基于無(wú)人機(jī)紅外影像技術(shù)的配電網(wǎng)巡檢系統(tǒng)

蔣鈺

（國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)治供電公司，山西長(zhǎng)治 046000）

基于無(wú)人機(jī)紅外影像技術(shù)的配電網(wǎng)巡檢系統(tǒng)

蔣鈺

（國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)治供電公司，山西長(zhǎng)治 046000）

當(dāng)前隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，用電負(fù)荷也在不斷增長(zhǎng)。利用紅外測(cè)溫技術(shù)檢測(cè)電力設(shè)備發(fā)熱隱患，當(dāng)前已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，一旦故障發(fā)生，就可以馬上恢復(fù)電網(wǎng)正常工作。無(wú)人機(jī)打在紅外影像設(shè)備巡檢電網(wǎng)的速度非?？欤瑱C(jī)動(dòng)性也非常強(qiáng)，對(duì)智能電網(wǎng)下的巡檢要求可以充分滿足?；诖耍疚闹饕獜牟煌嵌柔槍?duì)配電網(wǎng)無(wú)人機(jī)紅外影像巡檢系統(tǒng)展開(kāi)了分析，供大家參考。

無(wú)人機(jī) 紅外影像技術(shù) 配電網(wǎng)巡檢系統(tǒng)

隨著近年來(lái)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)用電負(fù)荷也在迅速增長(zhǎng)，然而和發(fā)達(dá)國(guó)家之間還存在一些差距。紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備外部過(guò)熱故障以及內(nèi)部絕緣故障，同時(shí)還是檢查設(shè)備狀態(tài)的一種先進(jìn)方法［1］，應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備外部連接點(diǎn)的發(fā)熱隱患，目前已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。而要想減少運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，解決人工作業(yè)中存在的不足，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)紅外影像設(shè)備的巡檢方案必然要提上日程。

1 飛行動(dòng)態(tài)狀態(tài)下紅外影像優(yōu)化

自然界中不斷產(chǎn)生紅外輻射，這主要是由于物體內(nèi)部分子在發(fā)生熱運(yùn)動(dòng)，其表面的溫度明顯高于零度，利用紅外采集設(shè)備可以針對(duì)目標(biāo)能量與溫度的關(guān)系展開(kāi)能量分析，利用溫度值來(lái)表示捕捉到的能量，利用光機(jī)系統(tǒng)可以得到基于內(nèi)量矢量的影像分布信息，最終形成基于目標(biāo)的紅外圖像。

在當(dāng)前電網(wǎng)經(jīng)常應(yīng)用的設(shè)備中，很多設(shè)備故障都會(huì)由運(yùn)行中溫度異常情況來(lái)表現(xiàn)，從客觀上來(lái)說(shuō)利用這種方法可以直接反映出設(shè)備的故障狀態(tài)，這些設(shè)備發(fā)生故障的過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大量的熱量損耗。

在電力設(shè)備出現(xiàn)故障之前，其關(guān)鍵部位往往會(huì)出現(xiàn)溫度上的變化，因此應(yīng)該對(duì)電力設(shè)備表面的故障信息進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)，在此基礎(chǔ)上對(duì)故障類型進(jìn)行確認(rèn)。同時(shí)還要結(jié)合紅外信息對(duì)故障進(jìn)行分析，利用設(shè)備紅外特征的變化收集設(shè)備故障信息［2］。通常情況下不同設(shè)備的表面溫度是不同的，但是多數(shù)都會(huì)呈現(xiàn)出均勻的熱分布，而存在故障的設(shè)備則會(huì)出現(xiàn)集中升溫的現(xiàn)象，同時(shí)設(shè)備紅外輻射也會(huì)呈現(xiàn)出不均勻的現(xiàn)象，這種情況下利用紅外成像儀可以將其輻射變化轉(zhuǎn)變成有矢量像素的熱感圖像，然后對(duì)這種熱圖多描述的熱特征進(jìn)行分析，就可以對(duì)設(shè)備缺陷類型進(jìn)行合理判斷。

總之，無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中，搭載紅外設(shè)備采集圖像會(huì)產(chǎn)生一些干擾因素，在這些干擾因素的影響下，應(yīng)該采取積極措施才能準(zhǔn)確采集到實(shí)用的紅外影響。充分利用圖像質(zhì)心對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)展開(kāi)跟蹤，可以得到多幅圖像的動(dòng)態(tài)軌跡，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到趨于穩(wěn)定的目標(biāo)圖像。

2 紅外無(wú)人機(jī)電力巡檢系統(tǒng)

