無人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用分析

摘要：輸配電線路網(wǎng)絡(luò)的普及程度越來越廣泛，在對(duì)其實(shí)際巡檢的過程中凸顯出了一些亟待解決的問題，而利用無人機(jī)技術(shù)能優(yōu)化原有制度中的缺失，高速、準(zhǔn)確地檢測(cè)輸電線路的問題。文章從無人機(jī)技術(shù)和巡檢輸電線路工作內(nèi)容入手，針對(duì)無人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)進(jìn)行了分析，并對(duì)其應(yīng)用路徑和發(fā)展前景展開了討論。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；巡檢；輸電線路；電力系統(tǒng)；線路檢測(cè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM755 文章編號(hào)：1009-2374（2016）34-0069-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.034

之所以利用無人機(jī)進(jìn)行輸電線路巡檢，主要是基于輸電線路的特殊位置，隨著近幾年我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力設(shè)備的數(shù)量也呈現(xiàn)出了高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，這就對(duì)輸電線路的運(yùn)行結(jié)構(gòu)和巡檢工作帶來了挑戰(zhàn)，加之一部分輸電線路分布在地形地勢(shì)較為復(fù)雜的郊外，人工巡檢會(huì)產(chǎn)生不便。要想保質(zhì)保量地完成巡檢工作，就要針對(duì)可能導(dǎo)致輸電線路的不同因素進(jìn)行及時(shí)的排查，以提升檢修工作的效率，利用無人機(jī)技術(shù)能有效提升巡檢項(xiàng)目的實(shí)際效率和巡檢質(zhì)量，從根本上減少電力工作的實(shí)際難度和負(fù)擔(dān)，提升工作效率。

1 無人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)分析

1.1 無人機(jī)技術(shù)內(nèi)涵分析

在對(duì)無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析的過程中，要對(duì)具體的參數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)化分析：

1.1.1 要對(duì)其技術(shù)要素進(jìn)行了解和闡釋。在通常情況下，無人機(jī)技術(shù)主要是利用四旋翼無人機(jī)或者是遙控直升機(jī)，前者的主要組成部分是地面基站以及無人機(jī)，利用的是兩對(duì)旋翼對(duì)稱分布確保在運(yùn)行中形成氣動(dòng)布局，不僅具有較高的懸停優(yōu)勢(shì)，整個(gè)設(shè)備的起降能力也比較突出，特別是在運(yùn)行過程中，空載起飛重量?jī)H為9kg，且在空載情況下能續(xù)航1.5h，在負(fù)重5kg時(shí)能持續(xù)飛行0.5h，在負(fù)重8kg時(shí)能持續(xù)飛行20分鐘，而其最大的任務(wù)荷載量約為10kg。除此之外，實(shí)際的巡航速度約為3～60km/h，最大飛行速度控制在相對(duì)2km以下，升限高度約為5km。并且能攜帶高分辨率圖像的采集設(shè)備以及無線圖像的傳輸設(shè)備，真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程傳輸和信息收集的目標(biāo)。后者的主要構(gòu)成要素包括地面攝像的監(jiān)視系統(tǒng)以及影像的采集傳輸系統(tǒng)，并且具有較為優(yōu)化的減振懸掛配件，實(shí)現(xiàn)整體無人機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。在遙控直升機(jī)飛行時(shí)，能對(duì)目標(biāo)對(duì)象的圖像進(jìn)行有效的收集和整理，優(yōu)化對(duì)數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，確保工作人員能對(duì)其問題進(jìn)行集中的解構(gòu)，從而對(duì)隱患進(jìn)行排查，確保安全

運(yùn)行。

1.1.2 要對(duì)無人機(jī)輸電線巡檢項(xiàng)目進(jìn)行功能的概述。在實(shí)際運(yùn)行過程中，無人機(jī)會(huì)受到地面基站的指引，并且沿著劃定好的輸電線路有序飛行，也能維系好與輸電線路的安全距離，特別要注意的是，在到達(dá)設(shè)備的周邊時(shí)，無人機(jī)會(huì)在特定的位置空間內(nèi)停留，然后選取最佳角度進(jìn)行拍攝，從而對(duì)圖像進(jìn)行有效處理，若是工作人員要對(duì)采集設(shè)備以及被檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行性能調(diào)試，就要有效調(diào)整無人機(jī)的減震云臺(tái)以及航向，在確定安全距離范圍的同時(shí)，確保設(shè)備以及圖像采集完整。另外，M4R的地面站不僅具有無人機(jī)遙控的功能，也能確保實(shí)時(shí)通信的優(yōu)化升級(jí)，真正引導(dǎo)無人機(jī)到達(dá)指定位置，從而提供其接收影像圖形的功效，確保整體云臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái)以及控制機(jī)制常規(guī)化。

