無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用分析

曹流

摘 要：近年來(lái)，無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路相關(guān)技術(shù)的研究與應(yīng)用越來(lái)越受電力企業(yè)重視，并在很大程度上推動(dòng)了輸電線路巡檢水平的提升，對(duì)電力企業(yè)的正常運(yùn)行與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有著積極意義。在巡檢中應(yīng)用無(wú)人機(jī)技術(shù)時(shí)，一定要充分明確該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，并根據(jù)實(shí)際情況有效改善巡檢效果，保障電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文簡(jiǎn)單介紹無(wú)人機(jī)技術(shù)與輸電線路巡檢，分析前者在后者中的應(yīng)用可行性，并就其實(shí)際應(yīng)用情況及應(yīng)用前景展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);輸電線路;巡檢;技術(shù)

1無(wú)人機(jī)技術(shù)的概述

1.1技術(shù)要素

一般情況下，四旋翼無(wú)人機(jī)（M4R）和遙控直升機(jī)（UH）是專(zhuān)門(mén)用于輸電線路巡檢工作的，其中四旋翼無(wú)人機(jī)主要由地面站和四旋翼無(wú)人機(jī)兩部分組成，四旋翼無(wú)人機(jī)是采用4個(gè)旋翼對(duì)稱(chēng)分布形成的氣動(dòng)布局，具有良好的懸停、起降能力，四旋翼無(wú)人機(jī)可以攜帶無(wú)線微型高分辨率圖像采集設(shè)備、無(wú)線圖像傳輸設(shè)備等，能采集到輸電線路高清晰特定目標(biāo)圖像，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸。遙控直升機(jī)主要由地面攝像監(jiān)視與操控系統(tǒng)、影像采集傳輸設(shè)備、減振懸掛裝置、遙控直升機(jī)本體等組成，遙控直升機(jī)在飛行過(guò)程中，能采集輸電線路的目標(biāo)視頻圖像，并通過(guò)無(wú)線圖像傳輸設(shè)備傳輸?shù)胶笈_(tái)，這樣工作人員就能及時(shí)判斷輸電線路存在的故障。

1.2功能概述

四旋翼無(wú)人機(jī)在巡檢過(guò)程中，會(huì)直接受到地面站的引導(dǎo)，沿著輸電線路飛行，在保持與輸電線路的安全距離下，達(dá)到設(shè)備附近，四旋翼無(wú)人機(jī)的主要功能是自主懸停在特定的空間位置中，確保在最合理的角度進(jìn)行圖像拍攝，在對(duì)圖像采集設(shè)備和被檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整時(shí)，工作人員可以通過(guò)調(diào)節(jié)四旋翼無(wú)人機(jī)的減振云臺(tái)和航向完成。遙控?zé)o人機(jī)是通過(guò)人工遙控飛行到輸電線路附近，在保持與輸電線路安全距離的前提下，懸停在設(shè)備附近，然后實(shí)施圖像采集及傳輸。四旋翼無(wú)人機(jī)地面站的主要功能是保持與四旋翼無(wú)人機(jī)的遙控遙測(cè)通信，并引導(dǎo)四旋翼無(wú)人機(jī)飛行到預(yù)定的位置。地面站還具有接收無(wú)人機(jī)傳輸檢測(cè)圖像、控制無(wú)人機(jī)云臺(tái)狀態(tài)、控制飛行狀態(tài)等功能。