傳統(tǒng)電力線路巡檢通常都利用人工到位的方式，這種模式需要人員的數(shù)量比較多，工作量也比較大，而無(wú)人機(jī)巡檢可以對(duì)較長(zhǎng)線路、大范圍的信息進(jìn)行搜尋，同時(shí)還能打在紅外熱成像設(shè)備及可見(jiàn)光拍攝設(shè)備，可以拍攝到電力線線路及相關(guān)設(shè)備的圖片信息，對(duì)線路上出現(xiàn)的故障隱患進(jìn)行分析和研究，從一定程度上增強(qiáng)了巡檢線路的效率及可行性，成為當(dāng)今科技含量最高的一種線路維護(hù)方式，實(shí)用性非常高。

2.1 無(wú)人機(jī)自身優(yōu)勢(shì)

利用無(wú)人機(jī)的方式展開(kāi)電力維護(hù)，電力檢修的效率與速度得到了很大程度的提高，很多工作都能在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行檢測(cè)，用電安全得到了有效提升，大量研究表明，與人工巡檢效率相比無(wú)人機(jī)巡檢在效率上高出40倍［3］；同時(shí)與人工巡檢線路相比，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)增加異常地形巡查的可能性，巡檢作業(yè)人員的安全性也得到了提高，工程成本得到了降低；無(wú)人機(jī)的飛行速度非常快，反應(yīng)也非常迅速，具有針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)存在的缺陷，及時(shí)對(duì)故障信息進(jìn)行補(bǔ)助，有效避免了發(fā)生故障以后停電問(wèn)題的發(fā)生，挽回了大量的停電費(fèi)用損失。

2.2 電力三維地理信息系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)地面控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)無(wú)人機(jī)終端的監(jiān)控和指令，對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行線路進(jìn)行控制，同時(shí)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行收集和分項(xiàng)，一旦飛行姿態(tài)發(fā)生突發(fā)狀況，可以對(duì)其展開(kāi)合理控制。在整個(gè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中，地面站作用非常重要，優(yōu)秀的地面控制系統(tǒng)可以對(duì)任務(wù)進(jìn)行高效的完成，為其工作提供有效保障，直接決定了輸電線路巡檢工作中任務(wù)的執(zhí)行情況。

三維GIS是針對(duì)平面地理信息的一種描述，在分析高程數(shù)據(jù)的過(guò)程中如果不能得到理想效果，利用三維空間模型就可以得到實(shí)現(xiàn)。一直以來(lái)三維GIS都在不斷發(fā)展，尤其是空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、地形顯示算法以及高效空間分析算法等相關(guān)技術(shù)出現(xiàn)以后，三維GIS的發(fā)展更加快速，當(dāng)前三維GIS技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成熟，并開(kāi)始投入到應(yīng)用階段。充分利用空間查詢及分析功能，可以從三維GIS中得到廣泛的輔助性決策信息。

從可視化角度來(lái)看，三維GIS可以顯示出地理數(shù)據(jù)可見(jiàn)信息，逐漸從三維可視化朝著三維GIS擴(kuò)展。GIS需要管理的數(shù)據(jù)和信息非常多，這些數(shù)據(jù)需要從原來(lái)的商用數(shù)據(jù)庫(kù)逐漸擴(kuò)展到其他非標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用領(lǐng)域，利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)可以對(duì)三維空間信息進(jìn)行管理，此外，將三維可視化、三維空間對(duì)象管理結(jié)合到一起，就形成了一個(gè)集成系統(tǒng)，這是一個(gè)新的研究和發(fā)展方向。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，配電網(wǎng)是電網(wǎng)中非常重要的一個(gè)組成部分，其安全穩(wěn)定運(yùn)行非常重要，線路巡檢方式及巡檢方案對(duì)于電網(wǎng)供電可靠性的提升非常重要，可以有效減少供電損耗，對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益的提高具有非常重要的意義。近年來(lái)隨著電網(wǎng)巡檢方式的發(fā)展，電網(wǎng)檢修中新技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越多，這種情況下為了適應(yīng)新的發(fā)展趨勢(shì)，有必要建立新的電力巡檢方式，本文主要配電網(wǎng)無(wú)人機(jī)紅外影像系統(tǒng)展開(kāi)了研究，供大家參考。

［1］彭向陽(yáng)，陳馳，饒章權(quán)，楊必勝，麥曉明，王柯.基于無(wú)人機(jī)多傳感器數(shù)據(jù)采集的電力線路安全巡檢及智能診斷［J］.高電壓技術(shù)，2015，（1）：159-166.

［2］彭向陽(yáng)，劉正軍，麥曉明，羅智斌，王柯，謝小偉.無(wú)人機(jī)電力線路安全巡檢系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)［J］.遙感信息，2015，（1）：51-57.

［3］王振華，黃宵寧，梁焜，李少斌，楊忠.基于四旋翼無(wú)人機(jī)的輸電線路巡檢系統(tǒng)研究［J］.中國(guó)電力，2012，（10）：59-62.