500千伏固定翼無人機(jī)在山區(qū)輸電線路巡視中應(yīng)用探討

劉釗

摘 要：固定翼無人機(jī)在山區(qū)500kV輸電線路巡查工作中的有效應(yīng)用，一方面能夠更準(zhǔn)確且效率的檢查輸電線路功能運(yùn)行的狀況，通過計(jì)算機(jī)統(tǒng)籌平臺(tái)告知管理者潛在風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用有效替代的傳統(tǒng)人工巡查措施，隔絕了山區(qū)輸電線路巡查工作中可能潛在的風(fēng)險(xiǎn)傷害。本文基于固定翼無人機(jī)巡查必要性展開分析，在明確要巡視要點(diǎn)與應(yīng)用同時(shí)，期望為后續(xù)電力巡視提供良好參照。

關(guān)鍵詞：固定翼無人機(jī)；500kV輸電線路；山區(qū)巡視；應(yīng)用分析

1 固定翼無人機(jī)在山區(qū)輸電線路巡視的必要性

首先，根據(jù)我國東北山區(qū)自然生態(tài)環(huán)境特性可知地方植株物產(chǎn)極為豐富，并且地質(zhì)形態(tài)也較為復(fù)雜，常規(guī)人工電網(wǎng)巡查工作難以在此環(huán)境中保持高質(zhì)量的核查水準(zhǔn)，同時(shí)在電網(wǎng)核查過程中極易受到氣候等影響，使電網(wǎng)巡查工作難以正常開展，不但極易對(duì)地方電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量造成較大影響，并且更易造成巡查風(fēng)險(xiǎn)，使電網(wǎng)管理人員的生命財(cái)產(chǎn)安全難以得到保障。

所以，固定翼無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用有效解決了山區(qū)輸電線路巡視在地形與環(huán)境方面的影響，使輸電系統(tǒng)檢查工作能夠適應(yīng)更廣泛的環(huán)境，也確保了輸電線路核查質(zhì)量不會(huì)受到影響。

其次，根據(jù)固定翼無人機(jī)滯空時(shí)間與飛行速度優(yōu)勢(shì)，在山區(qū)輸電線路巡視過程中，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)將影像資料傳達(dá)至管理平臺(tái)，以便幫助管理者更細(xì)致的發(fā)覺電力系統(tǒng)潛在隱患，并且可以借助影像資料組成連續(xù)性的線路地圖，通過整體性巡查的視角判斷可能潛在的風(fēng)險(xiǎn)，由此為防護(hù)措施的構(gòu)建提供了可參照資料，也保障了山區(qū)電力系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量。

2 固定翼無人機(jī)在山區(qū)輸電線路巡視要點(diǎn)分析

根據(jù)固定翼無人機(jī)設(shè)備滯空時(shí)間長且飛行速度較快的優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)山區(qū)輸電線路人工巡視工作條件已經(jīng)得到了極大的改善，憑借衛(wèi)星定位系統(tǒng)與高清攝像頭的設(shè)備，更賦予了山區(qū)輸電線路全方位核查的能力，也增強(qiáng)了山區(qū)輸電線路運(yùn)行管理的可控性。根據(jù)現(xiàn)有部分山區(qū)輸電線路巡查工作的經(jīng)驗(yàn)可知，固定翼無人機(jī)設(shè)備的應(yīng)用還需要考慮以下幾方面要點(diǎn)，才能確保整體線路巡視工作質(zhì)量得以保障。

首先，基礎(chǔ)建設(shè)線路部位因設(shè)備與線路較復(fù)雜，在故障隱患出現(xiàn)時(shí)難以通過影像數(shù)據(jù)有效判斷，所以可由管理人員實(shí)地巡查，借助電力檢修措施判斷電力設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)潛在風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)行及時(shí)檢修與維護(hù)，才能避免山區(qū)輸電線路系統(tǒng)整體性與穩(wěn)定性受到損傷。期間，因基礎(chǔ)設(shè)施線路處于500kV電壓環(huán)境內(nèi)，管理人員必須配備好防護(hù)措施，并遵照高壓電操作規(guī)范進(jìn)行檢修，才能避免電擊事故的出現(xiàn)。

其次，管理人員應(yīng)根據(jù)山區(qū)輸電線路環(huán)境制定適宜的災(zāi)后應(yīng)急方案，以便固定翼無人機(jī)發(fā)現(xiàn)災(zāi)情的同時(shí)，管理者可通過數(shù)據(jù)平臺(tái)與搶險(xiǎn)救災(zāi)設(shè)備及時(shí)趕往現(xiàn)場，并在短時(shí)間內(nèi)抑制災(zāi)情，由此降低災(zāi)情對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)與周邊鄉(xiāng)村的傷害。

最后，借助固定翼無人機(jī)巡查，管理者能夠通過影像設(shè)備探查到輸電桿塔與線路機(jī)械出現(xiàn)的故障，由此借助無人機(jī)判斷發(fā)生故障的位置，以便管理人員能夠在短時(shí)間內(nèi)趕到事發(fā)地點(diǎn)，并進(jìn)一步對(duì)輸電線路出現(xiàn)的狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免對(duì)山區(qū)環(huán)境造成傷害。

另外，借助固定翼無人機(jī)巡查，管理者可通過影像發(fā)現(xiàn)輸電線路途經(jīng)區(qū)域中違規(guī)建筑與樹木植株的生長情況，由此以影響資料作為參照，及時(shí)將可能影響輸電輸送安全的樹木植株進(jìn)行修理，同時(shí)也可以與鄉(xiāng)村管理者協(xié)商將違規(guī)房屋拆除，以避免干擾輸電線路的正常運(yùn)行。

