探究輸電巡檢中無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

陳 適 金 泉

（國(guó)網(wǎng)咸寧供電公司 湖北咸寧 437000）

0 引言

國(guó)家電網(wǎng)近年來(lái)大力推廣無(wú)人機(jī)進(jìn)行線(xiàn)路巡視。無(wú)人機(jī)具有作業(yè)強(qiáng)度低，測(cè)量精度高、巡視效率高，自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，不僅體積小、質(zhì)量輕，攜帶方便，而且綜合成本低，靈活性好，可以進(jìn)行全方位、高效、非接觸式的檢查。

傳統(tǒng)的輸電線(xiàn)路在進(jìn)行巡檢時(shí)主要采取的方式是人工巡檢的方式為主，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，輸電線(xiàn)路的里程數(shù)也在快速增長(zhǎng)。越來(lái)越長(zhǎng)的里程數(shù)與相對(duì)固定的巡線(xiàn)工之間的矛盾越來(lái)越突出，人工巡檢不僅工作條件艱苦、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且由于巡線(xiàn)工人的素質(zhì)參差不齊，不僅造成巡視效率低下，而且遺漏忽視缺陷的情況時(shí)有發(fā)生。這時(shí)候，電力行業(yè)急需一種效率高、質(zhì)量可靠、低成本的巡視方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工巡視，無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)解決了這個(gè)燃眉之急。

1 應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡檢的重要性

高壓輸電線(xiàn)路為了安全，大多數(shù)避開(kāi)了城市建筑密集區(qū)域，多數(shù)處于山野之中。若采用傳統(tǒng)的人工巡檢方式，一名經(jīng)驗(yàn)豐富的巡線(xiàn)工一天只能檢查9～10基桿塔，如果遇到惡劣天氣或者特別復(fù)雜的地形，可巡視的桿塔數(shù)量還會(huì)降低，而無(wú)人機(jī)一般只需要20-25min便可完成一個(gè)熟練工人一天的巡視量，大大提升了巡視效率。而且在一般的輸電線(xiàn)路巡視中，為了生命安全考慮，獨(dú)自巡視的巡線(xiàn)工禁止攀登桿塔，這樣一來(lái)，巡線(xiàn)工只能對(duì)桿塔基礎(chǔ)、導(dǎo)線(xiàn)、塔材、桿號(hào)牌、基地裝置等進(jìn)行檢查，而對(duì)于絕緣子、三角連板、防震錘、懸垂線(xiàn)夾等桿塔上的金具、以及樹(shù)障、外破距離導(dǎo)線(xiàn)的精確距離無(wú)法確認(rèn)。如果利用無(wú)人機(jī)獨(dú)特的空中超近距的檢測(cè)優(yōu)勢(shì)，從不同的角度拍攝圖像，就能及時(shí)將更加詳細(xì)的線(xiàn)路信息帶回來(lái)地面控制中心。以無(wú)人機(jī)傳輸回來(lái)的數(shù)據(jù)，可以建立狀態(tài)巡視計(jì)劃，提前發(fā)現(xiàn)安全隱患。

除此之外，采用無(wú)人機(jī)巡檢主要要求巡視人員向無(wú)人機(jī)操作手進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而日常巡檢對(duì)無(wú)人機(jī)操作手的人數(shù)要求很低，對(duì)于公司來(lái)說(shuō)，相較于大量、高勞動(dòng)強(qiáng)度的運(yùn)維成本，投資培訓(xùn)一批無(wú)人機(jī)操作員是非常劃算的。

2 無(wú)人機(jī)在輸電巡檢中的關(guān)鍵技術(shù)

在應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行輸電線(xiàn)路的巡檢的過(guò)程中，需要了解多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。我們查詢(xún)了有關(guān)的資料，選擇了其中幾種關(guān)鍵的技術(shù)類(lèi)型進(jìn)行分析，以下是具體的研究結(jié)果：

2.1 無(wú)人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)

目前無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)通過(guò)以下幾個(gè)方面控制機(jī)身的穩(wěn)定：

（1）通過(guò)GPS信號(hào)傳輸，可以在任意方位傳來(lái)氣流沖擊時(shí)保持空間位置可飛行姿態(tài)的穩(wěn)定。

（2）在鎖定飛行高度的情況下，自動(dòng)調(diào)整，保持飛行高度。

（3）保持飛行航向的穩(wěn)定。

（4）采集飛行信息，及時(shí)與地面信號(hào)控制器進(jìn)行交流。并在緊急情況下，提醒操作手進(jìn)行緊急迫降。

（5）地面控制器傳出指令時(shí)，無(wú)人機(jī)可以實(shí)時(shí)做出相應(yīng)動(dòng)作。

（6）飛行路徑中遇到障礙物時(shí)，具有自動(dòng)壁障功能。

（7）具備其他應(yīng)急處理的功能。

2.2 無(wú)人機(jī)常用的傳感設(shè)備

目前，無(wú)人機(jī)采用的無(wú)人機(jī)傳感器主要以可見(jiàn)光檢測(cè)設(shè)備和紅外檢測(cè)設(shè)備為主。

可見(jiàn)光檢測(cè)設(shè)備。以高清防抖數(shù)碼相機(jī)、高清攝像機(jī)為主。利用可見(jiàn)光波段的傳感器對(duì)桿塔本體、導(dǎo)地線(xiàn)、金具、絕緣子、釘銷(xiāo)等部件的外形、大小、完整程度、顏色，以及輸電線(xiàn)路通道內(nèi)樹(shù)障、房障等外破、交叉跨越、“三跨”情況進(jìn)行記錄，必要時(shí)可以全程錄像。

