無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用分析

聶晶

摘要：在當(dāng)今社會(huì)技術(shù)飛速發(fā)展的大前提下，電力作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活的基本保障，發(fā)揮著不可忽視的作用。由于人們的生產(chǎn)生活需求，電力企業(yè)飛速發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，其中電網(wǎng)巡檢的工作量和管理難度呈直線趨勢(shì)上升。因?yàn)榄h(huán)境因素和一系列人為因素的雙重影響，電網(wǎng)事故不斷發(fā)生，輸電線路受到嚴(yán)重破壞，致使線路不能夠正常運(yùn)行。為了降低事故的發(fā)生概率，減輕人工巡檢的工作量，無(wú)人機(jī)在輸電線路巡檢過(guò)程中的應(yīng)用顯得尤為重要。無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路能夠提升輸電線路的可靠性和穩(wěn)定性，在對(duì)無(wú)人機(jī)的研究方面也應(yīng)當(dāng)著重加大技術(shù)改革，提升實(shí)際應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)巡檢;技術(shù)研發(fā);應(yīng)用實(shí)踐

一、引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升促使我國(guó)的電力行業(yè)迎來(lái)發(fā)展契機(jī)，隨著輸電線路分布的愈發(fā)廣泛，實(shí)現(xiàn)我國(guó)供電范圍的不斷擴(kuò)大。但是因自然條件等因素限制，使得部分地區(qū)輸電線路無(wú)法依靠人工巡檢方式完成，并且現(xiàn)階段人工巡檢方式的應(yīng)用已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前輸電線路穩(wěn)定運(yùn)行具體需求。所以，需要借助無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)來(lái)完善巡檢工作，避免巡檢期間受到地理、氣溫、天氣等條件影響，提高故障巡查精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)輸電線路整體運(yùn)行情況的全面掌握。也正因此，進(jìn)行無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)應(yīng)用的深入分析，具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、電力無(wú)人機(jī)概述

根據(jù)無(wú)人機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)，通常可將無(wú)人機(jī)分為無(wú)人直升機(jī)、多旋翼無(wú)人機(jī)和固定翼無(wú)人機(jī)三類(lèi)。目前在電力巡檢中都有應(yīng)用，但由于三種無(wú)人機(jī)的性能特點(diǎn)存在較大差異，其所承擔(dān)的巡檢任務(wù)也有所側(cè)重。無(wú)人直升機(jī)與傳統(tǒng)直升機(jī)類(lèi)似，但由操控人員在地面站進(jìn)行操控，是早期電網(wǎng)無(wú)人機(jī)巡檢試驗(yàn)方案之一。由于無(wú)人直升機(jī)體積較大，操控難度較高，存在與電力設(shè)施碰撞產(chǎn)生嚴(yán)重后果的潛在風(fēng)險(xiǎn)，且成本較高，目前已較少應(yīng)用在電力巡檢領(lǐng)域。多旋翼無(wú)人機(jī)由多個(gè)旋翼產(chǎn)生升力，通過(guò)改變各個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速控制飛行器的姿態(tài)，具有小巧靈活、垂直起降、精準(zhǔn)懸停的優(yōu)點(diǎn)，但機(jī)動(dòng)性和飛行高度較低，負(fù)載較小，續(xù)航時(shí)間短。因此，在架空線路巡檢中，多旋翼無(wú)人機(jī)通常負(fù)責(zé)小范圍精細(xì)作業(yè)，或桿塔精細(xì)化建模等任務(wù)。固定翼無(wú)人機(jī)依靠螺旋槳或渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)提供前進(jìn)動(dòng)力，由機(jī)翼與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生升力，其巡航速度快，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，但起降需要跑道，且無(wú)法懸停。在架空線路巡檢中，固定翼通常負(fù)責(zé)大范圍、有較高航程要求的任務(wù)。除此之外，還有結(jié)合固定翼與多旋翼的復(fù)合翼無(wú)人機(jī)，兼具垂直起降、精準(zhǔn)懸停與巡航速度快的優(yōu)點(diǎn)，在災(zāi)后應(yīng)急等惡劣復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)用場(chǎng)景中極具潛力，但在電力巡檢領(lǐng)域尚未有大范圍落地應(yīng)用。從功能來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)在電力巡檢中所扮演的角色主要為遙感承載平臺(tái)。