1.2 巡檢輸電線路技術(shù)內(nèi)容分析

由于電力設(shè)備的增多，相應(yīng)的巡檢工作任務(wù)量也在增大，要實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的安全運(yùn)行，就要針對(duì)具體問題建立對(duì)應(yīng)的處理機(jī)制，確保巡檢工作符合要求，在工作過程中，要針對(duì)巡檢電線的本體以及電力設(shè)備進(jìn)行巡視和檢查，并且附屬設(shè)備以及線路也要進(jìn)行集中優(yōu)化，確保運(yùn)行狀態(tài)符合要求，且巡檢人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并運(yùn)行對(duì)應(yīng)策略，一定程度上確保線路運(yùn)行安全穩(wěn)定。在實(shí)際巡檢過程中，巡檢人員主要使用的是以下三個(gè)方法：第一，正常巡檢，按照有效的常規(guī)周期進(jìn)行巡檢任務(wù)；第二，故障巡檢，對(duì)于發(fā)生的故障以及處理過的故障進(jìn)行檢查和處理；第三，特殊巡檢，對(duì)于項(xiàng)目的特殊時(shí)期要進(jìn)行集中處理和管控。巡檢項(xiàng)目要針對(duì)不同路線以及不同要求建立對(duì)應(yīng)處理機(jī)制，確保運(yùn)行狀況符合標(biāo)準(zhǔn)，減少資源的浪費(fèi)。

2 無人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)

2.1 無人機(jī)巡檢輸電線技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在無人機(jī)巡檢輸電線技術(shù)運(yùn)行過程中，最基本的技術(shù)支撐就是自主導(dǎo)航飛行技術(shù)以及自助懸停技術(shù)，這兩項(xiàng)技術(shù)能從根本上提升整體項(xiàng)目的運(yùn)行效率和價(jià)值，確保運(yùn)行結(jié)構(gòu)的安全完整。不僅能確保輸電線路具備防碰撞的自我保護(hù)能力，也能實(shí)現(xiàn)巡視和檢測(cè)任務(wù)，并且能最快地尋找出線路中的故障點(diǎn)，特別要注意的是，在特殊天氣中，兩種技術(shù)能有效保證巡檢數(shù)據(jù)的完整科學(xué)。另外，無人機(jī)巡檢輸電線路項(xiàng)目運(yùn)行過程中，飛行控制技術(shù)和自主懸停技術(shù)能實(shí)現(xiàn)自駕和手動(dòng)兩種模式，也就是說，在無人機(jī)懸停操作過程中，管理人員能借助高清監(jiān)控錄像對(duì)輸電線路進(jìn)行及時(shí)的檢查，從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效匯總，確保數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理。當(dāng)手動(dòng)操作無人機(jī)時(shí)，無人機(jī)能按照操作人員設(shè)定的路線集中檢查，從而確保其能對(duì)特殊圈定的路線進(jìn)行集中處理和巡檢。除此之外，相較于傳統(tǒng)技術(shù)，無人機(jī)技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)就在于能實(shí)現(xiàn)其自控結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及成本和風(fēng)險(xiǎn)的降低，實(shí)現(xiàn)GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)和航線動(dòng)態(tài)規(guī)劃系統(tǒng)的融合，減少工作人員的工作負(fù)擔(dān)，確保模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和實(shí)際需求的融合，能有效地降低運(yùn)維操作難度和成本，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目整體的優(yōu)化升級(jí)。

2.2 無人機(jī)巡檢輸電線技術(shù)應(yīng)用劣勢(shì)

任何項(xiàng)目在發(fā)展的過程中，除了具備相應(yīng)的技術(shù)特色，還會(huì)遭遇一些問題和不足，特別是時(shí)間節(jié)點(diǎn)問題，利用無人機(jī)巡航進(jìn)行操作，時(shí)間會(huì)比較短，而且工作運(yùn)行不會(huì)受到無人機(jī)體積的影響。本身電池容量比較小，這就會(huì)對(duì)巡航任務(wù)造成一定的影響，在實(shí)際任務(wù)推進(jìn)的過程中，臨時(shí)出現(xiàn)的時(shí)間問題都會(huì)造成項(xiàng)目推進(jìn)進(jìn)度受損。另外，無人機(jī)的實(shí)際控制范圍比較受限，一般維持在1000m左右，若是超出范圍，無人機(jī)的巡檢數(shù)據(jù)會(huì)失去準(zhǔn)確性。加之無人機(jī)項(xiàng)目不能對(duì)收集到的圖像進(jìn)行有效的缺陷分析，這也就導(dǎo)致圖像在傳遞的過程中不能進(jìn)行及時(shí)性的糾正。

