淺談無人機在電力輸電線路的各種應(yīng)用

黃佳精

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧市 530031）

淺談無人機在電力輸電線路的各種應(yīng)用

黃佳精

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧市 530031）

無人機技術(shù)具有可控性、機動性等特點，隨著科技的發(fā)展，該技術(shù)的應(yīng)用范圍及頻率也得到了擴展與增加，不僅能應(yīng)用在輸電線路規(guī)劃與測量，還能應(yīng)用到輸電線路巡視工作中，充分彌補了傳統(tǒng)人工作用的不足。本文將對無人機在電力輸電線路中的應(yīng)用進行分析。

無人機；電力輸電線路；應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高，人們對電力需求也越來越高，將無人機應(yīng)用到電力輸電線路中能起到提高電力工程質(zhì)量的作用。在短短幾年時間里，無人機得到了飛速發(fā)展，其功能延伸到我國各領(lǐng)域中，展現(xiàn)了全新的發(fā)展生機。筆者將分別從：無人機相關(guān)研究、無人機技術(shù)關(guān)鍵性技術(shù)、無人機在電力輸電線路中的實際應(yīng)用，三個部分進行闡述。

1 案例分析

以某地區(qū)為例，其山地面積占轄區(qū)面積近3/4，為解決百姓用電之急，電力人員試圖對電力輸電線路進行架設(shè)，但由于環(huán)境受限，輸電線路架設(shè)工作遲遲無法落實。為改善這一現(xiàn)狀，該地區(qū)采用無人機來開展輸電線路架設(shè)工作，并在短時間內(nèi)完成了這些任務(wù)，充分滿足了百姓需求，并大大提高了工作效率。從該案例中，我們不難看出，無人機在輸電線路中的應(yīng)用效果相當好，本文將根據(jù)該案例，來對無人機技術(shù)進行分析探討，以期促進無人機的全面發(fā)展，為我國電力事業(yè)帶來全新改革。

2 無人機相關(guān)研究

無人機在運行中不需要任何輔助裝置，對環(huán)境的要求相對較低，并能在野外工作，在實際工作中，無人機利用自身優(yōu)勢，可以全方位地對輸電線路運行情況進行檢查，大大提高了輸電線路巡檢的質(zhì)量及效率。此外，無人機智能化程度相當高，操作起來簡單靈活，其系統(tǒng)性能非常穩(wěn)定，最重要的是運營成本不高。由于無人機搭載設(shè)備豐富，不僅配備了紅外熱像儀，還配備了紫外成像儀，因此在夜間也能充分發(fā)揮出效果。紅外熱像儀主要是通過對溫度的異常變化找出發(fā)熱故障點，紫外成像儀則利用電暈來對設(shè)備運行情況予以分析，從中找出設(shè)備故障問題。隨著無人機系統(tǒng)的創(chuàng)新及發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越大，尤其是在輸電線路中發(fā)揮出了重要作用。

無人機巡檢系統(tǒng)通常由任務(wù)載荷分系統(tǒng)、無人機分系統(tǒng)、綜合保障分系統(tǒng)三部分構(gòu)成，所謂任務(wù)載荷分系統(tǒng)主要是一種對輸電線路信息進行檢測、采集與記錄的系統(tǒng)，通常包括云臺、相機、光電吊艙、紅外熱像儀等裝備。無人機分系統(tǒng)則是一種由無人駕駛的航空器、通訊系統(tǒng)及地面站構(gòu)成，在實際運行中主要利用遙控指令來完成飛行任務(wù)。綜合保障分系統(tǒng)則是用于保障無人機巡檢系統(tǒng)有限運行的集合，其中包括動力電池、專業(yè)工具、備品備件及儲運車輛等。無人機技術(shù)的應(yīng)用徹底摒棄了傳統(tǒng)人工模式，使輸電線路得以穩(wěn)定運行。

3 無人機技術(shù)關(guān)鍵性技術(shù)

