無人機(jī)巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用與分析

原瑞民

摘要：無人機(jī)是利用無線遙控設(shè)備和控制程序操作的不載人飛行器。由于無人機(jī)具有體積小、操作簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此在航拍、工程測量、救災(zāi)、測繪等多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。將無人機(jī)應(yīng)用在電力線路安全巡檢工作中，可以提高線路巡視工作效率，降低巡檢人員工作強(qiáng)度和危險性?；诖耍饕治隽藷o人機(jī)巡檢技術(shù)的構(gòu)成與特點(diǎn)，并探討了無人機(jī)電力線路安全巡檢過程中的通信技術(shù)、遙感技術(shù)及激光雷達(dá)探測技術(shù)。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);電力線路安全巡檢;關(guān)鍵技術(shù)

引言

基于無人機(jī)在電網(wǎng)巡檢中的優(yōu)勢，分析電力輸電線路巡檢中無人機(jī)的應(yīng)用。內(nèi)容包括全方位巡檢、異物清除、故障檢測。闡述無人機(jī)在巡檢中的規(guī)范作業(yè)流程，以及多旋翼無人機(jī)與人工的配合。

1電力輸電線路巡檢中無人機(jī)的應(yīng)用

1.1全方位巡檢

在保證無人機(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。無人機(jī)的硬件主要包含兩個部分，分別為地面站與機(jī)載，將可見光相機(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，對信號傳輸及無線通信模塊進(jìn)行模擬，向計算機(jī)系統(tǒng)中發(fā)送所拍攝的圖像信息。以計算機(jī)系統(tǒng)和專業(yè)軟件為支持，巡檢人員可對圖像進(jìn)行實時化查看，依據(jù)無人機(jī)所拍攝圖像來對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程中，若存在特殊的巡檢要求，則可通過無人機(jī)的應(yīng)用來進(jìn)行巡檢，由巡檢人員操控遙控器，控制無人機(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)用無人機(jī)來開展電力輸電線路巡檢過程中，可結(jié)合實際需求來靈活調(diào)節(jié)可見光相機(jī)的焦距，保證目標(biāo)位置清晰化，提高無人機(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，可于計算機(jī)系統(tǒng)中保存無人機(jī)所拍攝的巡檢影像，能夠彌補(bǔ)人工巡檢操作的不足。

1.2異物清除

就電力輸電線路巡檢的整體情況來看，在實際工作中一旦有異物存在于輸電線路中，而并未在第一時間將其清除，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。一般情況下，由巡檢人員通過人工方式將異物清除，以防范故障問題的出現(xiàn)，但此種方式下存在一定安全風(fēng)險，極易威脅到巡檢人員的生命健康，并且整個清除操作需要消耗較多的時間。以無人機(jī)為支持，對電力輸電線路中的異物進(jìn)行清除時，傳統(tǒng)方式下主要是將激光二極管模組搭載于無人機(jī)的機(jī)載部分，發(fā)揮光纖聚焦作用，將異物燒斷，針對激光二極管模組所發(fā)射的平行激光，通過凸透鏡來實現(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)，多旋翼無人機(jī)中搭載的激光模組，以云臺攝像頭為支持，巡檢人員對異物所在位置進(jìn)行觀察，調(diào)整無人機(jī)位置，鎖定異物位置，保證激光模組焦點(diǎn)的準(zhǔn)確性。

1.3故障檢測

以無人機(jī)為支持，能夠更好地對電力輸電線路實施故障檢測，為故障的高效處理提供支持。紅外線檢測在電力輸電線路金屬探傷中具有良好的應(yīng)用價值，為巡檢工作的開展提供幫助，當(dāng)電力輸電線路中的某個點(diǎn)或者局部區(qū)域出現(xiàn)異常過熱問題時，通過紅外線檢測法能夠第一時間發(fā)現(xiàn)，便于采取有針對性的措施來進(jìn)行處理。

2輸電線路巡視中無人機(jī)應(yīng)用的技術(shù)

2.1無人駕駛技術(shù)

如果巡視人員一直要對無人機(jī)進(jìn)行控制，則長時間面對屏幕很容易造成眼睛疲勞，無法保證在操控?zé)o人機(jī)時的精準(zhǔn)性，這就使得無人機(jī)在巡視工作應(yīng)用中的優(yōu)勢全無，因此需要讓無人機(jī)實現(xiàn)自行控制降落，在巡視中做到沿線檢查并保持安全距離。為了保證無人機(jī)在巡視過程中能夠應(yīng)對惡劣環(huán)境，應(yīng)用無人駕駛技術(shù)，使其遇到特殊情況時可自行判斷選擇返航或緊急降落，同時也能夠接受控制人員的指令。

2.2圖像傳輸技術(shù)