3 無人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)應(yīng)用路徑分析

在巡檢輸電線路項(xiàng)目中引用無人機(jī)巡檢技術(shù)，不僅能有效地解決常規(guī)巡檢中發(fā)生的問題，也能對(duì)不同的巡檢過程進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)處理。第一，從巡檢的運(yùn)行方式分析，利用無人機(jī)巡檢技術(shù)能減少工作人員的實(shí)際工作量，大大減少了其工作負(fù)擔(dān)，并且在運(yùn)行效果上也更加優(yōu)化，效率和質(zhì)量都能得到提升，且技術(shù)在實(shí)際操作過程中，管理人員能確保對(duì)線路的運(yùn)行情況建立最優(yōu)化的處理機(jī)制，確保數(shù)據(jù)完整和健全；第二，從巡檢的制度層面進(jìn)行分析，利用無人機(jī)巡檢制度能確保智能化運(yùn)行結(jié)構(gòu)和人工運(yùn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化融合，提升項(xiàng)目數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率，并且在科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展帶動(dòng)下，升級(jí)巡視效果以及降低巡視成本，真正將無人機(jī)全線路日常巡視建立成為常規(guī)化項(xiàng)目處理機(jī)制，提升輸電線路的運(yùn)行安全。

無人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)應(yīng)用的過程中主要包括三方面：第一，常規(guī)應(yīng)用。主要是線路的實(shí)際巡檢，按照的是周期性巡檢制度，不僅對(duì)線路的走廊進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，也要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地形進(jìn)行優(yōu)化的勘察和數(shù)據(jù)收集；第二，故障應(yīng)用。主要是利用技術(shù)參數(shù)對(duì)線路中產(chǎn)生的故障進(jìn)行及時(shí)性的巡檢，確保全方位多角度的參數(shù)解構(gòu)，優(yōu)化參考數(shù)據(jù)的報(bào)備，實(shí)現(xiàn)故障定位和處理的最優(yōu)化效果；第三，特殊應(yīng)用，主要是利用技術(shù)參數(shù)對(duì)一些較為特殊化的情況和較為特殊化的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)巡檢，另外也要輔助工作人員進(jìn)行工程的放線操作以及區(qū)域內(nèi)異物的處理工作。

4 無人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)應(yīng)用前景分析

在無人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)應(yīng)用中，開始逐漸升級(jí)管控機(jī)制和管理措施，特別是針對(duì)高壓輸電線路故障點(diǎn)的分析和處理。利用架空線路高空巡檢作業(yè)，能有效減少登塔高空作業(yè)項(xiàng)目，大大提升了項(xiàng)目的安全系數(shù)，減少不必要的人員損傷。另外，項(xiàng)目還在研發(fā)地面航模機(jī)操作無人機(jī)技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)智能化全景操作，確保全方位多角度的升級(jí)影像資料的清晰度，工作人員能準(zhǔn)確地判斷輸電線路的實(shí)際運(yùn)行結(jié)構(gòu)，真正突出了無人機(jī)巡檢輸電線路項(xiàng)目成本低、維護(hù)費(fèi)用低以及安全性能高的特點(diǎn)。另外，在局部設(shè)備故障巡檢過程中，利用無人機(jī)巡檢輸電線技術(shù)能實(shí)現(xiàn)人工巡檢速度的提升，解決自然條件的局限問題。在性能、機(jī)型以及具體作業(yè)模式方面，都需要對(duì)其進(jìn)行分析和研發(fā)，確保自動(dòng)化以及智能化控制結(jié)構(gòu)運(yùn)行正?；嬲岣咦詣?dòng)控制以及自主能源補(bǔ)給等方面的效果，實(shí)現(xiàn)不同任務(wù)不同環(huán)境組合優(yōu)化運(yùn)行不同操作機(jī)制，提升無人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用效果，優(yōu)化升級(jí)項(xiàng)目分析管控措施。

5 結(jié)語

總而言之，技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展需要管理人員提高認(rèn)知，有效利用無人巡檢技術(shù)針對(duì)具體措施解決實(shí)際問題，利用無人巡檢技術(shù)不僅能提升巡檢線路的效率和質(zhì)量，也能有效減輕工作人員的強(qiáng)度和負(fù)擔(dān)，確保故障和隱患能及時(shí)處理，一定程度上提升我國巡檢輸電線路項(xiàng)目的安全性以及可靠性，促進(jìn)電力發(fā)展行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：王彥國（1991-），男，吉林長(zhǎng)春人，中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司昆明局助理工程師，研究方向：電力工程。

（責(zé)任編輯：蔣建華）