智能無人機在輸電線路巡檢中的應用

李樹生

摘要：對于輸電線路而言，科學應用智能無人機開展巡檢工作，不但可以使整體工作質量與成效得到有效提高，降低巡檢環節的資金成本，還可以保證電力線路檢修工作的參考依據具備有效性，使相關操作人員的生命安全得到切實的保障，進而憑借智能無人機科技完成準確、大范圍的電力線路的巡檢項目。

關鍵詞：智能無人機;輸電線路;巡檢應用

一、輸電線路無人機智能巡檢現狀

在輸電線路無人機巡檢中，無人機是承載監測輸電線路運行狀態遙感設備的平臺。常用的遙感檢測手段包括可見光成像、紫外成像、紅外熱成像、激光雷達電能等。其中，可見光遙感檢測利用相機等可見光采集設備，檢查肉見可見的輸電線路及其附屬電力設備的特性和性質變化，已被廣泛應用輸電線路無人機巡檢工作中;紫外遙感檢測主要利用紫外遙感設備，檢測輸電線路和電力設備是否發生電暈放電或局部閃絡的現象。由于成本較高，紫外遙感檢測尚未在輸電線路無人機巡檢中被廣泛使用;紅外遙感檢測主要利用紅外熱像儀等設備，檢測運行中的電力設備是否出現過熱缺陷的現象;激光雷達檢測主要用于輸電線路的地理信息測繪和定位導航中。

二、無人機巡視輸電線路的特征

在輸電線路巡視中無人機具備非常明顯的特征，這是因為輸電線路其中的絕緣子和金具較小并且與居民區靠近等，盡管塔桿自身的高度較低，可是飛行難度要求超出輸電線路，所以在可見光攝像頭進行拍攝過程中，因為輸電線路自身的絕緣子和金具相對較小等，有關部件具備的精密度則要高出一些，為了可以得到較為詳盡的圖片信息無人機一定要靠近目標，這對于人員自身的操作技能給出了更為嚴格的提出了更高的要求。

通常在進行拍攝過程中，一般使用的是推拉桿的一種操作形式，讓無人機慢慢的與桿塔設備靠近，并且把無人機控制在距離拍攝物體大概2.0到3.0m左右的位置時進行懸停，同時對其進行拍照。基于這種操作模式下，推拉桿操作的核心就是需要掌握無人機停住的瞬間以及推桿自身桿量，這樣的一個操作要求具備一定的工作經驗才可以進行，通常熟練人員可以按照相關要求在3.0m左右進行抓拍，甚至可以與被拍攝物體靠近。假如至對線路通道進行巡視，則需要在下風側進行飛行，和帶電體之間需要保持在3m米之上的一個安全距離，使用7m/s～8m/s平穩飛行同時完成拍照以及錄像。

三、輸電線路的智能無人機巡檢

（一）圖像數據處理

目前，可將光影像數據智能化處理是輸電線路無人機巡檢圖像處理領域的熱門研究方向。傳統的電力設備圖像數據處理方法是基于人工設計特征提取的機器學習圖像目標檢測方法。然而，該方法存在檢測對象單一的問題，且存在漏檢、錯檢的風險。在輸電線路巡檢中，有將近900多種常規缺陷，并且電力設備的型號眾多，設備之間外形差異較大，基于上述傳統圖像處理方法僅能檢測單一或少數幾種電力設備，缺乏基本的通用性和較高的可靠性，因而實際工程應用價值較低。隨著計算機性能的不斷提升和智能算法的不斷發展，有學者提出可建立大型的數據集，將深度學習算法引入輸電線路無人機巡檢圖像的數據處理中。從現有研究來看，深度學習技術在該領域中確實具有更大的優勢和發展潛力。但是，目前還難以建立起比較完善的數據集，制約了深度學習技術在輸電線路無人機巡檢圖像數據智能處理中的發展。未來可通過不同單位和公司的合作方式，建立完善的電力設備缺陷數據集，將深度學習技術的優勢在無人機巡檢圖像數據智能處理中的優勢發揮出來。

（二）無人機巡檢航線規劃

在正式運用智能無人機設施開展巡檢工作之前，還需要提前設計好飛行航線，現階段主要有兩類航線，一類是三角航線，另一類則是直線航線。詳細而言，三角航線對于智能無人機裝置起飛地點橫向輸出的線路更加合適，比較適合較大的檔距的線路，智能無人機設備難以接近輸電線路的保護區，不會對線路造成影響。需要注意的是，此項航線計劃模式，正式運用于電力線路的巡檢環節中時，往往會加大無人機的操控難度，這便需要相關實施人員熟悉裝置的操作方式，以便可以更加準確的開展識別與調整管控工作。與三角航線相比，直線航線更加適用于升空場地勢平坦的環境，同時檔距較為短小的電力線路，在開展智能無人機設施巡檢工作的過程中，合理規劃線路巡檢順序，以此確保巡檢的整體成效。

（三）自然災害后的巡視

無人機并不會受到地理條件的制約，在災害出現之后能夠直接抵達現場，其具備非常嚴格的工作效率，因此在雪災和雷暴還有風災等一系列的自然災害出現之后及時將無人機設備直接對于輸電線路完成有效的巡檢，了解受災地區當前電網運行的實際情況，在有效的完成搶修維護隊伍安置的基礎上，使用這樣的方式Wie電力搶修工作提供所需要的圖像信息資料支持，使得工作質量得到保證，其節約了大量的時間。

（四）無人機續航

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。

四、結論

無人機技術的產生進一步使得輸電線路自身的巡視能力得到提升，所以針對工作人員來說，需要切實的認識到無人機技術的發展優勢，使用不斷完善無人機自身的應用路徑和相關方法，充分的將無人機在技術上的優勢發揮到位，這樣才可以使其能夠與未來線路巡檢要求保持一致，并對其給予高度關注。

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