輸電線路無人機(jī)巡檢技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及相關(guān)問題探討

劉勇平 黃向輝 彭博

國網(wǎng)孝感供電公司檢修分公司 湖北孝感 432000

1 輸電線路巡視內(nèi)容闡述

在過去的工作中，無論進(jìn)行何種類型的巡查，都采用人工地面巡查的方式。但人工巡視存在角度差、效率低的弱點(diǎn)，部分缺陷或故障無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，特別在線路出現(xiàn)跳閘人工巡視無法發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)的情況下，只能耗費(fèi)大量人力與時(shí)間，進(jìn)行人工登桿，安全隱患較大，且在經(jīng)濟(jì)上造成了極大的損失。而無人機(jī)巡視是人工巡視的5-6倍，巡查覆蓋面廣、角度多，并且沒有人工登桿的風(fēng)險(xiǎn)[1]。

無人機(jī)巡視工作具體包括對(duì)桿塔本體、附屬設(shè)施、導(dǎo)地線和通道環(huán)境的檢查，通過航拍明確掌握輸電線路運(yùn)行的具體情況，通過缺陷隱患的查找，及時(shí)安排消缺工作，為線路穩(wěn)定可靠運(yùn)行提供保障。目前，輸電線路的無人機(jī)巡視包括普通巡視、特殊巡視、精細(xì)化巡視。

2 無人機(jī)巡檢的技術(shù)要求

在輸電線路巡檢過程中，無人機(jī)除受到線路與桿塔本身的影響外，還會(huì)經(jīng)常受到線路周圍樹木、建筑物、架空通信電纜等障礙物的影響。這種情況下我們就需要從無人機(jī)操作人員與無人機(jī)本身提出相關(guān)技術(shù)要求[2]。

首先，無人機(jī)操作人員需要具備一定的技術(shù)水平。操作人機(jī)必須具備AOPA 頒發(fā)的無人機(jī)駕駛證，保障其具備無人機(jī)基本的操作能力。取證后經(jīng)過長時(shí)間的輸電線路模擬練習(xí)，使其掌握輸電線路復(fù)雜環(huán)境下無人機(jī)巡檢技能。進(jìn)而避免了“黑飛”，確保了巡檢過程中人員與設(shè)備安全[3]。

其次，無人機(jī)的技術(shù)要求。輸電線路巡檢所配備的無人機(jī)必須配備高清的可見光攝像頭，像素在2000 萬以上。地面站的圖傳與遙控器操作距離需在1KM 以上，3 級(jí)風(fēng)速下續(xù)航時(shí)間不少于20 分鐘，并且具備一定的避障功能。在具備GPS 增穩(wěn)模式的情況下，建議具備視覺定位。針對(duì)未來無人機(jī)自主巡檢的趨勢，部分無人機(jī)還需要具備RTK 功能，使得在精細(xì)巡檢過程中實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的巡檢及定位技術(shù)[4]。

3 無人機(jī)輸電巡檢的主要實(shí)現(xiàn)方式

當(dāng)前無人機(jī)巡檢主要采取人機(jī)協(xié)同的巡檢方式。由于無人機(jī)目前受到電池技術(shù)的限制，無法在空中長時(shí)間飛行。并且部分線路區(qū)段由于地形原因，無人機(jī)信號(hào)傳輸干擾較大，人員也難以到位。因此線路巡視需要“人巡+機(jī)巡”的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，來確保線路巡視的全覆蓋。這也是目前輸電線路巡檢應(yīng)用最為廣泛的方式。其次是無人機(jī)自主巡檢。這就需要具備RTK 類型的無人機(jī)在采集巡檢線路桿塔的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行后期的數(shù)據(jù)處理，形成自主航線，最終實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主巡檢。這也是未來輸電線路無人機(jī)巡檢的趨勢之一。

4 無人機(jī)巡檢運(yùn)行中典型故障原因分析及措施建議

（1）第一種情況是丟星故障。當(dāng)無人機(jī)在離塔線較近的距離飛行時(shí)，有時(shí)很容易突然失去衛(wèi)星定位，或數(shù)據(jù)異常。從而導(dǎo)致無人機(jī)姿態(tài)異常，碰塔撞線。這類情況下，是由于線路電磁干擾，或者無人機(jī)機(jī)體本身GPS 模塊存在異常。針對(duì)以上原因，應(yīng)采取更換GPS 模塊，強(qiáng)化模塊及機(jī)身屏蔽電磁干擾的措施，同時(shí)，增強(qiáng)操作人員的技能水平，在無人機(jī)姿態(tài)模式下，能夠及時(shí)切換到手動(dòng)模式接管無人機(jī)飛出干擾范圍[5]。

（2）第二種情況是圖傳中斷。這類情況通常是由于數(shù)據(jù)傳輸中斷造成，其主要原因是圖傳信號(hào)受到了障礙物的干擾，無法有效的進(jìn)行回傳。這就需要無人機(jī)操作人員在選取起降點(diǎn)時(shí)擇優(yōu)選擇那些制高點(diǎn)或者是遮擋較少的地方，地形不允許的情況下，減少超視距的飛行，避免跨障礙物拍攝。

（3）第三種情況是失去動(dòng)力。無人機(jī)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)異?；蝿?dòng)，機(jī)體不受遙控器控制，發(fā)生傾覆，最終失去動(dòng)力，自由落體。通常情況是由于無人機(jī)電池安裝不到位沒有進(jìn)行可靠固定，飛行中無人機(jī)受到震動(dòng)電源被切斷。因此，在起飛前需檢查到位，確認(rèn)無人機(jī)電池連接正常。

5 無人機(jī)巡檢技術(shù)發(fā)展前景

隨著我國輸配電里程的不斷增加，決定了無人機(jī)線路巡檢的市場需求必將廣闊。正所謂需求帶動(dòng)發(fā)展，目前無人機(jī)已由最初的可見光拍攝，逐步發(fā)展處紅外測溫、紫外探傷、激光雷達(dá)測繪等功能。基于我國無人機(jī)科技的不斷進(jìn)步，無人機(jī)巡檢技術(shù)的應(yīng)用必將有廣闊的發(fā)展前景。

6 結(jié)語

綜上所述，借助無人機(jī)巡線技術(shù)，可以進(jìn)一步提高電力企業(yè)輸電線路的巡線效率，提高電力企業(yè)的巡檢水平。有鑒于此，應(yīng)加大無人機(jī)巡線技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)力度，滿足電力企業(yè)的巡線需求，為線路安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。