高壓輸電線路的無人機(jī)電力巡檢技術(shù)

劉志敏

摘要：高壓輸電線路在電力巡檢過程中廣泛運(yùn)用無人機(jī)進(jìn)行電力巡檢，因此，對(duì)無人機(jī)電力巡檢技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過分析無人機(jī)技術(shù)目前的發(fā)展情況，在結(jié)合實(shí)際案例分析的基礎(chǔ)上，對(duì)無人機(jī)技術(shù)在高壓輸電線路中在電力巡檢中的發(fā)展前景作出分析，并為后期的相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;技術(shù);電力巡檢;無人機(jī)

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)電力的需求量逐年增加，對(duì)高壓輸電線路的需求也不斷增加。高壓輸電線路的巡檢工作如果僅靠傳統(tǒng)的人工電力檢測(cè)執(zhí)行，需要花費(fèi)大量的人力物力與財(cái)力，在這種情況下，無人機(jī)電力巡檢技術(shù)開始受到業(yè)界的關(guān)注。但是，在實(shí)際運(yùn)用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行電力巡檢的過程中也出現(xiàn)了許多問題，當(dāng)前階段的無人機(jī)技術(shù)與輸電線路巡檢要求不相符合，因此，有必要對(duì)其進(jìn)行深入的研究。

1 無人機(jī)技術(shù)

無人機(jī)是指無人駕駛飛行器，是兼具快速光譜照相功能、紅外感應(yīng)功能以及故障監(jiān)控功能等多種功能為一體，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控一些較為復(fù)雜或危險(xiǎn)的區(qū)域并進(jìn)行拍照，計(jì)算機(jī)端能夠接收照片，便于操縱者及時(shí)掌控施工環(huán)境，并制定合理的施工方案。無人機(jī)的特點(diǎn)在于智能、遙控、高空，是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品。在管理范圍大且受自然環(huán)境影響較大的工程來說具有明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠有效控制企業(yè)施工成本，從人力、物力、財(cái)力等各方面實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約。目前，軍事領(lǐng)域已充分運(yùn)用無人機(jī)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域也已經(jīng)開始使用無人機(jī)技術(shù)，電力巡檢過程中也開始引入無人機(jī)技術(shù)，尤其是在高壓輸電線路巡檢中的運(yùn)用較多。

無人機(jī)施工要保障其準(zhǔn)確性與安全性，需要龐大的系統(tǒng)支撐，在巡檢過程中，需要使用到通信技術(shù)、數(shù)字監(jiān)控、信息技術(shù)、紅外遙感、GPS、GIS、遙控等多種技術(shù)，在這些先進(jìn)的技術(shù)支撐下無人機(jī)才能夠根據(jù)操縱命令完成檢修等工作。其中最重要的是對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，從而判斷故障，并為維修人員制定詳細(xì)的維修方案。

2 高壓輸電線路巡檢

高壓輸電線路巡檢重點(diǎn)是故障檢測(cè)，包括鐵塔故障、支架故障以及一些附帶設(shè)備故障等，有利于保持高壓輸電線路供電的可靠性，保持電路通暢。高壓輸電線路巡檢的特點(diǎn)有巡檢范圍廣且受到天氣影響較大，在巡檢過程中還存在較大的危險(xiǎn)性。尤其是偏遠(yuǎn)山區(qū)的高壓輸電線路巡檢工作十分艱巨，對(duì)巡檢人員的體力要求很高。無人機(jī)的引入對(duì)于巡檢人員來說十分便利的，其安全性與快捷性使電力巡檢工作效率更高，且巡檢結(jié)果更加精準(zhǔn)，修檢質(zhì)量也更高。無人機(jī)還可以將這些巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行回傳，有利于電力企業(yè)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行更加全面的綜合管理。

3 目前無人機(jī)巡檢模式及其改進(jìn)措施

無人機(jī)巡檢形式一般分為四種，一是通道監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)管道周圍的工程以及具體出現(xiàn)的故障;二是精細(xì)掃描，對(duì)輸電線路或者其他具體的目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)掃描;三是故障排查，通過故障點(diǎn)巡查，對(duì)其損傷程度以及出現(xiàn)故障的具體原因進(jìn)行分析;四是特殊任務(wù)，在自然災(zāi)害中調(diào)查輸電線路受損情況，并通過檢測(cè)設(shè)備輔助人類戰(zhàn)勝自然災(zāi)害。通過通道檢測(cè)結(jié)果、掃描結(jié)果以及監(jiān)控對(duì)象狀況決定巡檢工作頻次，故障排查與特殊任務(wù)是根據(jù)具體的特殊情況和故障展開的。

目前，無人機(jī)巡檢還存在較多的問題，包括巡檢手段單一、人工操作為主，無人機(jī)要不斷進(jìn)行調(diào)整，在接近目標(biāo)之后再進(jìn)行拍攝，因此，這種信息獲取方式也存在一定的不足，首先，在人工操作下，操作者的無人機(jī)技術(shù)水平會(huì)直接影響無人機(jī)效果，操作不當(dāng)容易出現(xiàn)電線擦掛，傷害線路，無人機(jī)工作存在較大的不確定性;其次，可見光光波是形成信息的主要方式，信息采集容易出現(xiàn)地理信息不完整，數(shù)據(jù)信息無法進(jìn)行量化等情況，與實(shí)際巡檢存在較大的差距;最后，在實(shí)際操作過程中，無人機(jī)獲取到的圖像等資料管理手段落后，導(dǎo)致所收集的信息無法在實(shí)際操作中發(fā)揮作用。針對(duì)這些問題，筆者認(rèn)為可從三個(gè)方面進(jìn)行解決，第一，使用無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)可引入GIS技術(shù)并對(duì)攝像角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng);第二，根據(jù)不同的巡檢對(duì)象要涉及不同的GPS，使飛行器進(jìn)行定向飛行，并形成正射影像，便于測(cè)量;第三，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，分類存放所有的數(shù)據(jù)資料，便于企業(yè)能夠快速查找數(shù)據(jù)，隨時(shí)調(diào)用，便于展開工作。