2無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢中的應(yīng)用可行性分析

無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢中進(jìn)行運(yùn)用，主要是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)能夠代替人工對(duì)輸電線路進(jìn)行巡檢，這對(duì)規(guī)模越來(lái)越大，工作量不斷提升的巡檢工作而言有著重要意義。由于無(wú)人機(jī)能夠自由飛行與懸停，并且搭載有圖片或視頻采集設(shè)備，能夠與地面控制重心進(jìn)行信息傳輸，故而能夠很好地替代人工完成正常巡檢，同時(shí)也能勝任部分故障巡檢及特殊巡檢工作。而且在電網(wǎng)規(guī)模更加復(fù)雜，輸電線路更長(zhǎng)的情況下，無(wú)人機(jī)技術(shù)有自駕與手動(dòng)兩種模式，能夠根據(jù)實(shí)際情況解放巡檢人員，讓巡檢人員能夠同時(shí)進(jìn)行多處巡檢或者兼顧其他工作。特別是在地理環(huán)境復(fù)雜的巡檢范圍內(nèi)，無(wú)人機(jī)技術(shù)無(wú)需穿越復(fù)雜地形的優(yōu)勢(shì)更是被展現(xiàn)得淋漓盡致。不過(guò)，無(wú)人機(jī)本身電池容量不大，而且可遙控范圍有限，故而只能在較小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行短時(shí)間巡檢。與此同時(shí)，由于無(wú)人機(jī)不能智能化地對(duì)巡檢圖像進(jìn)行分析，依舊需要巡檢人員對(duì)圖像會(huì)進(jìn)行分析與研究。

3無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用

3.1與人工巡檢相結(jié)合以?xún)?yōu)化巡檢

就當(dāng)前來(lái)看，無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢中的應(yīng)用還處于初步階段，必須與人工巡檢相結(jié)合。這是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)可遙控范圍較小，可飛行時(shí)間不長(zhǎng)，并且無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化巡檢，尤其是對(duì)部分故障巡檢及特殊巡檢任務(wù)，無(wú)人機(jī)技術(shù)更是無(wú)法完全勝任。基于無(wú)人機(jī)技術(shù)在這些方面的限制，當(dāng)前在輸電選錄巡檢過(guò)程中應(yīng)用無(wú)人機(jī)技術(shù)時(shí)，必須與人工巡檢相結(jié)合，充分保障實(shí)際巡檢質(zhì)量與效率。一方面，巡檢人員可以借助無(wú)人機(jī)技術(shù)減輕自身工作量，依靠無(wú)人機(jī)完成地面環(huán)境復(fù)雜區(qū)域的線路巡檢工作;另一方面，需安檢人員需要基于無(wú)人機(jī)巡檢與人工巡檢，對(duì)巡檢線路進(jìn)行優(yōu)化，親自對(duì)無(wú)人機(jī)難以有效巡檢的位置進(jìn)行人工巡檢。只有這樣，輸電線路巡檢工作才能得到充分優(yōu)化，為線路的安全、正常運(yùn)行提供基礎(chǔ)保障。

3.2查找雷擊故障點(diǎn)

在故障巡檢方面，無(wú)人機(jī)技術(shù)當(dāng)前主要應(yīng)用于雷擊故障點(diǎn)查找工作。這是因?yàn)樵诎l(fā)生雷擊故障之后，橫擔(dān)側(cè)與導(dǎo)線側(cè)的絕緣子往往存在最明顯的燒傷現(xiàn)象，并且前者的掛點(diǎn)金具間也會(huì)出現(xiàn)燒傷痕跡。如果輸電線路上設(shè)置有均壓環(huán)，那么燒傷痕跡也會(huì)明顯表現(xiàn)在該部件上。在人工巡檢模式下，由于巡檢人員在地面進(jìn)行巡視和檢查，在視角受限的情況下很難快速發(fā)現(xiàn)這些燒傷痕跡。即便巡檢人員進(jìn)行登檢，也很難發(fā)現(xiàn)桿塔側(cè)絕緣子或金具外的燒傷痕跡，故而導(dǎo)致實(shí)際巡檢質(zhì)量與效率偏低。而無(wú)人機(jī)在高空飛行巡檢，巡檢人員通過(guò)地面控制系統(tǒng)接收高空采集的圖像或視頻信息，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)燒傷痕跡，進(jìn)而快速查找出雷擊故障點(diǎn)。而且，在雷擊故障點(diǎn)查找過(guò)程中應(yīng)用無(wú)人機(jī)技術(shù)，能夠充分避免登檢行為所帶來(lái)的人身安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.3采集輸電線路信息

