高壓輸電線路的無人機(jī)電力巡檢技術(shù)研究

李冬

摘 要：本文對無人機(jī)當(dāng)前技術(shù)以及發(fā)展的前景進(jìn)行分析，還以現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際案例進(jìn)行分析，同時(shí)還針對無人機(jī)技術(shù)在高壓輸電線路中電力巡檢的發(fā)展前途進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路檢修;無人機(jī);巡檢

前言：

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷的增長，我國對電力的需求逐漸增加，因此對高壓電線路重視程度也在逐漸的加大。在高壓電線路巡檢工作中，如果僅僅依靠人力來進(jìn)行檢查，不僅要花費(fèi)大量的精力，還要耗費(fèi)大量的錢財(cái)，并且利用無人機(jī)來進(jìn)行電力巡檢，是非常有意義的一件事情。但是我們在現(xiàn)實(shí)生活中利用無人機(jī)來進(jìn)行電力巡檢的過程中還存在許多問題，例如，無人機(jī)技術(shù)利用和輸電線路電力巡檢的要求不配套等等，因此，我們更應(yīng)該對這個(gè)問題進(jìn)行深刻的探討。

1.無人機(jī)的技術(shù)

無人機(jī)是指在飛行器上沒有人駕駛，卻可以操控的飛行器。它同時(shí)兼有紅外線感應(yīng)功能、故障監(jiān)控功能和快速光譜照相機(jī)等多種功能，并且它能夠及時(shí)的對一些比較危險(xiǎn)很復(fù)雜的地方進(jìn)行拍照，同時(shí)在計(jì)算機(jī)終端可以接受到拍照的信息，使操作者能夠及時(shí)掌握地方的環(huán)境特點(diǎn)，并制定合理的解決方案。無人機(jī)的特點(diǎn)有很多，比如智能、可遙控、在高空飛行，是一個(gè)高度一體化的機(jī)器。無人機(jī)的運(yùn)用在受環(huán)境影響較大的工程中有著明顯的優(yōu)勢，可以極大的控制企業(yè)的施工成本，它從各個(gè)方面節(jié)約了成本，例如人力、物力、財(cái)力等。

無人機(jī)同時(shí)還具有激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)，這是一款輕型的激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ，也是一個(gè)一體化集成，集激光雷達(dá)掃描儀、GNSS 和 IMU 定位定姿系統(tǒng)及存儲(chǔ)控制單元，可以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、海量的采集高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)和豐富的影像信息，通過配套的LiAcquire? 機(jī)載激光雷達(dá)地面站軟件，快速獲取電力相關(guān)數(shù)據(jù)。

無人機(jī)還具有可見光掃描系統(tǒng)，通過搭載傾斜相機(jī)，進(jìn)行可見光立體影像測量采集數(shù)據(jù);然后對其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理;將處理后的信息進(jìn)行計(jì)算形成點(diǎn)云，再利用點(diǎn)云建立三維模型。

2.高壓輸電線的電路巡檢

在高壓輸電線路巡檢中，重中之重的是故障檢測，其中包括支架故障、鐵塔故障還有一些設(shè)備的故障等等，這有利于保障高壓輸電線路供電的可靠性以及電路的通暢。由于高壓輸電線路本身所具有的特點(diǎn)，比如，范圍廣，還極其容易受到環(huán)境的影響，在巡檢的過程中特別容易存在安全隱患。特別是偏遠(yuǎn)的山區(qū)，在高壓輸電線路的巡檢過程中特別的困難，這對訓(xùn)練員的身體素質(zhì)的要求特別高。因此，無人機(jī)的運(yùn)用，就使得這項(xiàng)工作變得非常簡單，而且提高了工作人員的人身安全的保障，方便了工作人員的工作，還提高了工作人員的工作效率，使得巡檢結(jié)果的精準(zhǔn)度大大提高，檢修的質(zhì)量也大幅度提高。無人機(jī)還能夠?qū)⒂涗浀臄?shù)據(jù)傳回、存儲(chǔ)，這使得電力企業(yè)對電力、電網(wǎng)的管控更加的精準(zhǔn)全面。

3. 當(dāng)前無人機(jī)巡檢的模式以及改進(jìn)方法

當(dāng)前，無人機(jī)的巡檢形式一般有四種，第一種是通道檢測，檢測管道周圍的工程和具體發(fā)生的事故;第二種是精細(xì)掃描，主要是對高壓輸電線路或者其他的目標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的掃描;第三種是對故障地區(qū)進(jìn)行排查，通過對故障地點(diǎn)的巡查，對故障地點(diǎn)的損壞成度和故障的原因進(jìn)行分析排查;第四種是特殊的任務(wù)，在出現(xiàn)自然災(zāi)害的情況下，進(jìn)行調(diào)查高壓輸電線路的損害情況，然后通過檢測設(shè)備輔助，檢查出具體發(fā)生的詳細(xì)事情，最終戰(zhàn)勝自然災(zāi)害。主要是依據(jù)檢測結(jié)果、掃描結(jié)果還有監(jiān)控對象的具體情況，定下具體的巡檢次數(shù)，故障的排查以及特殊的工作任務(wù)是根據(jù)特殊的情況和故障開展的。