4 無人機(jī)電力巡檢技術(shù)流程

4.1 通道監(jiān)測(cè)

通道檢測(cè)主要是對(duì)圍繞對(duì)象目標(biāo)一定半徑內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，觀察是否存在違規(guī)建筑或違規(guī)工程。高壓電信通道是否存在嚴(yán)重污染或者排水防洪設(shè)施被損壞、鐵路橋梁變形等情況。無人機(jī)檢測(cè)拍攝的圖像或視頻往往難以滿足電力企業(yè)的數(shù)據(jù)資料需求，也不能根據(jù)這些數(shù)據(jù)制定合理的解決方案。因此，無人機(jī)通道監(jiān)測(cè)工作不僅是收集影像，同時(shí)還要制定相應(yīng)的航飛數(shù)據(jù)，便于生成正射影像，有利于電力企業(yè)根據(jù)影像測(cè)量面積與距離等，便于檢修人員判斷通道內(nèi)的真實(shí)情況，使故障處理效率得到提高。另外，無人機(jī)拍攝的所有數(shù)據(jù)也是落實(shí)具體責(zé)任的證據(jù)，有利于降低糾紛。

4.2 管理與運(yùn)用無人機(jī)巡檢數(shù)據(jù)

無人機(jī)拍攝角度靈活且像素高，同時(shí)還能將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。通過統(tǒng)一管理收集到的影像數(shù)據(jù)，使其應(yīng)用效率得到有效提升。第一，使用GIS系統(tǒng)將無人機(jī)地理位置信息進(jìn)行收集，使具體設(shè)備與其數(shù)據(jù)形成對(duì)照關(guān)系，便于后期確認(rèn)故障點(diǎn);第二，綜合運(yùn)用無人機(jī)拍照影像與具體設(shè)備以及地理位置信息等，獲取具體的坐標(biāo)信息，提高管理水平;第三，每一次無人機(jī)巡檢收集到的數(shù)據(jù)要與前期的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，確保整條電信以及整個(gè)電網(wǎng)的信息保持時(shí)效性，始終處于最新狀態(tài);第四，無人機(jī)獲取到的歷史資料要根據(jù)時(shí)間順序進(jìn)行儲(chǔ)存，便于對(duì)電網(wǎng)發(fā)生故障的規(guī)章進(jìn)行了解;第五，對(duì)桿塔數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，對(duì)其中存在的隱患進(jìn)行分析，并確認(rèn)具體位置、具體編號(hào)以及線路路徑等，使桿塔管理水平得到提升。

4.3 精細(xì)掃描

精細(xì)掃描的目的是保障整體線路安全，比如一些精細(xì)的小型設(shè)備，包括接地裝置、絕緣子等，要得UI器狀況進(jìn)行確認(rèn)就必須要經(jīng)過充分的檢查。精細(xì)掃面要將相關(guān)信息指標(biāo)，包括地理位置、鐵塔高度等在無人機(jī)系統(tǒng)中全部輸入，時(shí)傳統(tǒng)手工操作存在的一些弊端都能夠充分解決，使圖片收集與數(shù)據(jù)采集更加精細(xì)。要使無人機(jī)能夠充分接近電線電網(wǎng)，還要充分結(jié)合智能與人工的操作方式。首先要使用GPS和GIS技術(shù)，使無人機(jī)能夠飛到目標(biāo)對(duì)象上方15米的位置，然后對(duì)云臺(tái)角度精細(xì)人工調(diào)整，從而接近目標(biāo)，最終根據(jù)具體的巡檢任務(wù)采集相應(yīng)的圖片信息或視頻信息等。這種智能結(jié)合人工的操作方式使巡檢速度與巡檢效率能夠有效提升，同時(shí)也使無人機(jī)操作更加安全，緩解巡檢人員的工作壓力。

4.4 故障排查與特殊任務(wù)

這兩種模式的巡檢工作是根據(jù)具體發(fā)生的故障與特殊任務(wù)而展開工作，與日常巡檢存在較大的區(qū)別。線路巡檢要求具有現(xiàn)實(shí)性與針對(duì)性作用，這兩大要求使巡檢工作存在較大的難度。在具體操作中，要采用智能操作結(jié)合人工操作的模式確定存在的缺陷，通過正射影像記錄具有的環(huán)境信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)在線傳輸，使選件人員能夠第一時(shí)間掌握現(xiàn)場情況，便于巡檢人員及時(shí)做出正確的檢修方案。

5 結(jié)束語

無人機(jī)巡檢的運(yùn)用使傳統(tǒng)巡檢存在的各種弊端得到有效解決，在未來的高壓輸電線路巡檢中必定會(huì)更加普及，無人機(jī)巡檢技術(shù)會(huì)更加先進(jìn)。但是，現(xiàn)階段的無人機(jī)技術(shù)水平還較低，無人機(jī)運(yùn)用存在較多的不足之處，因此，有必要針對(duì)電力系統(tǒng)研究出一款綜合性能強(qiáng)的無人機(jī)設(shè)備。

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