3 固定翼無人機(jī)在山區(qū)輸電線路巡視中的應(yīng)用

3.1 飛控系統(tǒng)應(yīng)用

（1）應(yīng)用飛控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行速度、高度及航線的設(shè)定，并且可控制無人機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化起飛、盤旋，并依據(jù)航線來實(shí)現(xiàn)降落，在飛行階段還可對(duì)飛行任務(wù)隨時(shí)做出調(diào)整，并自主控制相機(jī)進(jìn)行拍攝并且對(duì)照片拍攝地點(diǎn)信息也可進(jìn)行記錄。飛控系統(tǒng)的構(gòu)成主要就包括了衛(wèi)星導(dǎo)航模塊、飛行控制模塊、電源模塊、速度控制模塊、通信模塊、地面站軟件系統(tǒng)等，通過將這些系統(tǒng)組合并予以應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自動(dòng)駕駛。

（2）地面遙控系統(tǒng)主要是基于PC設(shè)備、監(jiān)控臺(tái)、引導(dǎo)設(shè)備、外部接口設(shè)備的支持之下，來實(shí)現(xiàn)針對(duì)無人機(jī)目標(biāo)的追蹤與遙控指令的執(zhí)行。遙控指令與數(shù)據(jù)產(chǎn)生在具體執(zhí)行控制前大都需提前制定，遙控計(jì)劃在無人機(jī)上經(jīng)由地面站上空，前往與之所對(duì)應(yīng)的監(jiān)控站，在無人機(jī)進(jìn)到地面站所覆蓋區(qū)域之時(shí)，便須向內(nèi)地向人員發(fā)出控制指令并予以執(zhí)行，使其能夠完成各項(xiàng)動(dòng)作并實(shí)現(xiàn)對(duì)既定任務(wù)的達(dá)成，并最終達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。這一系統(tǒng)的構(gòu)成主要就包括了指令編碼器、載波調(diào)制器、監(jiān)控臺(tái)、發(fā)射天線、副載波調(diào)制器以及地面檢測(cè)接收設(shè)備等。

（3）具備有電子地圖功能的地面站軟件能夠?qū)崿F(xiàn)在無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的過程中，臨時(shí)改變?nèi)蝿?wù)目標(biāo)及航線，能夠及時(shí)做出半自助式遙控，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行數(shù)據(jù)與離線回放的精準(zhǔn)記錄。其中就包括了自動(dòng)駕駛儀供電電壓監(jiān)測(cè)，電動(dòng)飛機(jī)動(dòng)力電壓監(jiān)測(cè)及電流監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星定位精度監(jiān)測(cè)、自動(dòng)駕駛溫度控制檢測(cè)等。需先進(jìn)行巡視地圖的制作，并將之加載到地面站軟件當(dāng)中，而后僅需在屏幕當(dāng)中拖拽一個(gè)矩形，將衛(wèi)星導(dǎo)航點(diǎn)輸入其中便可自主生成無人機(jī)飛行航線。地面站能夠?qū)o人機(jī)的飛行速度、姿態(tài)、高度、所在坐標(biāo)等信息予以詳細(xì)的顯示，以便于技術(shù)人員能夠及時(shí)掌握其飛行狀況。同時(shí)還可借助于地面站來對(duì)其實(shí)施具體操控，如自動(dòng)返航、盤旋、一鍵開傘等。

3.2 圖像收集與處理

無人機(jī)可搭載單相機(jī)，并可在低空條件下取得高分辨率影像、在陰天云下取得光學(xué)影像，能夠在高位環(huán)境下進(jìn)行飛行探測(cè)，可實(shí)現(xiàn)長距離飛行。對(duì)無人機(jī)增添空速管，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行速度的精確控制，以促使無人機(jī)可在航行階段實(shí)現(xiàn)中等距離圖像攝影，以促使所拍攝圖像的重疊率超過40%。并且應(yīng)用飛控系統(tǒng)還能夠給予圖片新增POS信息，把所搜集到的圖片實(shí)施加工處理便可發(fā)現(xiàn)線路中所存在著的外破隱患。另外，固定翼無人機(jī)在數(shù)據(jù)采集后，能夠借助數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接去打?qū)D片傳輸至計(jì)算機(jī)軟件，由此通過圖片拼接與處理得到完整的線路巡視圖像，以便管理者從專業(yè)化角度分析輸電線路中極易出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)與隱患，以便于管理質(zhì)量與效率得到極大的提升。

4 結(jié)束語

固定翼無人機(jī)在山區(qū)輸電線路巡查工作中的有效落實(shí)，不但能夠?yàn)檩旊娧惨暪ぷ鞯拈_展提供更高效的信息采集平臺(tái)，由此提升整體巡視工作的質(zhì)量與效率，以便有更充裕的時(shí)間判斷線路中可能存在的隱患，同時(shí)借助無人機(jī)設(shè)備，更能夠隔絕管理者巡查工作可能遭受的風(fēng)險(xiǎn)，如此也避免了管理人員的生命安全受到損害。故而，在論述500千伏固定翼無人機(jī)在山區(qū)輸電線路巡視中應(yīng)用期間，必須明確固定翼無人機(jī)操控要求與維護(hù)措施，避免無人機(jī)設(shè)備受到傷害，才能為后續(xù)電網(wǎng)巡視工作的開展提供全方位保障。

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