無人機在輸電線路運維檢修中的應用分析

劉洋 魏鋼

1.內蒙古電力集團有限責任公司航檢分公司 內蒙古 呼和浩特 010000；2.內蒙古超高壓供電局 內蒙古 呼和浩特 010000

前言

無人機技術提出時間較早，但由于計算機編程、通信技術不夠成熟使得無人機技術應用存在局限性，近年來人工智能、5G、半導體等先進技術的推出為無人機的推廣應用提供了極大推力，尤其是在障礙探測方面，機器視覺的技術應用可以使無人機在飛行過程中實現快速避障和路線規劃。在輸電線路運維檢修工作中利用傳統的人工巡檢方式需要電力企業投入較多的人力和物力資源，并且故障位置點的查找處理效率偏低不能及時有效處理風險隱患問題，通常是在電力事故發生后才能對故障點進行修復處理，在無人機技術的應用下將改善輸電線路運維檢修現狀，通過對無人機技術功能的深入開發還更有利于電力企業的進步與發展。

1 輸電線路運維檢修中無人機技術的優勢體現

1.1 實時圖像處理

實時圖傳是無人機中最為突出的優勢特征，搭載在無人機上的高清攝像頭能夠將架空輸電線路的狀況信息回傳到地面接收裝置上，減少了維護檢修人員攀爬桿塔的工作負擔。并且實時圖像處理還能為輸電線路維護檢修作業規劃提供支持，從無人機拍攝的圖像信息中可以真實掌握輸電線路的整體情況，進而從整體出發使輸電線路運維檢修更加合理科學。此外，實時圖像處理技術還將為無人機的調控提供支持，由于架空輸電線路高度較高，無人機在升空飛行過程中難免會受到氣流影響，如果圖傳信息存在延時則會導致無人機控制操作存在風險，而在實時圖像處理下無人機監測的圖像能夠瞬時傳輸至操作端，使維護檢修人員能夠根據輸電線路設備分布情況對無人機飛行路徑做出調整[1]。

1.2 飛行掛載

在當前輸電線路運維檢修中無人機技術的優勢特征還體現在飛行掛載上。現代無人機設備可掛載的設備類型多樣，并且可以根據操作作業需求、操作環境等對掛載裝置進行設計開發。例如，在輸電線路檢修勘查、缺陷復核、設備測溫等運維檢修操作中可以分別掛載不同的監測設備來完成相應信息數據的收集。另一方面，在輸電線路常規巡檢中也可以通過掛載紅外測溫攝像頭對山火隱患、設備電火花等風險隱患進行有效監測，確保輸電線路穩定安全地運行。

1.3 自動化調控

無人機技術在輸電線路運維檢修中的應用并不僅僅是為了減輕維護檢修人員的工作負擔，更多的是通過對現代化設備的配置為電力企業建設發展提供支持。通過將無人機技術與電力自動化技術進行融合可以做到輸電線路全方位運行情況監測，改善了當前電力自動化控制設備只能監測輸電線路單一的設備運行數據局面，并且還能通過對無人機進行自動化控制定點對輸電線路故障位置進行處理。

2 無人機在輸電線路運維檢修中的應用分析

2.1 無人機駕駛技術

無人機駕駛技術應用能夠保障無人機設備準確無誤地完成輸電線路運維檢修作業動作要求，不同于一般的無人機攝像或編程表演，在輸電線路運維檢修中更需要無人機操作者具備一定的飛行控制技術，確保無人機在長時間飛行巡查過程中不會脫離路線，不會因為距離過遠而失去控制等問題。在無人機駕駛技術中自主懸停控制操作的要求最高，一方面需要無人機具備相應的感應模塊以配合控制者完成空中懸停操作。另一方面則需要控制人員充分了解架空線路結構設計，使無人機在飛行和懸停時與輸電線路保持一定距離。在當前的輸電線路運維檢修中無人機巡查多數是通過程序指令編輯使無人機按照規劃路徑自動飛行并對對應檢測點位進行記錄，這一技術應用將更能確保無人機飛行安全性，提高輸電線路運維檢修工作的整體效率[2]。

2.2 機器視覺技術

機器視覺是無人機技術中最主要的功能組成，在機器視覺技術作用下才能有效實現避障和路徑規劃、導航等飛行要求。架設在山區野外環境下的輸電線路會對無人機飛行作業造成極大的阻礙，一方面樹枝枝丫、建筑設施、飛鳥等遮擋物會對無人機飛行產生遮擋，另一方面在野外露天環境中無人機飛行還會受到環境因素的影響，例如，天然磁場、風穴等，在這類環境中飛行圖傳質量和飛行穩定性會大大降低。而在機器視覺技術下可以通過三維點陣的方式使無人機對障礙位置進行記憶，從而在下次飛行過程中自動避開障礙。此外，還可以利用機器視覺技術去識別輸電線路路徑，使無人機能夠根據線纜分布情況即時修正飛行路線，避免無人機在巡視過程中因導航或程序指令編程問題而出現飛行事故。

2.3 激光雷達故障排查技術

激光雷達故障排查技術在當前輸電線路運維檢修工作中有著重要的應用。架設在野外環境中的輸電線路極易受到外部遮擋物、懸浮物的影響而出現跳閘或異常放電的事故，然而在傳統的運維檢修工作中面對輸電線路周圍的干擾物總是采取及時清除的方式，并沒有考慮對生態環境的影響。而通過掛載在無人機設備上的激光雷達檢測裝置可以對輸電線路與遮擋物間的安全距離進行準確、詳細的測量，避免亂砍濫伐植被破壞的情況出現。同時，通過激光雷達故障排查技術還將輸電線路高空的影像信息傳輸到地面設備上，為電力走廊數據信息的完善提供一定支持[3]。

3 結束語

綜上所述，無人機在輸電線路運維檢修工作中有著廣泛的應用，電力企業應加大在運維檢修隊伍中無人機技術的相關資源配置，在對無人機技術功能與應用的深度開發下才能進一步提高電力作業效率。