目前，利用無人機(jī)進(jìn)行巡檢還存在很多的問題，比如無人機(jī)的巡檢方式單一，以人工操為主要方式。在工作中，無人機(jī)需要進(jìn)行不斷的調(diào)整，才能在靠近目標(biāo)之后進(jìn)行拍攝。因此，以這樣方式拍的照片，還存在不足的地方，第一點(diǎn)無人機(jī)利用人工操作，人工的操作水準(zhǔn)會(huì)直接影響到無人機(jī)的工作水平，操作的不正確極其容易出現(xiàn)傷害線路，電線擦掛等情況，以至于無人機(jī)的工作存在極大的不穩(wěn)定性;第二點(diǎn)信息的形成主要依靠可見光波，所以信息的收集特別容易受到地理環(huán)境影響，導(dǎo)致收集的地理信息不全面，數(shù)據(jù)信息不能夠量化，與現(xiàn)實(shí)差距較大;第三點(diǎn)在具體的操作過程中，利用無人機(jī)獲取信息的手段落后，這導(dǎo)致收集的信息沒有具體的使用價(jià)值。對于這些問題，我認(rèn)為可以從下面的幾個(gè)方面進(jìn)行考慮，第一個(gè)方面，在利用無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取的同時(shí)，采用GIS技術(shù)，對拍攝的角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn);第二個(gè)方面，當(dāng)巡檢不同的對象時(shí)，采用不同的GPS，讓無人機(jī)進(jìn)行定方向飛行，采集正射映像，便于測量;第三個(gè)方面，可以對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，這樣可以有利于我們快速查找信息，進(jìn)行使用。

為了模擬現(xiàn)場各種設(shè)備的工況數(shù)據(jù)，給操作人員監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)時(shí)使用，因此，提出了構(gòu)建工況數(shù)據(jù)模擬生成系統(tǒng)的需要，為后續(xù)建立模型，進(jìn)行應(yīng)力分析，提供了便利的依據(jù)。通過一系列操作，最終達(dá)到一個(gè)數(shù)字化的驗(yàn)收。同時(shí)無人機(jī)的儲(chǔ)存空間不斷加大，掃的范圍不斷擴(kuò)大，覆蓋的面積變大，可以極大的節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。

4.利用無人機(jī)進(jìn)行電力巡檢的技術(shù)流程

4.1通道檢測

通過對檢測目標(biāo)一定的半徑范圍內(nèi)進(jìn)行巡檢就是管道檢測，主要目的是檢測周圍是否存在違規(guī)的工程。同時(shí)還能觀測到高壓電通信通道是否被污染以及排水防洪的設(shè)備是否被損壞，還有鐵路橋梁等設(shè)施是否變形等等。利用無人機(jī)檢測環(huán)境拍攝的照片、視頻無法滿足電力企業(yè)的需求，也就不能根據(jù)這些數(shù)據(jù)資料制定合理的解決辦法。因此，利用無人機(jī)監(jiān)測通道不能只是收集圖片、視頻，還要制定特定的飛行路線，這樣才能形成正射影像，讓電力企業(yè)獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，比如具體的面積和距離，還有當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境等。

4.2對無人機(jī)的巡檢數(shù)據(jù)的管理與運(yùn)用

使用無人機(jī)進(jìn)行拍攝，拍攝的角度靈活，像素高，還可以將所拍攝得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。為了使利用的效率提高，采用了統(tǒng)一管理處理數(shù)據(jù)的辦法。首先，利用GIS系統(tǒng)使無人機(jī)可以把當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔⒁约爱?dāng)?shù)氐沫h(huán)境情況進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，使具體的設(shè)備可以和收集到的信息進(jìn)行對應(yīng)，對后期的檢修，確認(rèn)具體的故障地點(diǎn)形成便利。其次，利用無人機(jī)拍攝收集各種數(shù)據(jù)、具體設(shè)備和具體的環(huán)境情況，可以得到具體的坐標(biāo)信息，提高管理的水平;接著，讓無人機(jī)每一次收集的信息與上一次收集的信息進(jìn)行比較，保證了高壓輸電線路和電網(wǎng)信息的及時(shí)性，使它們始終保持在最新的狀態(tài);再接著，使用無人機(jī)獲取的每次信息，都要按照時(shí)間的順序進(jìn)行標(biāo)序，這有利于對電網(wǎng)出現(xiàn)過的故障情況有進(jìn)一步的了解;最后，我們還需要對桿塔的信息進(jìn)行分析，對桿塔中存在的各種隱患進(jìn)行詳細(xì)的判斷，根據(jù)其詳細(xì)的信息確定它故障的部位，并對它進(jìn)行編號(hào)，儲(chǔ)存。這使桿塔的管理效率大大提高。

4.3精細(xì)掃描

為了保證整體線路的安全，采用精細(xì)掃描的辦法，比如，許多精細(xì)的小型的設(shè)備，例如，絕緣子和接地裝置等，如果想要UI儀器的具體狀況就必須要進(jìn)行充分的檢查。精細(xì)掃描主要是將有關(guān)的具體信息，比如，地理位置、高度、面積等記錄在無人機(jī)中，相比于傳統(tǒng)的手工操作，其記錄的數(shù)據(jù)更加的精準(zhǔn)。

4.4故障排查與特殊任務(wù)

這兩種模式是依據(jù)具體發(fā)生的故障與特殊的任務(wù)而開展的工作，與日常的巡檢方式有著較大的差距。

總結(jié)：利用無人機(jī)進(jìn)行巡檢可以有效的解決在傳統(tǒng)巡檢過程中解決不了的隱患，再過一段時(shí)間，我相信在高壓輸電線路巡檢過程中使用無人機(jī)技術(shù)會(huì)更加的普遍。但是，我國現(xiàn)階段的無人機(jī)技術(shù)水平有限，在無人機(jī)的運(yùn)用中還有很多的不足，所以我們必須有針對性的對無人機(jī)進(jìn)行探究，使得它更加符合我們的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃唐含. 高壓輸電線路無人機(jī)電力巡檢技術(shù)研究[J]. 百科論壇電子雜志， 2019（6）：406.

（國網(wǎng)重慶市電力公司檢修分公司，重慶 400000）