紅外檢測(cè)設(shè)備。以制冷型和非制冷型為主，搭配不同規(guī)格的紅外鏡頭。實(shí)質(zhì)上是將紅外熱像儀搭載在無(wú)人機(jī)上，對(duì)輸電線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)、引流板連接處、耐張線(xiàn)夾壓接處及其他金具連接處進(jìn)行溫度監(jiān)控，通過(guò)熱輻射的分布特征，判定相關(guān)部位是否處在正常溫度范圍內(nèi)，提前發(fā)現(xiàn)潛在隱患。

2.3 自動(dòng)巡檢

傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)采用了GPS定位系統(tǒng)，在飛行過(guò)程中接收到四顆衛(wèi)星傳輸過(guò)來(lái)的偽隨機(jī)碼（C/A碼），通過(guò)航拍電文的不斷修正來(lái)規(guī)范飛行軌道。近兩年，技術(shù)人員通過(guò)記錄航道上的空間坐標(biāo)信息，并讓無(wú)人機(jī)在制定的位置拍照，建立輸電通道空間模型，可以在1m的誤差內(nèi)確定樹(shù)障及房障等外破距離，進(jìn)一步降低了運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和巡檢效率。運(yùn)用RTK（載波相位差分技術(shù)）的無(wú)人機(jī)在慢慢投入使用，該技術(shù)通過(guò)將基準(zhǔn)站建在已知或未知點(diǎn)上，基準(zhǔn)站接收到的衛(wèi)星信號(hào)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)實(shí)時(shí)發(fā)給用戶(hù)，用戶(hù)接收機(jī)將接收到的衛(wèi)星信號(hào)和收到基準(zhǔn)站信號(hào)實(shí)時(shí)聯(lián)合解算，可以將樹(shù)障及房障等外破的誤差降低在30～50cm。

3 輸電線(xiàn)路中無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的應(yīng)用

采用無(wú)人機(jī)技術(shù)對(duì)輸電線(xiàn)路進(jìn)行巡檢可以提高巡檢的效率，無(wú)人機(jī)技術(shù)是一種新型的科學(xué)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了巡檢的效率，還進(jìn)行了一定的創(chuàng)新，對(duì)人工智能技術(shù)以及新型檢測(cè)技術(shù)等進(jìn)行了應(yīng)用，在降低了工程成本的情況下提高了檢測(cè)的效率，因此，無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的應(yīng)用對(duì)我國(guó)輸電線(xiàn)路的完善有非常重要的作用，對(duì)我國(guó)電能企業(yè)的發(fā)展十分的有利。采用無(wú)人機(jī)技術(shù)對(duì)輸電線(xiàn)路進(jìn)行巡檢時(shí)需要考慮實(shí)施方案的選擇，要做好前期的準(zhǔn)備工作，例如：測(cè)繪工程的進(jìn)行應(yīng)該按照有關(guān)的條文規(guī)定進(jìn)行，要根據(jù)具體的測(cè)繪信息對(duì)測(cè)繪工程進(jìn)行制定，降低線(xiàn)路出現(xiàn)故障的可能性。對(duì)電力系統(tǒng)的維護(hù)需要多方面人員的共同努力，因此，采取合適的巡檢技術(shù)有利于電力系統(tǒng)的故障檢測(cè)，有關(guān)的工作人員應(yīng)該保證輸電線(xiàn)路的穩(wěn)定情況，對(duì)無(wú)人機(jī)拍攝的圖像資料進(jìn)行充分的觀(guān)察，對(duì)出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行及時(shí)的維修，從而保證輸電線(xiàn)路的完善，為我國(guó)電能資源的穩(wěn)定供應(yīng)做出一定的貢獻(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上述的資料進(jìn)行分析，我們可以知道，現(xiàn)階段，我國(guó)在進(jìn)行電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，如何解決這些問(wèn)題對(duì)我國(guó)電能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常的重要。輸電線(xiàn)路的質(zhì)量對(duì)電能的穩(wěn)定供應(yīng)十分的關(guān)鍵，因此，對(duì)輸電線(xiàn)路進(jìn)行巡檢可以有效地解決現(xiàn)階段電能企業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中所面臨的各種問(wèn)題。采用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行巡檢可以降低工作人員的工作量，對(duì)巡檢效率的提高也有一定的好處，有關(guān)的研究資料表明：巡檢效率的提升可以從根本上提高電能供應(yīng)的效率，降低故障等情況的發(fā)生，對(duì)我國(guó)電能企業(yè)的發(fā)展非常的重要，有利于人們生活質(zhì)量的提升。