無人機(jī)上的攝像頭可取代人眼控制輸電線路的巡視檢測，將有問題的線路傳給操作人員進(jìn)行判斷和確認(rèn)。無人機(jī)上要同時裝備攝像頭和圖像傳輸機(jī)，才能保證操作人員獲得清晰的圖像。為了保證傳輸效率，無人機(jī)需要采用壓縮算法對圖片進(jìn)行壓縮，因此無法保證圖像的清晰度[4]，這就需要選擇合適的圖像傳輸技術(shù)。此外，由于輸電線路常年暴露在野外，經(jīng)過自然環(huán)境的打磨對其進(jìn)行確認(rèn)會比較困難，要對故障點(diǎn)進(jìn)行分析檢測，需要無人機(jī)在故障部位進(jìn)行懸停，這樣才能有效地對出現(xiàn)的問題進(jìn)行排查。

2.3檢測方法

無人機(jī)的檢測是非接觸性檢測，采用紅外熱像儀可以對輸電線路的局部故障進(jìn)行排查，基于紅外熱輻射的原理，通過電子光學(xué)檢測，就可以對線路故障區(qū)域進(jìn)行判斷。

3無人機(jī)在巡檢中的注意事項

3.1規(guī)范作業(yè)流程

在電力輸電線路巡檢過程中，為確保無人機(jī)的安全性，需要在實踐作業(yè)中積累經(jīng)驗，將無人機(jī)的作業(yè)流程規(guī)范化。在巡檢作業(yè)之前，需要做好充分準(zhǔn)備，就電力輸電線路相關(guān)信息資料進(jìn)行收集，包括線路走向、跨越、地形、氣候等，保證巡檢作業(yè)方案的科學(xué)化與詳細(xì)化。在巡檢作業(yè)過程中，必須要依照流程進(jìn)行。由專門人員全面考察電力輸電線路，核實桿塔、地標(biāo)等信息，將無人機(jī)降落點(diǎn)確定，降落點(diǎn)不可存在危險障礙物，必須要保證地形平坦，場地面積達(dá)標(biāo)，四周不可存在其他信號干擾，以免影響無人機(jī)巡檢的準(zhǔn)確性。起飛之前要勘測巡檢線路環(huán)境、天氣等，確保與無人機(jī)飛行的要求相符合，確保飛行安全。巡檢作業(yè)人員在應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行巡檢的過程中，必須要對電力輸電線路巡檢工作內(nèi)容加以全面把握，客觀分析實際情況，科學(xué)制定無人機(jī)飛行計劃，在這一過程中需要考慮到特殊情況，以保證應(yīng)急預(yù)案制定的合理性。在自主飛行的條件下，要合理設(shè)計無人機(jī)飛行線路。

3.2掌握作業(yè)方法

蓄電池容量因技術(shù)限制而存在一定局限性，無法滿足無人機(jī)的長時間飛行需求，對于多旋翼無人機(jī)來說，其實際飛行時間一般在三十分鐘以內(nèi)，因此在應(yīng)用無人機(jī)開展電力輸電線路巡檢工作時，需要對有限的時間加以科學(xué)的利用，以切實提升電力輸電線路巡檢工作效率。在應(yīng)用無人機(jī)巡檢電力輸電線路的過程中，要做好線路以內(nèi)防雷及絕緣子等的檢查。無人機(jī)實際飛行過程中各項操作的開展必須要與飛行方案相符合，確保拍攝角度最佳，以滿足電力輸電線路巡檢要求，提升巡檢作業(yè)質(zhì)量。應(yīng)用無人機(jī)時必須要合理調(diào)整的飛行速度，尤其是與目標(biāo)相接近的情況下，要適當(dāng)減緩速度，調(diào)整無人機(jī)的角度，保證無人機(jī)飛行的穩(wěn)定性，對無人機(jī)與目標(biāo)物之間的距離進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，對云臺進(jìn)行科學(xué)控制，以確保依照電力輸電線路巡檢要求來進(jìn)行拍攝。

3.3多旋翼無人機(jī)與人工相配合

在電力輸電線路巡檢工作中，多旋翼無人機(jī)巡檢以及人工巡檢各有利弊，出發(fā)點(diǎn)不同，各自具備一定觀察優(yōu)勢。對于導(dǎo)線、地線類缺陷來說，其與地面存在較大距離，異常情況大多不明顯，人工巡檢存在一定難度，無法做出準(zhǔn)確判斷，可應(yīng)用無人機(jī)巡檢來提高工作效率。

結(jié)語

無人機(jī)因其自身優(yōu)勢而在電力輸電線路巡檢中得到廣泛應(yīng)用，人工巡檢的不足得以彌補(bǔ)，促進(jìn)了巡檢工作質(zhì)量與效率的提升，巡檢人員的勞動強(qiáng)度及安全風(fēng)險都得以降低。在電力輸電線路巡檢過程中對于無人機(jī)的應(yīng)用，需要保證作業(yè)流程的規(guī)范化，確保作業(yè)方法合理，從而為電力輸電線路的安全可靠運(yùn)行提供支持。

參考文獻(xiàn)

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