無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)在巡檢工作中的實(shí)際應(yīng)用，最常見(jiàn)的功能就在于采集輸電線路信息。巡檢人員通過(guò)地面控制系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制，并借助信息傳輸技術(shù)與無(wú)人機(jī)搭載的圖像或視頻采集設(shè)備，能夠在地面直接獲取高空采集的信息。一方面，巡檢人員能夠借助無(wú)人機(jī)技術(shù)對(duì)輸電線路進(jìn)行自動(dòng)化、多線并行式巡檢，從而減少人工巡檢工作量;另一方面，無(wú)人機(jī)所采集的高空信息，能夠防止巡檢人員在巡檢工作中受到安全威脅，同時(shí)也能從高空更好地巡檢輸電線路實(shí)際運(yùn)行情況。總體上而言，當(dāng)前無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢中的應(yīng)用，高空信息采集是最為基礎(chǔ)而重要的部分，在減少人工巡檢工作量，提高人員安全的同時(shí)，采集高空信息，有利于更好地了解輸電線路實(shí)際情況。

3.4對(duì)特殊位置進(jìn)行巡檢

雖然在特殊巡檢方面，當(dāng)前的無(wú)人機(jī)技術(shù)還存在較大的應(yīng)用盲區(qū)，需要不斷進(jìn)行改善完善，但該技術(shù)依舊能在部分特殊位置的巡檢工作中充分發(fā)揮作用。其中，地線、線路上的掛點(diǎn)金具、特殊地段的絕緣子串銷(xiāo)釘、常見(jiàn)故障位置等，均是該技術(shù)能夠得以有效應(yīng)用的特殊巡檢部位。

3.5無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用前景

可以預(yù)見(jiàn)，隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，其在輸電線路巡檢中的應(yīng)用必然會(huì)越來(lái)越廣泛和高效。在無(wú)人機(jī)技術(shù)更加成熟的情況下，無(wú)人機(jī)遙控范圍將更為寬廣，可飛行時(shí)間更長(zhǎng)，同時(shí)能夠搭載更加智能化的信息設(shè)備，從而進(jìn)一步減少人工巡檢工作量，并且促進(jìn)巡檢質(zhì)量與效率的顯著提升。另外，無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于輸電線路巡檢，還有著成本低廉、維護(hù)資金少、安全性高、無(wú)視復(fù)雜地形等優(yōu)勢(shì)，能夠進(jìn)一步替代人工巡檢。

4結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路作為一項(xiàng)新興高端技術(shù)項(xiàng)目，為了保證它的順利實(shí)施我們依然要提高我們的技術(shù)水平，技術(shù)高新產(chǎn)業(yè)是見(jiàn)證一個(gè)國(guó)家實(shí)力的基本要素，不斷地創(chuàng)新不斷的發(fā)展，讓科技成為現(xiàn)代社會(huì)的領(lǐng)軍，造福人類(lèi)。無(wú)人機(jī)的發(fā)展無(wú)疑是一項(xiàng)重大的科學(xué)突破，它無(wú)論在技術(shù)上還是創(chuàng)新上都給人們?cè)谝恍└唠y度的工作常遭了極大地便利，而且也提高了效率和精準(zhǔn)度。技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，科技在不斷地發(fā)展，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用還會(huì)非常廣泛，巡檢輸電線路的開(kāi)創(chuàng)只是一個(gè)開(kāi)始，它將無(wú)人機(jī)的應(yīng)用發(fā)揮到極致。即使困難重重，可我相信，只要不斷地努力和創(chuàng)新，科技終將會(huì)引領(lǐng)最前沿的高端未來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳天添. 無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用分析[J]. 科技與創(chuàng)新，2016（4）：154-155.

[2]周海峰. 無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用與分析[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（18）.