探究無人機在10kV配電線路巡視中的使用途徑

高銀平 陳軍強

摘要：在正常的供電過程中，配電架空線路發(fā)揮著重要的作用，所以為使線路正常運行，應(yīng)對線路的巡視工作引起重視，以便線路和設(shè)備存在的故障和安全隱患被及時發(fā)現(xiàn)及排除，傳統(tǒng)的人工巡檢越來越無法適應(yīng)當(dāng)今發(fā)展需求，并且對故障也無法做到準確、全面檢測，因此為促進我國電力事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，需不斷更新巡檢方式。本文以多旋翼無人機為例，淺述了其在10kV配電線路巡視中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路;無人機;巡視;途徑

1.簡述無人機

無人機是無人駕駛飛機的簡稱（UAV），便攜小巧，成本較低，具有良好的操控性，且地形對其的影響較小，因此對于配電線路巡視工作更加適用。配電線路巡視應(yīng)用無人機后大大提升了日常工作和查找故障的效率。而且無人機還能攜帶相關(guān)設(shè)備（如光和高倍數(shù)攝像頭、噴火機、激光雷達、紅外熱成像儀等），操作人員通過操作更好的完成工作。具體生產(chǎn)中主要會用到固定翼和多旋翼兩種類型的無人機，多旋翼型無人機以其操作靈活、成本低及較強的適用性等優(yōu)勢廣泛的應(yīng)用于配電線路運檢過程中。

2.多旋翼無人機在10kV配電線路日常巡視中的應(yīng)用

2.1多旋翼無人機巡視方式

在配電線路日常巡視中應(yīng)用多旋翼無人機主要有以下三種巡視方式：可見光、紅外和激光雷達巡視。可見光巡視指的是照片可用可見光攝像頭拍攝;紅外巡視是對轄區(qū)所有配電線路及設(shè)備進行紅外測溫巡視，護航電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行;激光雷達巡視數(shù)據(jù)可以完整提取電力線點，對電力線路走廊實現(xiàn)三維重建。多旋翼無人機應(yīng)用可見光攝像頭拍照主要是根據(jù)飛行前進的方向，按照先整體后局部、從上到下、從右往左、從前往后、從低電壓端到高電壓端、連續(xù)全覆蓋進行拍攝，且要和帶電導(dǎo)線保持一定距離。多旋翼無人機主要對線路本體、附屬設(shè)施，電力保護區(qū)及通道等范圍進行巡視，促使配電線路巡視需求得到滿足。

2.2多旋翼無人機的巡視類型

在配電線路的日常巡視中應(yīng)用多旋翼無人機主要分為以下巡視類型：日常巡視、精細化巡視、通道巡視等。

日常巡視指的是對桿塔連接的關(guān)鍵部位用可見光攝像頭進行巡視。巡視項目相對簡單，在日常快速巡視中使用較多，也提升巡視效率，主要對桿塔基礎(chǔ)和主體、線路走廊、導(dǎo)線掛點、絕緣子及其他附屬設(shè)備等內(nèi)容進行巡視;精細化巡視指的是攜帶紅外熱成像儀、可見光攝像頭的多旋翼無人機對導(dǎo)線、金具、桿塔本體等設(shè)備同時展開精細化巡視，要求清晰的拍攝線路設(shè)備照片，配電線路還要接受紅外測溫。精細化巡視有較高要求，對可見光攝像頭拍攝順序和內(nèi)容及注意事項（照片覆蓋度、清晰度等）方面要求較高;通道巡視指的是對線路通道等對線路運行的周邊環(huán)境用激光雷達或可見光進行巡視，主要是巡視線路線行和兩側(cè)通道，采集施工點和違建筑物、樹障等數(shù)據(jù)，當(dāng)前使用可見光攝像頭拍攝的情況較多，但只靠照片沒有數(shù)據(jù)，無法完全說明實際情況，如對于樹障問題，拍攝角度不同，樹距離導(dǎo)線的遠近會顯示出不同的效果，從理論上來講，飛機可以在最佳位置拍攝樹和導(dǎo)線的距離，但因為飛行中景物變化會對實際操作產(chǎn)生影響，因此也無法準確判斷所處的拍攝位置是否最佳，所以也只能根據(jù)經(jīng)驗大致判斷樹離導(dǎo)線的距離。因此可用到激光雷達3D掃描技術(shù)，可以進行更清晰的拍攝，通過精確的掃描并計算3D環(huán)境下述與導(dǎo)線的距離，可保證判斷更加準確，但是在此過程中需處理大量的數(shù)據(jù)，當(dāng)前并沒有得到廣泛應(yīng)用。

2.3配電線路應(yīng)用多旋翼無人機巡視的特點

用多旋翼無人機對配電線路進行巡視，和巡視輸電線路相比，配電線路具有絕緣子和金屬較小、導(dǎo)線線徑較細、與居民更接近等特點，盡管桿塔位置較低，但是卻比輸電線路飛行難度高。在利用可見光攝像頭進行照片拍攝時，因為其導(dǎo)線和金具特點制約，無人機需更加接近實物才能保證獲得的照片的清晰度，因此就對操作手提出了更高的要求。

可利用推拉桿操作方法進行拍攝，即無人機飛到和拍攝物體距離1m位置保持懸停，輕推桿后回中，此時向前飛一段距離后無人機會自動停下，照片即在無人機停下的一瞬間抓拍成功，然后再快速拉桿后撤，一次拍攝動作便完成。進行該操作的重點是推桿的桿量與無人機停下抓拍照片時的時機，都要求操作手具有豐富的經(jīng)驗和嫻熟的操作技術(shù)，水平較高的操作手通常可以抓拍到距離0.5m甚至0.3m的拍攝物。

通常情況下，導(dǎo)線距離或跨越居民區(qū)10m范圍內(nèi)都屬于禁飛區(qū)，在飛行過程中操作手要注意這些情況下是不行進行飛行作業(yè)的，防止居民區(qū)各種復(fù)雜的信號對其造成較大干擾，而出現(xiàn)意外情況。另外要注意，在機場和軍事禁區(qū)這些國家明文規(guī)定的禁飛區(qū)也是不允許飛行作業(yè)的。

3.在故障查找中對多旋翼無人機的應(yīng)用

因為配電線路在野外長時間暴露，難免會出現(xiàn)各種故障，這種情況下可以利用無人機發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的靠人工對故障點進行查找，工作人員的工作量較大，而且由于要登桿塔詳細查找，受視角等因素的制約，也大大增加了查找故障的難度。使用多旋翼無人機查找故障可減輕工作人員的壓力，而且無需考慮視角的問題，并且可以實現(xiàn)多角度拍攝。如在道路阻塞，人員不能通過的特殊情況下便可以利用無人機到故障點先對受損情況進行查看和評估，再按照實際情況合理安排工作計劃，能最大限度降低故障損失。

結(jié)語

總之，在10kV配電線路巡視中使用多旋翼無人機使巡視工作效率大大提升，工作人員的勞動強度也明顯降低，而且通過對無人機精細化巡視技術(shù)的運用，可以利用可見光攝像頭提高拍攝到的照片的清晰度和質(zhì)量，并能及時根據(jù)線路隱含的缺陷采取有效措施解決，而且日常利用無人機進行巡視，可及時發(fā)現(xiàn)違章建筑和樹障等，使線路問題得到妥善解決，促使線路穩(wěn)定運行，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行提供良好保障。

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