電力輸電線路巡檢中無人機的應用

李帆 錢濤

國網(wǎng)常州供電公司 江蘇常州 213000

1 無人機在輸電線路巡檢中的優(yōu)勢

無人機是近年來新興的一項技術，在諸多領域中得到廣泛應用，對于輸電線路巡視檢查而言，無人機的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

1.1 可有效降低巡檢成本

我國有很多輸電線路架設在人跡罕至的地區(qū)，傳統(tǒng)的人工巡檢方式想要涉及這些區(qū)域有一定的難度，為滿足工作需要，常常會使用較長的高空架線，由此使得巡檢成本隨之增大。而無人機并不會受到地形的限制，在有效的飛行距離內(nèi)，作業(yè)人員只要操控無人機便可從不同的角度對輸電線路上的設備進行巡視檢查，減輕了人員的工作量，相關費用也隨之降低。此外，由于巡檢人員無需親臨現(xiàn)場，從而使得作業(yè)安全性得到可靠保障，避免了安全事故的發(fā)生。

1.2 可縮短巡檢時間

無人機基本不會受自然環(huán)境和氣候條件等因素的影響，在可能發(fā)生自然災害的地區(qū)利用無人機對輸電線路進行巡檢，可以在較短的時間內(nèi)順利完成任務。無人機具備快速巡檢的能力，通過在指定位置進行懸停，可檢查線路上的設備，確定缺陷，并對巡檢結(jié)果進行實時回傳，整個過程耗時較少。此外，無人機巡檢前基本不需要進行較長時間的準備，大部分無人機在90s以內(nèi)便可起飛，當一個區(qū)域內(nèi)的線路巡檢完成后，可以快速轉(zhuǎn)移至下個區(qū)域，有效縮短了輸電線路的巡視檢查時間。

1.3 巡檢更全面

隨著無人機技術的不斷發(fā)展和完善，其功能日漸強大，通過搭載不同的平臺和系統(tǒng)，可以使無人機具有更多的功能，如設備缺陷快速查找、故障定位、實時監(jiān)測等等。由此使得無人機的巡檢更加全面，線路的跳閘次數(shù)和停電時長隨之減少，確保了整個電網(wǎng)的運行安全性和穩(wěn)定性，給供電可靠性提供了有效保障。

2 輸電線路巡檢工作內(nèi)容

輸電線路巡檢工作主要是對線路本體、附屬設施等進行有效檢查和巡視，明確輸電線路的運行狀態(tài)，便于及時發(fā)現(xiàn)輸電線路運行中出現(xiàn)的問題。輸電線路巡檢工作分為正常巡視、故障巡視和特殊巡視三種模式。不同類型的巡檢工作有不同的工作要求，需要合理安排無人機巡檢路徑。為更好地滿足輸電線路巡檢工作要求，要了解線路的運行情況，綜合性分析各方面影響因素，實現(xiàn)對現(xiàn)有資源的科學運用，以此保證輸電線路運行的穩(wěn)定性和安全性。

3 電力輸電線路巡檢中無人機的應用

3.1 電力輸電線路全方位巡檢中的應用

在電力輸電線路巡檢工作中，無人機有著具大的應用優(yōu)勢，對于性能很高的無人機來說，其硬件包括地面站與機載兩個組成部分，在無人機的機載部分中，能夠搭載可見光相機，可見光相機能夠?qū)旊娋€路進行全方位的拍攝，并將拍攝的圖像進行視頻轉(zhuǎn)換，通過模擬信號傳輸以及系統(tǒng)中的無線通訊模塊將拍攝到的圖像信息發(fā)送至計算機中，巡檢人員可通過專業(yè)軟件實時查看無人機所拍攝到的影像，并根據(jù)無人機的拍攝影像來判斷輸電線路的運行狀況。除此之外，在面對特殊的線路巡檢要求時，巡檢人員還可利用遙控器對無人機進行控制，從而使無人機能夠避過障礙物更加快速的找到故障位置。并且，無人機中可見光相機的焦距也可進行靈活的調(diào)節(jié)，巡檢人員可通過遙控器來調(diào)整無人機的焦距，從而使目標位置更加清晰，在巡檢完畢后還可將無人機拍攝到的巡檢影像存儲至計算機中。無人機借助于多用轉(zhuǎn)換頭來進行輸電線路巡檢工作，這也使其能夠代替人來高效的完成巡檢工作，大大減輕了巡檢人員的工作強度，有效避免了安全風險的發(fā)生。

3.2 電力輸電線路姿態(tài)控制技術的運用

廣泛運用無人機進行輸電線路的檢查和巡視，精確控制無人機的飛行姿態(tài)，使線路運行路徑穩(wěn)定，有效減少了外界信息的干擾，保證了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。例如，輸電線路巡檢中，相應人員將無人機姿態(tài)控制技術歸納為：（1）利用加速計、磁羅盤、陀螺儀等姿態(tài)傳感器，采集相應的工作信息，充分發(fā)揮無人機跟蹤精度高、穩(wěn)定性強等特點，同時分析姿態(tài)控制技術要點；（2）借助地面站、遙控器等來設置姿態(tài)控制模式；（3）根據(jù)地面站、遙控器等指令信息，有效控制無人機的飛行姿態(tài)。

3.3 電力輸電線路故障檢測中的應用

在電力輸電線路巡檢工作中，無人機在輸電線路故障檢測中也發(fā)揮著重要作用，無人機具有三種主要的巡檢方式，一種是通過雷達進行故障檢測，另一種是通過拍攝視頻來進行故障檢測，還有一種是通過紅外線來進行檢測。在雷達檢測中，其能夠使輸電線路的定量測量精度更高，并且可通過雷達測距裝置對輸電線路和周圍障礙物之間的距離進行精準測量，從而為輸電線路的維護與架設工作提供參考。在視頻可視化檢測中，巡檢人員可通過無人機中搭載的可視攝像頭來對輸電線路進行航拍，并通過通訊模塊將航攝圖片或視頻傳輸至地面站的計算機中，巡檢人員可利用專業(yè)軟件來觀察航攝圖片或視頻，從而幫助巡檢人員分析輸電線路的實時運行情況。在紅外檢測中，該技術是通過紅外線來幫助巡檢人員進行成像分析，這種檢測方法適用于肉眼無法辨別的線路故障檢查，尤其是在線路金屬探傷中有著極高的應用價值，能夠幫助巡檢人員及時發(fā)現(xiàn)線路中存在的某個點或局部區(qū)域所出現(xiàn)的異常過熱問題。

總之，明確輸電線路巡檢工作內(nèi)容，及時了解無人機巡檢系統(tǒng)的基本特點，掌握輸電線路巡檢工作對無人機的技術要求，以加強對無人機技術的運用。具體地，可將目標跟蹤技術、姿態(tài)控制技術、抗干擾技術、圖像處理技術等廣泛運用，如運用目標跟蹤技術快速定位巡檢位置，明確電力巡檢路線，實現(xiàn)自動導航，同時在高頻率作業(yè)環(huán)境下實現(xiàn)目標定位，便于掌握輸電線路巡檢工作進度，提前做好故障排查，促進輸電線路的穩(wěn)定運行。