巡檢，能提前發現設備存在的安全隱患，防止事故發生。能夠從技術上體現無人機的巡視的優勢，在技術革新科技快速發展的年代，節省人力提高效率是我們的目標，本文主要引入無人機的特點和應用，與人工建設做對比，講述無人機是如何克服人工建設時所面臨的難題的。

關鍵詞：無人機;電力架空;巡視;應用

1、無人機的發展歷程

無人機最早出現在戰場上，發明它是為了避免過多的士兵犧牲，代替士兵進行電子竊聽和偵查任務，為戰爭的勝利付出不少功勞。后來應用變得廣泛起來，應用于多個領域。在日常中，我們也曾接觸到過無人機，無人機體型小，速度快，且不需要擔心載人安全的風險因素，可遠程操控，可以搭載多種電子儀器，高清攝影機、紅外測溫儀，幫助工作人員巡視無法到達的“神秘地點”，可謂是事半功倍。

1.1、無人機的構成及巡線特點

電力架空線路巡視的無人機是我國一項重大的突破之一，也是無人機在經濟建設中的技術革新。近些年，國內通過分析無人機在：影視制作、廣告航拍、安全巡邏、物探測量、消防監測、通信中繼、人工降雨、科研試驗、緝私監控等應用的表現，解決了前期穩點性差，接收信號不及時的問題，甚至在重大災害的救援現場也可以看到他們的身影。

2、無人機應用于電力架空線路巡視的方式研究

我國技術人員在改造電力架空巡視無人機時，針對“關鍵技術、應用情況、實際操作原理、核心要素”四個方面進行了重大研究，并結合實際應用情況，總結以下研究成果。對于無人機巡檢在電力架空線路上的應用的研究，必會促進無人機技術的不斷進步，提升巡線的自動化層次，節省人工勞動力，提高線路巡視效率，降低應用成本。

2.1、無人機電力架空線路巡視的關鍵技術

在充滿未知情況與艱辛環境的電力架空線路巡視工作中，熟練掌握無人機的關鍵技術是首要任務，而有關無人機巡視的空中技術如下：

（一）無人機控制技術：巡視線路包含了100公里起步的長度，且從公路到達巡視地點的距離也在10公里到30公里之間，表明無人機的基本要求便是行程遠，定位準，伴隨無人機執行巡視工作時，要結合GPS自主線路導航控制、線路桿塔自動跟蹤等飛行控制功能，才能保證遠程操作工作的流暢性和準確性。

（二）機體穩定飛行技術：在日常生活中，我們經常拍照，如果沒有穩住相機，那么拍攝出來的影片便是模糊的，在實行巡視任務中，必須要獲得清楚細致的圖片反饋，以便可以準確查找工作漏洞，無人機在飛行過程中，將面對許多的天氣因素干擾，要保持穩定，并且不能發生抖動;這代表著無人機需要配備自動控制攝像功能，在相關設備配備齊全的情況下，成功將巡視情況全部反饋到地面人員手里。

2.2、無人機電力架空線路巡線的實際操作原理

鑒于無人機在飛行過程不可避免遇到的小麻煩，如機身料動，拍攝不易對焦的情況，無人機只能輕松發現的架空線路較為明顯的處于表面的故障進行判別，但對于線路里面的異常情況還不能進行判別。空中的數據傳遞方式，最常使用的就是通過數據鏈傳輸，把拍攝的高分辨率的影像信號由無人機在巡視過程，實時傳輸到地面監控系統的屏幕上，這種巡視的信息接受工作為兩個或多個人同時進行，一人主要對無人機進行操控，其他成員則對監控系統屏幕進行觀察。在無人機飛行過程中，監控人員一旦分析數據發現異常，將立即通知操控人員對該區域進行重點檢查;其次便是巡視時間的選擇，電力架空線路大多裸露在室外，應該選擇天氣較為晴朗的時間開展，這樣在可見光模式下拍攝的線路巡視情況最清晰;如果迫不得已在在清晨日出之前，或則在黃昏日落之后和多云下開展巡視工作，就要使用紅外熱像儀，無人機同樣可以很好的利用紅外線判斷線路穩定異常的區域。

3、無人機巡線技術的應用

在輸電線路的巡檢工作中，無人機的適用范圍廣，作用水平深。結合實際經驗，無人駕駛技術可用于進一步優化高空作業在架空線上的巡邏效果，可以及時發現傳輸線的每個故障點。在某種程度上，它減少了工作人員的工作量，并避免了攀登高處等工作的風險。

4、無人機巡線技術的核心要素

在認真巡視虛擬電線的過程中，我們經常使用專用的遙控直升機和四旋翼無人機。目的是進一步提高巡邏水平，避免隱患。通常遙控無人飛機的組件基本上是遙控直升機主體，減震懸掛設備和地面攝像機監視系統。后臺操作員可以使用無線圖像傳輸數據，并且基于由遠程控制的無人機在飛行過程中收集的電力虛擬線路的運行圖像，知道當前的虛擬線路是安全的，四旋翼無人機主要由地面站和旋翼無人機體組成。系統中安裝了無線圖像傳輸設備和高分辨率圖像采集設備，以滿足遠程傳輸要求。最值得注意的是，四旋翼無人機在起飛、著陸和懸停方面均具有重要的應用優勢，值得廣泛使用。通過應用以上兩種輔助設備，可以進一步增強巡邏無人機的應用效果，可以保證架空電力線的安全合理運行。

5、總結

在我國近年來的快速發展中，電氣提供了很大的影響。能源網絡和輸電線路的數量也引領著中國經濟的發展。但是，國內的線路建設還是以人工為主，相比于人力的工作方式，無人機巡視不在受天氣，地勢，視角的限制，不僅節省了工作時間和工作經歷，還為巡視工作提供更為精準的現場影像，大幅度提高了巡視效率，提前發現設備存在的隱患，降低作業風險。無人機巡視技術在電力架空線路的應用是一次革新，也象征著無人機不在僅僅是軍用和民用，促進國家電力科技化的發展，科技自動化的提高。

參考文獻：

[1]邱國新.在直升飛機上應用紅外熱像技術巡視檢測髙壓輸電線路設備的回顧饑.廣東電力，2005（3）：71-73