要想促進無人機的有效應(yīng)用，就必須對其關(guān)鍵技術(shù)加以研究，從而全面掌握。關(guān)于無人機技術(shù)的關(guān)鍵性技術(shù)，筆者將從以下幾個方面來進行闡述：

①無人機在航測中主要是以高分辨率航片為基礎(chǔ)，并對其數(shù)據(jù)資料進行提取。再利用相對算法對數(shù)據(jù)進行分析處理，從而獲得云數(shù)據(jù)信息。②無人機在進行航測時會充分利用航片數(shù)據(jù)，并以此生成準確的DEM數(shù)據(jù)，并將與之匹配的算法應(yīng)用其中，對數(shù)據(jù)進行處理。無人機還可以通過分辨率高的航片來對自然災(zāi)害予以評估，在這個工作中，無人機會利用災(zāi)前的遙感影像信息以及災(zāi)后分辨率高的航片充分對比，以此為依據(jù)來對自然災(zāi)害狀況進行評估。另外，無人機航測技術(shù)會以點云數(shù)據(jù)為立足點的植被類型，通過運用DEM生成技術(shù)來對地貌情況進行分類計算，并形成科學(xué)的矢量信息，為自然災(zāi)害提供科學(xué)的參考依據(jù)。綜上，筆者對無人機關(guān)鍵性技術(shù)進行了分析，從中發(fā)現(xiàn)，要想發(fā)揮出無人機重要作用，就必須掌握相關(guān)技術(shù)，以此來提高無人機工作質(zhì)量及效率。

4 無人機在電力輸電線路中的實際應(yīng)用

綜上，筆者對無人機系統(tǒng)進行了分析，實際上無人機應(yīng)用在電力輸電線路中，不僅能實現(xiàn)線路巡檢，還能實現(xiàn)線路規(guī)劃工作與架設(shè)。筆者將就其具體應(yīng)用進行分析。

4.1 無人機在線路巡檢中的應(yīng)用

在電力輸電線路中，線路巡檢是一個至關(guān)重要的內(nèi)容。電力部門將無人機應(yīng)用到線路巡檢工作中，能起到有效作用。首先，電力部門能通過無人機來對線路部件的運行情況進行了解，從而判斷是否存在故障，以此來確保輸電線路的有效運行。此外，隨著輸電線路的全面覆蓋，火災(zāi)發(fā)生頻率也不斷增多，在這種情況下，電力部門單靠人工很難對火災(zāi)發(fā)生后的線路運行故障進行排查，無人機便能充分彌補這一問題，無人機能對線路故障進行準確定位，大大提高了線路巡檢效率及維護速度，有利于電力輸電線路的有效運行。無人機線路巡檢圖如圖1。

圖1 無人機線路巡檢圖

4.2 無人機在線路架設(shè)中的應(yīng)用

經(jīng)筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，輸電線路的架設(shè)工作并非是一件簡單的工作，在電力工程中，由于地形復(fù)雜，導(dǎo)致線路在架設(shè)時難度加劇，為電力人員帶來許多麻煩。在這種情況下，將無人機應(yīng)用到線路架設(shè)中，能發(fā)揮出重要作用，無人機沿線路上空飛行，并通過一根輕質(zhì)高強的引繩來對后續(xù)引繩不斷牽引，如此反復(fù)，直到牽通一根三級引繩，線路架設(shè)工作就大功告成。通過無人機，充分改善了因環(huán)境帶來的困難，同時也在一定程度上對我國自然生態(tài)進行了保護。

4.3 無人機在線路規(guī)劃中的應(yīng)用

無人機不僅能應(yīng)用到線路巡檢，線路架設(shè)中，還能應(yīng)用到線路規(guī)劃工作中。與普通航空遙感測繪系統(tǒng)相比，無人機的優(yōu)勢更加凸顯，它不僅能在低空取得地形圖像、輸電線路圖像，還能取得光學(xué)圖像，這也是航空遙感甚至衛(wèi)星遙感所難以比擬的。無人機應(yīng)用在線路規(guī)劃工作中，主要是依靠測繪系統(tǒng)來對周邊環(huán)境進行數(shù)據(jù)采集與勘測，當這些數(shù)據(jù)被收集后，電力人員可以對其進行分析，促使線路走向更加科學(xué)合理化，使輸電線路路徑得到充分優(yōu)化，大大降低了輸電線路建設(shè)成本，節(jié)約國家資源。無人機操作流程圖如圖2。