三、電力輸電線路巡檢中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用

（一）全方位巡檢

在保證無(wú)人機(jī)優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用于電力輸電線路巡檢中，能夠獲得理想的應(yīng)用效果，準(zhǔn)確快速地找到故障點(diǎn)，為故障處理提供幫助。無(wú)人機(jī)的硬件生要包含兩個(gè)部分，分別為地面站與機(jī)載，將可見(jiàn)光相機(jī)搭載于機(jī)載部分，能夠全方位拍攝電力輸電線路，獲得圖像，進(jìn)行視頻轉(zhuǎn)換，對(duì)信號(hào)傳輸及無(wú)線通信模塊進(jìn)行模擬，向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中發(fā)送所拍攝的圖像信息。以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和專(zhuān)業(yè)軟件為支持，巡檢人員可對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)化查看，依據(jù)無(wú)人機(jī)所拍攝圖像來(lái)對(duì)電力輸電線路的具體情況進(jìn)行分析和判斷，以保障電力輸電線路安全運(yùn)行。在電力輸電線路巡檢過(guò)程中，若存在特殊的巡檢要求，則可通過(guò)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用來(lái)進(jìn)行巡檢，由巡檢人員操控遙控器，控制無(wú)人機(jī)的具體飛行路徑，從而躲避障礙物，精準(zhǔn)找尋故障點(diǎn)。在應(yīng)用無(wú)人機(jī)來(lái)開(kāi)展電力輸電線路巡檢過(guò)程中，可結(jié)合實(shí)際需求來(lái)靈活調(diào)節(jié)可見(jiàn)光相機(jī)的焦距，保證目標(biāo)位置清晰化，提高無(wú)人機(jī)所拍攝圖像質(zhì)量，滿足電力輸電線路巡檢要求。待巡檢完畢后，可于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中保存無(wú)人機(jī)所拍攝的巡檢影像，能夠彌補(bǔ)人工巡檢操作的不足。

（二）特殊巡視

突變氣候下（氣溫驟變、暴風(fēng)雨、大雪和覆冰等）或自然災(zāi)害（地震、泥石流等）及線路負(fù)荷有較大變化等特殊情況下，利用無(wú)人機(jī)對(duì)線路區(qū)段和部件巡視精準(zhǔn)化。以紅外測(cè)溫為例，采用四旋翼無(wú)人機(jī)掛載專(zhuān)用紅外測(cè)溫儀避免人工紅外測(cè)溫登塔，人手輕微抖動(dòng)造成測(cè)溫取點(diǎn)有偏差。

（三）異物清除

就電力輸電線路巡檢的整體情況來(lái)看，在實(shí)際工作中一旦有異物存在于輸電線路中，而并未在第一時(shí)間將其清除，則極易導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)故障，甚至存在一定觸電風(fēng)險(xiǎn)。一般情況下，由巡檢人員通過(guò)人工方式將異物清除，以防范故障問(wèn)題的出現(xiàn)，但此種方式下存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)，極易威脅到巡檢人員的生命健康，并且整個(gè)清除操作需要消耗較多的時(shí)間。以無(wú)人機(jī)為支持，對(duì)電力輸電線路中的異物進(jìn)行清除時(shí)，傳統(tǒng)方式下主要是將激光二極管模組搭載于無(wú)人機(jī)的機(jī)載部分，發(fā)揮光纖聚焦作用，將異物燒斷，針對(duì)激光二極管模組所發(fā)射的平行激光，通過(guò)凸透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖聚焦，以異物所在位置為光纖聚焦點(diǎn)，將異物燒斷。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，傳統(tǒng)異物清除的方法得以改進(jìn)，多旋翼無(wú)人機(jī)中搭載的激光模組，以云臺(tái)攝像頭為支持，巡檢人員對(duì)異物所在位置進(jìn)行觀察，調(diào)整無(wú)人機(jī)位置，鎖定異物位置，保證激光模組焦點(diǎn)的準(zhǔn)確性。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，借助無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)，進(jìn)一步提升電力企業(yè)輸電線路巡檢效果，規(guī)避與消除以往線路巡檢期間存在的弊端與問(wèn)題，提高電力企業(yè)線路巡檢水平。鑒于此，應(yīng)加大對(duì)無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，滿足電力企業(yè)具體線路巡檢要求，為線路穩(wěn)定、安全運(yùn)行提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊義.無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2018，15（19）：27+29.

[2]鄭賢龍，汪旭旭，葉鵬濤.輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及相關(guān)問(wèn)題分析[J].電氣開(kāi)關(guān)，2018，56（03）：92-94.

[3]陳華超，鄧百川，張光明.無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用探析[J].科技風(fēng)，2018（04）：162.

[4]王彥國(guó).無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016（34）：69-70.

[5]劉劍花，方宏.無(wú)人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2016（10）：69-70+74.