圖2 無人機操作流程圖

5 無人機的應(yīng)用前景

經(jīng)筆者研究，發(fā)現(xiàn)無人機在我國電力企業(yè)中得到了全面應(yīng)用，如：線路架設(shè)、線路巡查以及線路規(guī)劃。

隨著我國科技的發(fā)展與創(chuàng)新，無人機技術(shù)也逐漸走向成熟，電力企業(yè)通過無人機的應(yīng)用，使人工巡檢故障率得到大大降低，促進電力巡檢工作效率與質(zhì)量的有效提升。經(jīng)筆者研究，目前國家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)已經(jīng)在著手組建無人機班，對各類保障支撐體系予以完善，為其今后的發(fā)展做好了充分準備，相信不僅的將來，無人機將會迎來新的發(fā)展階段。

近年來，西方國家與我國許多科研人員對無人機的發(fā)展前景進行了預(yù)測，據(jù)美國蒂爾集團2013年預(yù)測報告顯示：在未來十年，無人機的花費將會逐漸翻倍，由2014年52億美元增至2023年的116億美元，且未來十年總花費將會高達891億美元，年復(fù)合增長率約為9.3%。其中，研發(fā)投入將從2014年的19億美元增至2023年的40億美元，采辦費用將從33億美元增至76億美元。美軍將在無人機研發(fā)和采辦兩個方面領(lǐng)跑全球，分別占全球資金的65%和51%，亞太地區(qū)次之，歐洲排名第三。預(yù)計到2023年，民用無人機將占14%的市場份額，無人機的發(fā)展前景將是一片燦爛。未來十年無人機市場份額預(yù)測圖如圖3。

圖3 未來十年無人機市場份額預(yù)測圖

6 結(jié)束語

綜上，筆者對無人機的實際應(yīng)用進行了分析，電力輸電線路的施工通常會受到復(fù)雜的地理環(huán)境、覆蓋范圍限制，對于電力人員而言難度過大。據(jù)此我們必須將無人機應(yīng)用其中，減輕電力巡線的人力投入，提高電力輸電線路的有效運行。無人機在電力輸電線路中的應(yīng)用前景相當好，有利于電力輸電線路巡檢效率的全面提高，但由于無人機通常會受到天氣、信號等干擾和人為因素影響，行動帶有滯后性，這些問題可能會限制無人機的有效應(yīng)用，相信通過科研人員的全面研究，這些問題也會迎刃而解，使無人機的發(fā)展走上另一個臺階。

[1]黃謹益.無人機在電力輸電線路的各種應(yīng)用[J].大眾科技，2015，09：81～83+135.

[2]湯明文，戴禮豪，林朝輝，王芳東，宋福根.無人機在電力線路巡視中的應(yīng)用[J].中國電力，2013，03：35～38.

[3]王建平，閻澤京.淺談無人機在輸電線路巡視方面的應(yīng)用[J].中國電力教育，2013，17：229～230.

[4]林韓，林朝輝，湯明文，戴禮豪.電力輸電線路無人直升機巡視的應(yīng)用[J].華東電力，2011，10：1657～1660.

[5]付昱瑋，李字明，姜洪.無人機巡線的發(fā)展和應(yīng)用研究[J].黑龍江科技信息，2014，03：25～27.

[6]彭向陽，劉正軍，麥曉明，羅智斌，王 柯，謝小偉.無人機電力線路安全巡檢系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)[J].遙感信息，2015，01：51～57.

TM755

A

1004-7344（2016）10-0073-02

2016-3-18

黃佳精（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事35～500kV輸電線路運行維護、檢修方面的工作。